电力机车自动过分相装置检测系统

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摘要：针对目前自动过分相装置测试系统存在的笨重昂贵、便携性差、功能单一、人机界面不够直观以及智能化程度低等缺点，设计开发了智能型电力机车自动过分相装置自动检测系统。系统采用上位机和下位机的架构，检测时只需将自动过分相装置接口和测试系统接口对接，即可实现数据的采集、显示、存储等功能。测试结果表明，系统能够确保自动过分相装置可靠运行，具有一定的推广价值。

关键词：自动过分相;便携式;PLC;LabVIEW

为了使接触网从三相交流电力系统取得的电流尽量平衡，电气化铁道的接触网采用分段换相供电，相和相之间设置有电分相，电力机车在通过电分相时必须断电通行，依靠列车的惯性闯过无电区段。自动过分相装置的功能是当机车通过分相区时，发出相应的控制信号，使机车控制系统根据当时机车速度、位置，自动平滑降低牵引电流、关闭辅助机组、分断主断路器，过分相区后，再自动闭合主断路器、辅助机组，控制牵引电流平滑上升，从而实现过分相区时的自动化操作。由于自动过分相装置属于车载设备，常受高压和大电流干扰、工作环境比较恶劣，经过一段时间运行后，可能会造成部件松动、连线松脱、继电器触头接触不良，甚至是电路短路和烧毁。因此自动过分相装置必须按照一定的时间进行检测，以免上述隐患发生。目前，自动过分相装置主要有手动测试和实验台测试两种方式。人工检测普遍具有效率低、不科学、数据量少且不便于存储查询问题，受人的疲劳程度、情绪变化等因素影响较大，无法进行科学、系统分析。实验台测试普遍存在设备笨重昂贵、携带不方便，测试车型受限，界面不够直观等缺点［1－3］。现提出一种基于LabVIEW的电力机车自动过分相装置智能检测系统，具有便携、操作简便、智能化和自动化程度高的特点。

1系统总体设计

检测系统包括上位机和下位机两个子系统。下位机以西门子ST20PLC模块为核心，完成数据采集并将数据上传到上位机;上位机完成命令下发，接收下位机数据、实时处理并将数据分析结果可视化。上位机采用LabVIEW编程，为用户提供友好的操作界面，比如进行设备操作、报表生成等。系统总体框图如图1所示。

2硬件设计

测试系统的硬件电路由测试信号生成、通信模块和数据采集等模块组成，用于实现与被测自动过分相系统的连接，完成数据的采集以及与上位机的通信。

3软件设计

系统的软件设计包括上位机软件设计和下位机软件设计两部分，其中:上位机以LabVIEW为开发环境，设计开发了自动检测系统的人机交互界面;下位机采用梯形图编程语言，数据通信采用OPC通信，完成数据采集、与上位机通信等功能［4］。

3．1上位机软件设计

人机界面由程序框图和前面板组成，两者具有映射关系。前面板是控制与显示界面，可显示劈相机断开时间、劈相机闭合时间、主断开始时间、主断结束时间、合主断及指示灯持续时间等信息，用户可直观地判断出自动过分相装置的优劣。程序框图是编程界面，包括数据发送、数据接收与处理、故障数据查找三个模块。

3．2下位机软件设计

下位机流程图如图2所示。系统上电后进入初始化，然后依次进入SBR_0子程序、恢复计时子程序、恢复预告计时子程序、强断计时子程序、主断分子程序和主断合子程序进行扫描，扫描结束后进入第二次扫描，依次循环。

4测试结果

以HXD3型电力机车为例，经多次上电测试，测试结果如表1所示。从表1可以看出，采用系统的测量值与对应厂家所提供的测试台测量数据基本一致，完全满足对精度的要求。

5结语

智能检测系统集数据采集、处理、存储和显示于一体，人机界面友好直观、携带方便、操作简单且自动化程度高，扩展性和移植性强，具有一定的推广价值。

参考文献

［1］姚孝刚，陈娟．电力机车自动过分相功能检测系统研制［J］．铁道机车车辆，2006，26(5):67-68．

［2］管洁，梅劲松．电力机车自动过分相状态检测系统的研究［J］．电子测量技术，2016，39(5):171．

［3］严云升．电力机车和电动车组自动过分相方案的发展方向［J］．机车电传动，2004(6):7．

［4］宁涛，李明．电力机车自动过分相系统专用检测台的设计［J］．机车电传动，2007(3):65．

作者：黄根岭 刘成 单位：郑州铁路职业技术学院