高速铁路电力运动技术研究

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摘要：电气化铁路远动系统是保障高速铁路安全可靠运行的重要支撑和基础设施。RTU作为铁路远动系统中的基层站点设备，能够实时监控铁路沿线的电气设备运行状态和参数并及时反馈给调度中心。本文从理论与实践结合角度阐述RTU设备功能原理和故障处理方法，为相关作业人员进行深层次的理解和掌握，进一步提升作业人员的工作效率，推动铁路远动系统逐步朝着安全化、科学化、自动化的方向发展。

关键词：铁路远动系统；RTU；故障处理方法；自动化

我国高速铁路电力远动系统主要作用是利用计算机、互联网和通信网络之间的相互配合对铁路沿线电气设备的电压、电流、功率、相位以及其他设备参数进行远程实时监控。该系统的功能主要由三部分构成［1］，包括中心调度站、通信通道、执行终端，其中执行终端主要是通过远程控制单元RTU（RemoteTerminalUnit）对铁路沿线设备进行实时监控，它是铁路远动系统中的基层站点设备，能够实时采集铁路沿线的电气设备运行状态和参数并通过远动信道反馈给中心调度站，是铁路自动化运营中不可缺少的关键设备［2］。因此，具备较强RTU功能认知和使用能力，是确保高速铁路电力运动技术更好服务铁路安全运输的基础和前提。

1RTU的主要功能

RTU主要采用采用微处理器控制，应用远程通信技术，对铁路沿线的电气设备运行参数进行实时采集、处理并传输，监视和控制远方设备的运行，以实现远程测量、远程信号、远程控制、远程调度等功能［3］。RTU外形相对较大，一般主要安装在变（配）电所微机室，负责监控变配电所内的高压开关设备，它具备庞大的数据处理功能、通信速率快和可靠性高等诸多优点，其中在高压开关远方和当地操控切换的信息传递中可实现检修人员与调度中心的直接对话。

2RTU故障判别与处理措施

自2009年京广高铁正式开通以来，RTU设备曾发生过多起瞬间故障或永久性故障［4］。笔者对所在单位管辖范围内RTU故障进行统计分类，发现RTU通讯故障占RTU故障总数90%以上，是RTU故障矛盾的主要方面，必须找准其成因，有效应对。本文就通道/RTU故障判别与处理简述如下：1）连接通讯管理机备用端口（数据采集节点）进入系统后台，启动数据采集监控界面（commui）［5］，点击实时数据功能，查看RTU中各设备的工作状态。2）点击“运行状态”→“通道状态信息”查看该通道的通讯状态是否正常，有无阻断现象，若有阻断，则：①检查通道参数表中相应的参数是否正确，有无匹配错误。②用ping命令查找网关IP地址，用telnet命令测试通讯主机端口数据是否正常传输，有无阻断现象。3）查看通讯管理机、RTU装置、Modem的指示灯闪烁是否处于正常状态，各设备上的通讯端口有无损坏，是否因为设备板件积灰或接触不良造成。4）使用切换板上的手动切换是否正常工作，检查采集参数中的节点信息表中关于切换设备类型和地址是否正确，检查通道参数中的切换地址是否正常匹配［6］。5）检查COM口和波特率是否设置正确，是否符合设备参数要求。6）若数据采集监控界面显示的设备、工作状态与调度员界面设备状态一致，则基本可以判断是现场RTU出现故障，总召全遥信，进一步分析通讯规约，通知RTU维护人员进行故障排查。

3RTU通信故障诊断处理实例

2018年6月28日广州局集团公司电调反映某电力低压所出现一段、三段母线所有开关状态无显示、无法操作故障。经过作业人员现场检查发现DI-5RTU装置有一块DIO板损坏，从南凯通讯管理主机备用端口进后台查看所内RTU装置遥信遥测板件状态均不稳定，时通时断，更换DI-5装置损坏的DIO板后，后台管理机终端显示所内RTU装置板件仍不稳定，重启通讯管理机后故障未恢复。初步判断故障原因可能是新旧通信板件版本不匹配或者是连接监控各组开关的RTU装置的通讯板件、网线故障，需后续进行排查。通讯管理机IP地址和监控后台操作流程见图1。7月3日晚，作业人员再次对所内所有监控开关的RTU装置板件逐一进行认真排查，发现DI-5RTU装置的DIO板损坏、DI-4RTU装置的AD板损坏、DI-1RTU装置的DIO板损坏，导致DI-0RTU装置和DII-1RTU装置无法进入超级终端查看数据信息，需要申请天窗作业停电查看调取数据信息。7月4日凌晨进行天窗作业，作业人员更换损坏板件后，后台终端显示所内开关状态仍是不定态，板件通讯异常，与厂家技术人员沟通判断原因为板件通讯波特率问题，由于所内CAN总线挂的RTU设备过多，板件CAN口处的跳帽连接导致系统通信阻值过大，降低系统通信速率，在所内采集板原设置波特率100Kbps下大大增加了系统的不稳定性，致使整个系统崩溃。为防止事故再次发生，现场去除连接跳帽使板件引脚直接与地相连接，因为使用屏蔽电缆作总线，并不影响数据通信的抗干扰性和可靠性；同时将所有板件波特率从100Kbps改为50Kbps后通讯恢复正常，所有开关不定态消失，并与电调联系对一段、三段母线所有开关进行调试核对信号均正常，所有开关状态显示正常。

4结论与展望

电气化铁路远动通讯系统是保障高速铁路安全可靠运行的重要支撑和基础设施。本文主要对京广高铁铁路远动通讯系统中的RTU功能作用和故障种类进行论述分析，对在生产实际中RTU设备出现的故障处理经验和方法进行归纳总结。随着运营实践的不断深入，铁路主管部门会更加重视RTU设备的原理机制和故障处置办法的总结、研究和培训，进一步提升现场作业人员分析处理故障的业务技能，推动铁路电力远动系统朝着安全化、科学化、自动化方向发展。

作者:何攀 单位:中国铁路广州局集团有限公司衡阳供电段