本發(fā)明涉及鐵路機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備技術(shù)，特別涉及一種機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有機(jī)車車輛(動(dòng)車組)通過高壓電氣回路從牽引供電系統(tǒng)獲得電能，機(jī)車車輛控制系統(tǒng)從現(xiàn)有測(cè)量電壓互感器和電流互感器二次繞組輸出信號(hào)監(jiān)測(cè)高壓電氣回路的電氣工作狀態(tài)，當(dāng)牽引供電系統(tǒng)電壓過高或過低時(shí)，或車上高壓電氣回路發(fā)生接地或其它過電流故障時(shí)，機(jī)車車輛高壓電氣回路采用過電流保護(hù)、過電壓和低電壓比較簡單的保護(hù)方式?，F(xiàn)有大部分機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備漏至于車頂，容易發(fā)生高壓事故。一旦發(fā)生故障，現(xiàn)有機(jī)車車輛對(duì)故障電壓、電流參數(shù)值沒有過程記錄，不能區(qū)分故障區(qū)段和牽引變壓器故障，對(duì)高壓事故分析相當(dāng)不利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，以對(duì)高壓電氣回路中的電氣設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)高壓電氣回路中電氣參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及保護(hù)，并對(duì)高壓電氣回路中高壓電氣設(shè)備絕緣水平及設(shè)備溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，包括：機(jī)車車輛受電弓，避雷器，故障指示器，集成高壓設(shè)備箱，牽引變壓器，信號(hào)輸入接口，微機(jī)處理單元及信號(hào)輸出接口；

機(jī)車車輛受電弓從接觸網(wǎng)獲得電壓，經(jīng)過所述避雷器、集成高壓設(shè)備箱及牽引變壓器連接至所述機(jī)車車輛的一個(gè)動(dòng)車單元，為該動(dòng)車單元供電；所述集成高壓設(shè)備箱連接至所述機(jī)車車輛的另一動(dòng)車單元；

所述集成高壓設(shè)備箱通過所述信號(hào)輸入接口向所述微機(jī)處理單元輸出網(wǎng)側(cè)電壓互感器信號(hào)、網(wǎng)側(cè)電流互感器信號(hào)、斷路器變位信號(hào)、變壓器一次側(cè)電流互感器信號(hào)、集成高壓設(shè)備箱在線絕緣監(jiān)測(cè)信號(hào)、集成高壓設(shè)備箱內(nèi)氣體濃度信號(hào)、集成高壓設(shè)備箱內(nèi)部溫度信號(hào)及高壓隔離開關(guān)變位信號(hào)；

所述牽引變壓器通過所述信號(hào)輸入接口向所述微機(jī)處理單元輸出變壓器二次側(cè)電流互感器信號(hào)；

所述故障指示器通過所述信號(hào)輸入接口向所述微機(jī)處理單元輸出故障電流信號(hào)、故障定位信號(hào)及電纜溫度監(jiān)控信號(hào)；

所述微機(jī)處理單元對(duì)通過所述信號(hào)輸入接口接收到的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，當(dāng)信號(hào)的值超過對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)值時(shí)，記錄電壓及電流異常信息和/或通過輸出接口向所述集成高壓設(shè)備箱發(fā)出斷路器分閘信號(hào)或高壓隔離開關(guān)分合閘信號(hào)。

一實(shí)施例中，所述微機(jī)處理單元還用于記錄所有通過所述信號(hào)輸入接口接收到的信號(hào)，綜合分析判斷故障信息，區(qū)分故障發(fā)生類型，并通過輸出接口的dsp顯示故障信息。

一實(shí)施例中，所述微機(jī)處理單元還用于根據(jù)所述故障信息區(qū)分故障區(qū)段及判斷所述集成高壓設(shè)備箱是否存在絕緣隱患。

一實(shí)施例中，所述集成高壓設(shè)備箱中設(shè)置有：

網(wǎng)側(cè)電流互感器，連接至所述避雷器；

電壓互感器，連接至所述網(wǎng)側(cè)電流互感器；

真空斷路器，連接至所述網(wǎng)側(cè)電流互感器；

高壓隔離開關(guān)，連接至所述真空斷路器；

變壓器一次側(cè)電流互感器，連接至所述真空斷路器。

利用本發(fā)明，可以對(duì)高壓電氣回路中的電氣設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)高壓電氣回路中電氣參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及保護(hù)，并對(duì)高壓電氣回路中高壓電氣設(shè)備絕緣水平及設(shè)備溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。對(duì)在線監(jiān)測(cè)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的電氣參數(shù)同步進(jìn)行綜合分析，對(duì)機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的保護(hù)。本發(fā)明的機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)能夠較為準(zhǔn)確分析鐵路機(jī)車車輛高壓事故，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控原理示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的集成高壓設(shè)備箱的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)示意圖，圖2本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控原理示意圖，如圖1及圖2所示，該機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)包括：機(jī)車車輛受電弓1，避雷器2，故障指示器6，集成高壓設(shè)備箱3，牽引變壓器4，信號(hào)輸入接口7，微機(jī)處理單元8及信號(hào)輸出接口9。

如圖1所示，機(jī)車車輛受電弓1從接觸網(wǎng)獲得電壓，經(jīng)過避雷器2、集成高壓設(shè)備箱3及牽引變壓器4連接至機(jī)車車輛的一個(gè)動(dòng)車單元，為該動(dòng)車單元供電。另外，集成高壓設(shè)備箱連接至機(jī)車車輛的另一動(dòng)車單元，為該另一動(dòng)車單元供電。

故障指示器6、集成高壓設(shè)備箱3及牽引變壓器4分別通過圖2所示的信號(hào)輸入接口7連接至微機(jī)處理單元8，微機(jī)處理單元8連接至信號(hào)輸出接口9。

一實(shí)施例中，如圖3所示，集成高壓設(shè)備箱3中設(shè)置有：網(wǎng)側(cè)電流互感器301，電壓互感器302，真空斷路器303，高壓隔離開關(guān)304，變壓器一次側(cè)電流互感器305及接地開關(guān)306。網(wǎng)側(cè)電流互感器301連接至所述避雷器2；電壓互感器302連接至所述網(wǎng)側(cè)電流互感器301；真空斷路器303連接至所述網(wǎng)側(cè)電流互感器301；高壓隔離開關(guān)304連接至所述真空斷路器303；變壓器一次側(cè)電流互感器305連接至所述真空斷路器303；接地開關(guān)306連接在真空斷路器303兩端；多個(gè)故障指示器6的設(shè)置位置如圖3所示。

集成高壓設(shè)備箱3通過信號(hào)輸入接口7向微機(jī)處理單元8輸出網(wǎng)側(cè)電壓互感器信號(hào)s1、網(wǎng)側(cè)電流互感器信號(hào)s2、斷路器變位信號(hào)s3、變壓器一次側(cè)電流互感器信號(hào)s4、集成高壓設(shè)備箱在線絕緣監(jiān)測(cè)信號(hào)s5及高壓隔離開關(guān)變位信號(hào)s6。其中，網(wǎng)側(cè)電壓互感器信號(hào)s1由電壓互感器302產(chǎn)生，網(wǎng)側(cè)電流互感器信號(hào)s2由網(wǎng)側(cè)電流互感器301產(chǎn)生，斷路器變位信號(hào)s3由真空斷路器303產(chǎn)生，變壓器一次側(cè)電流互感器信號(hào)s4由變壓器一次側(cè)電流互感器305產(chǎn)生，高壓隔離開關(guān)變位信號(hào)s6由高壓隔離開關(guān)304產(chǎn)生。

牽引變壓器4通過信號(hào)輸入接口7向微機(jī)處理單元8輸出變壓器二次側(cè)電流互感器信號(hào)s7。

故障指示器6通過信號(hào)輸入接口7向微機(jī)處理單元輸出故障電流信號(hào)s8、故障定位信號(hào)s9及電纜溫度監(jiān)控信號(hào)s10。

微機(jī)處理單元8對(duì)通過信號(hào)輸入接口7接收到的信號(hào)(上述信號(hào)s1至s10)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，當(dāng)某一信號(hào)的值超過其對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)值時(shí)，微機(jī)處理單元8可以單獨(dú)記錄電壓及電流異常信息或通過輸出接口向所述集成高壓設(shè)備箱3發(fā)出斷路器分閘信號(hào)或高壓隔離開關(guān)分合閘信號(hào)，也可以同時(shí)單獨(dú)記錄電壓及電流異常信息或通過輸出接口向集成高壓設(shè)備箱3發(fā)出斷路器分閘信號(hào)sc或高壓隔離開關(guān)分合閘信號(hào)sg。

一實(shí)施例中，微機(jī)處理單元8還可以用于記錄所有通過信號(hào)輸入接口接收到的信號(hào)(也成為輸出信號(hào)波形數(shù)字文件)，綜合分析判斷故障信息，區(qū)分故障發(fā)生類型，并通過輸出接口的dsp顯示故障信息。

一實(shí)施例中，微機(jī)處理單元8還用于根據(jù)故障信息區(qū)分故障區(qū)段及判斷集成高壓設(shè)備箱3是否存在絕緣隱患，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。微機(jī)處理單元8還用于同時(shí)根據(jù)變壓器輸入信號(hào)進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)，通過輸出接口9的wnet網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)與列車或外部網(wǎng)絡(luò)的通訊和信息交換。

本發(fā)明實(shí)施時(shí)的機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，適用于鐵路機(jī)車車輛集成高壓電氣回路中電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)與控制。補(bǔ)充完善了鐵路機(jī)車車輛(動(dòng)車組)高壓電氣回路保護(hù)系統(tǒng)的功能，且把高壓電氣整個(gè)回路設(shè)備監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)模塊化、集成化，對(duì)鐵路機(jī)車車輛(動(dòng)車組)高壓事故分析及整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行提供保障。

鐵路機(jī)車車輛高壓電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)功能主要包括：

1、高壓電氣回路保護(hù)功能

過壓、失壓保護(hù)；過流、速斷保護(hù)；pt故障保護(hù)；過流時(shí)間、全程錄波；斷路器動(dòng)作變位記錄；車頂高壓電纜區(qū)段故障定位；變壓器與電纜回路故障區(qū)分；錄波功能。諧波分析；事件記錄分析功能。

2、高壓電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能

高壓電氣設(shè)備絕緣水平實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，高壓電氣設(shè)備溫度實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。通過本發(fā)明輸出網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)與列車或外部網(wǎng)絡(luò)的通訊和信息交換。提供給鐵路機(jī)車車輛(動(dòng)車組)操縱人員及相關(guān)技術(shù)人員明確故障信息指示及時(shí)候處理數(shù)據(jù)支撐，做出合理的高壓故障處理方案及應(yīng)對(duì)措施，減少故障損失。

本發(fā)明完善和擴(kuò)充了現(xiàn)有機(jī)車車輛高壓電氣的保護(hù)及監(jiān)控功能，可組成一個(gè)獨(dú)立完整的高壓電氣設(shè)備監(jiān)控保護(hù)單元，符合標(biāo)準(zhǔn)gb-t25119-2010《軌道交通機(jī)車車輛電子裝置》規(guī)定的技術(shù)要求。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。