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摘要:電氣化鐵路遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)是保障高速鐵路安全可靠運(yùn)行的重要支撐和基礎(chǔ)設(shè)施。RTU作為鐵路遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的基層站點(diǎn)設(shè)備,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控鐵路沿線的電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)并及時(shí)反饋給調(diào)度中心。本文從理論與實(shí)踐結(jié)合角度闡述RTU設(shè)備功能原理和故障處理方法,為相關(guān)作業(yè)人員進(jìn)行深層次的理解和掌握,進(jìn)一步提升作業(yè)人員的工作效率,推動(dòng)鐵路遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)逐步朝著安全化、科學(xué)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞:鐵路遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng);RTU;故障處理方法;自動(dòng)化
我國(guó)高速鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)主要作用是利用計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)之間的相互配合對(duì)鐵路沿線電氣設(shè)備的電壓、電流、功率、相位以及其他設(shè)備參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)的功能主要由三部分構(gòu)成[1],包括中心調(diào)度站、通信通道、執(zhí)行終端,其中執(zhí)行終端主要是通過(guò)遠(yuǎn)程控制單元RTU(RemoteTerminalUnit)對(duì)鐵路沿線設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,它是鐵路遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的基層站點(diǎn)設(shè)備,能夠?qū)崟r(shí)采集鐵路沿線的電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)并通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)信道反饋給中心調(diào)度站,是鐵路自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備[2]。因此,具備較強(qiáng)RTU功能認(rèn)知和使用能力,是確保高速鐵路電力運(yùn)動(dòng)技術(shù)更好服務(wù)鐵路安全運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)和前提。
1RTU的主要功能
RTU主要采用采用微處理器控制,應(yīng)用遠(yuǎn)程通信技術(shù),對(duì)鐵路沿線的電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、處理并傳輸,監(jiān)視和控制遠(yuǎn)方設(shè)備的運(yùn)行,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)量、遠(yuǎn)程信號(hào)、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程調(diào)度等功能[3]。RTU外形相對(duì)較大,一般主要安裝在變(配)電所微機(jī)室,負(fù)責(zé)監(jiān)控變配電所內(nèi)的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備,它具備龐大的數(shù)據(jù)處理功能、通信速率快和可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn),其中在高壓開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)方和當(dāng)?shù)夭倏厍袚Q的信息傳遞中可實(shí)現(xiàn)檢修人員與調(diào)度中心的直接對(duì)話。
2RTU故障判別與處理措施
自2009年京廣高鐵正式開(kāi)通以來(lái),RTU設(shè)備曾發(fā)生過(guò)多起瞬間故障或永久性故障[4]。筆者對(duì)所在單位管轄范圍內(nèi)RTU故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類,發(fā)現(xiàn)RTU通訊故障占RTU故障總數(shù)90%以上,是RTU故障矛盾的主要方面,必須找準(zhǔn)其成因,有效應(yīng)對(duì)。本文就通道/RTU故障判別與處理簡(jiǎn)述如下:1)連接通訊管理機(jī)備用端口(數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn))進(jìn)入系統(tǒng)后臺(tái),啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控界面(commui)[5],點(diǎn)擊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能,查看RTU中各設(shè)備的工作狀態(tài)。2)點(diǎn)擊“運(yùn)行狀態(tài)”→“通道狀態(tài)信息”查看該通道的通訊狀態(tài)是否正常,有無(wú)阻斷現(xiàn)象,若有阻斷,則:①檢查通道參數(shù)表中相應(yīng)的參數(shù)是否正確,有無(wú)匹配錯(cuò)誤。②用ping命令查找網(wǎng)關(guān)IP地址,用telnet命令測(cè)試通訊主機(jī)端口數(shù)據(jù)是否正常傳輸,有無(wú)阻斷現(xiàn)象。3)查看通訊管理機(jī)、RTU裝置、Modem的指示燈閃爍是否處于正常狀態(tài),各設(shè)備上的通訊端口有無(wú)損壞,是否因?yàn)樵O(shè)備板件積灰或接觸不良造成。4)使用切換板上的手動(dòng)切換是否正常工作,檢查采集參數(shù)中的節(jié)點(diǎn)信息表中關(guān)于切換設(shè)備類型和地址是否正確,檢查通道參數(shù)中的切換地址是否正常匹配[6]。5)檢查COM口和波特率是否設(shè)置正確,是否符合設(shè)備參數(shù)要求。6)若數(shù)據(jù)采集監(jiān)控界面顯示的設(shè)備、工作狀態(tài)與調(diào)度員界面設(shè)備狀態(tài)一致,則基本可以判斷是現(xiàn)場(chǎng)RTU出現(xiàn)故障,總召全遙信,進(jìn)一步分析通訊規(guī)約,通知RTU維護(hù)人員進(jìn)行故障排查。
3RTU通信故障診斷處理實(shí)例
2018年6月28日廣州局集團(tuán)公司電調(diào)反映某電力低壓所出現(xiàn)一段、三段母線所有開(kāi)關(guān)狀態(tài)無(wú)顯示、無(wú)法操作故障。經(jīng)過(guò)作業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)DI-5RTU裝置有一塊DIO板損壞,從南凱通訊管理主機(jī)備用端口進(jìn)后臺(tái)查看所內(nèi)RTU裝置遙信遙測(cè)板件狀態(tài)均不穩(wěn)定,時(shí)通時(shí)斷,更換DI-5裝置損壞的DIO板后,后臺(tái)管理機(jī)終端顯示所內(nèi)RTU裝置板件仍不穩(wěn)定,重啟通訊管理機(jī)后故障未恢復(fù)。初步判斷故障原因可能是新舊通信板件版本不匹配或者是連接監(jiān)控各組開(kāi)關(guān)的RTU裝置的通訊板件、網(wǎng)線故障,需后續(xù)進(jìn)行排查。通訊管理機(jī)IP地址和監(jiān)控后臺(tái)操作流程見(jiàn)圖1。7月3日晚,作業(yè)人員再次對(duì)所內(nèi)所有監(jiān)控開(kāi)關(guān)的RTU裝置板件逐一進(jìn)行認(rèn)真排查,發(fā)現(xiàn)DI-5RTU裝置的DIO板損壞、DI-4RTU裝置的AD板損壞、DI-1RTU裝置的DIO板損壞,導(dǎo)致DI-0RTU裝置和DII-1RTU裝置無(wú)法進(jìn)入超級(jí)終端查看數(shù)據(jù)信息,需要申請(qǐng)?zhí)齑白鳂I(yè)停電查看調(diào)取數(shù)據(jù)信息。7月4日凌晨進(jìn)行天窗作業(yè),作業(yè)人員更換損壞板件后,后臺(tái)終端顯示所內(nèi)開(kāi)關(guān)狀態(tài)仍是不定態(tài),板件通訊異常,與廠家技術(shù)人員溝通判斷原因?yàn)榘寮ㄓ嵅ㄌ芈蕟?wèn)題,由于所內(nèi)CAN總線掛的RTU設(shè)備過(guò)多,板件CAN口處的跳帽連接導(dǎo)致系統(tǒng)通信阻值過(guò)大,降低系統(tǒng)通信速率,在所內(nèi)采集板原設(shè)置波特率100Kbps下大大增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性,致使整個(gè)系統(tǒng)崩潰。為防止事故再次發(fā)生,現(xiàn)場(chǎng)去除連接跳帽使板件引腳直接與地相連接,因?yàn)槭褂闷帘坞娎|作總線,并不影響數(shù)據(jù)通信的抗干擾性和可靠性;同時(shí)將所有板件波特率從100Kbps改為50Kbps后通訊恢復(fù)正常,所有開(kāi)關(guān)不定態(tài)消失,并與電調(diào)聯(lián)系對(duì)一段、三段母線所有開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)試核對(duì)信號(hào)均正常,所有開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示正常。
4結(jié)論與展望
電氣化鐵路遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)是保障高速鐵路安全可靠運(yùn)行的重要支撐和基礎(chǔ)設(shè)施。本文主要對(duì)京廣高鐵鐵路遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)中的RTU功能作用和故障種類進(jìn)行論述分析,對(duì)在生產(chǎn)實(shí)際中RTU設(shè)備出現(xiàn)的故障處理經(jīng)驗(yàn)和方法進(jìn)行歸納總結(jié)。隨著運(yùn)營(yíng)實(shí)踐的不斷深入,鐵路主管部門會(huì)更加重視RTU設(shè)備的原理機(jī)制和故障處置辦法的總結(jié)、研究和培訓(xùn),進(jìn)一步提升現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員分析處理故障的業(yè)務(wù)技能,推動(dòng)鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)朝著安全化、科學(xué)化、自動(dòng)化方向發(fā)展。
作者:何攀 單位:中國(guó)鐵路廣州局集團(tuán)有限公司衡陽(yáng)供電段