鐵路電力遠動系統范文第1篇
近年來, 伴隨著中國鐵路五次大提速, 中國鐵路通信信號事業得到了迅速發展。鐵路電力遠動系統一般選用分層分布式系統結構, 主要由遠動控制主站、遠動終端和通信通道三部分構成, 對鐵路配電所、電力線路及信號電源運行情況進行實時監測控制, 起到消滅事故隱患, 加快故障處理速度, 保證鐵路行車供電的作用。
鐵路電力遠動系統的主要功能包括遙測、遙信、遙控、遙調和線路故障檢測等。
2 電力遠動系統構成四個方面內容
1) 車站監控系統:該系統包括高壓監控系統、低壓監控系統。高壓監控系統主要是對車站10k V變壓器原邊輸入電壓、輸入電流的監控。它包括對輸入電壓值、輸入電流值的監測, 以及對安裝于10k V電線路上的高壓斷路器的控制。低壓監控系統主要對車站10k V變壓器次級輸出電壓、輸出電流的監控。它包括對輸出電壓值、輸出電流值的監測;對輸出電流的故障錄波;對低壓配電盤中低壓斷路器的控制。2) 變配電所監控系統:該系統主要包括對鐵路變、配電所內高壓設備的監控, 以及對直流電源系統的監控。3) 通訊通道:如果說電力遠動系統是一棵大樹, 車站監控系統及變、配電所監控系統是這棵大樹的葉, 那么, 通訊通道就是這棵大樹的枝干。車站監控系統及變、配電所監控系統所采集的大量信息通過通訊通道送往調度中心, 調度中心通過該通道向車站監控系統及變、配電所監控系統下達遙控指令。4) 調度中心:調度中心是電力遠動系統的核心, 大量的數據從車站及變、配電所通過通訊通道被送往調度中心, 調度中心對數據進行分析、處理、保存。鐵路局、水電段的調度人員也可通過調度中心直接遠程操控車站及變、配電所的現場設備。
3 遠動對象及工作過程
鐵路電力遠動系統的遠動對象為鐵路電力網中的各類 (級) 變、配電所 (包括無人值班變、配電所和開關站) 及供電線路上的線路分斷設備等。目前鐵路遠動系統的遙控對象主要指高壓變配電所內的斷路器、負荷開關及電動隔離開關, 并在此基礎上預留了對貫通供電線路上的負荷開關和電動隔離開關遙控的條件。遙測對象主要包括各所進線、母線、饋出線, 貫通線的電壓、電流、有功功率、有功電能、無功電能及主變壓器溫度、母聯回路的電流等。遙信對象主要包括主變壓器、進線及饋出線、電容補償裝置、調壓變壓器、交直流系統等的故障信號以及各類自動裝置的動作信號等。遙調對象則主要包括上述各種參變量的調控。下面通過對安裝在變配電所保護屏上的RTU (REMOTE TERM INAL UNIT) 的工作分析, 進一步了解“四遙”的工作過程。
3.1 遙測子系統
當需要遙測各路數值不同的遙測量時, 被測量經過變送裝置后轉變為一定范圍內的模擬量, 遙測子系統將模擬量接入A/D轉換裝置, 通過模數轉換將模擬量轉換成二進制數碼, 轉換結束后, 采用中斷方式, 通知I/O總線上的主控制器將數據取走, 被取走的數據通過專用調制解調器與調度接口相連接并上傳至調度中心, 在調度中心再經過一次解調后即可在工作站中獲取遙測量。
3.2 遙信子系統
遙信子系統有一個智能板 (帶CPU) 能夠按確定的時間間隔 (每5ms中斷1次) 掃描從高壓室送進來的多路狀態信號, 并將掃描結果與存儲在該智能板上的舊數據相比較, 確定是否有狀態變位發生。如有變位發生, 則記錄下新狀態及變位標志, 以準備向調度中心報告;同時還可以報告變位的精確時間, 可以作為分析電網事故的重要手段和依據。
3.3 遙調子系統
遙調子系統采用選擇/返送校驗/執行方式。調度中心首先對需調整的參變量發送選擇調節命令, RTU受到該命令后, 將選擇命令中的整定值取反, 并送回到調度中心, 主工作站通過校核該命令, 確定是否執行。如執行, 則發執行命令, 遙調子系統將整定值的數碼經“數模轉換”轉換成模擬量, 給有關設備的自動調節置執行。如不執行, 主工作站不發令, RTU過60s后自動清除復歸。
3.4 遙控子系統
遙測、遙信是傳送信息, 而遙控則是實現操作, 所以遙控子系統要求有很高的可靠性。因此, 遙控子系統同樣采用返送校驗方式, 例如要斷開某變電所內的1號開關, 調度中心首先發送遙控命令, 遙控子系統在受到這個命令后不立即執行, 而是將這個命令先寄存下來, 并把該命令利用遙信子系統返送給調度中心, 調度中心收到后進行復核, 如果與原命令一樣才向變電所發執行命令信號, 變電所受到執行命令后才去跳1號開關。接著1號開關的位置節點通過遙信子系統傳送到調度中心, 然后調度中心第三次發出“清除”命令, 將變電所寄存器中所存放的原先命令全部清零。
4 鐵路電力遠動系統存在問題及解決方向
1) 鐵路電力遠動系統中通訊通道的設置方式主要以利用公網遠程撥號方式為主。這種方式產生的原因主要由鐵路電力遠動系統技術發展的歷史原因所造成。電力遠動技術進人鐵路電力系統時, 全路還未組建DM IS、TM IS等系統。為了解決電力遠動的通訊通道問題, 可以采取以下解決方案, 如:電力線載波、利用公網各站端遠程撥號上網、用戶單位自行敷設通訊線等。隨著時間的推移, 利用公網各站端遠程撥號上網方式逐漸在路內電力遠動系統中占據主導地位。隨著鐵路內部DM IS、TM IS等系統的組建, 鐵路電力遠動系統完全可以借用它們的通訊通道, 與這些系統組成綜合管理或綜合調度中心。鐵路電力系統是為鐵路通信信號設備供電的系統, 該系統的正常工作是鐵路通信信號設備正常工作的基本條件, 因此, 該系統的信息也應該屬于行車安全信息。由此可見, 鐵路電力遠動系統應該可以與DMIS、TMIS等系統合并, 形成綜合管理或綜合調度系統。
2) 遠動系統設備屬高度集成化的弱電設備, 其絕緣水平低, 對外界的干擾極其敏感, 對雷電等強電磁脈沖和過電壓的耐受能力很低。遠動設備工作的環境是電磁干擾極其嚴重的強電場所, 各種干擾會影響系統對數據的采集、處理和傳輸, 進而影響系統的穩定、可靠運行。
鐵路遠動系統設備的抗干擾措施:一是合理布置自動化設備位置和布線;二是使用電磁密封襯墊減少縫隙阻抗電磁密封襯墊是一種彈性的導電材料, 它的作用是將縫隙中的非接觸點添滿, 消除縫隙。如果在縫隙處安裝上連續的電磁密封襯墊, 那么, 對于電磁波而言, 不會發生電磁波的泄漏。三是使用限流避雷針和電解電極雷電直擊建筑物將帶來反擊及近距離強烈感應現象, 要防止設備損壞, 就必須嚴格進行等電位施工及每臺設備前安裝避雷器。其實這種要求是很難做到的。當直擊雷發生后, 減小入地電流, 不失為一種最佳選擇。使用限流避雷針和電解地極能夠有效減少入地電流。四是開關電源濾波電路。
摘要：介紹遠動技術在鐵路電力系統中的應用, 具體介紹電力遠動系統的概況構成、遠動對象及工作過程及目前鐵路遠動系統存在的問題及解決方法。
鐵路電力遠動系統范文第2篇
1 分析鐵路電力遠動系統
遠動系統屬于高效的管理系統, 可以為鐵路電力提供保護。遠動系統主要由CPU、終端和通道組成, CPU通過通道傳輸控制命令, 實現多項終端的控制, 遠動系統不僅具備現代化的“三遙”特點, 還可以有效分析鐵路電力系統的故障, 及時給予解決措施[1]。遠動系統的工作原理是:發揮遠動控制功能, 合理采集終端信息, 信息在通道作用下, 成功通過同軸線纜, 然后到達通信站, 通信站對信號進行處理, 形成光信號, 經由鐵路光纜運輸到遠動CPU處, 通過信息調度, 對鐵路電力系統下達控制命令, 保障鐵路電力系統在穩定的狀態下, 執行遠動命令。
2 鐵路電力遠動系統的干擾來源
2.1 系統放電
遠動系統的放電干擾, 主要集中在靜電類型。其中影響力最大的屬于電弧放電, 此類放電引發的干擾最為強烈, 能夠造成遠動系統在正常運行的瞬間, 即可產生突變, 電弧干擾屬于瞬間性的, 事故破壞性較為明顯。
2.2 自然電磁干擾
自然界中存在不可抵消的電磁干擾, 對遠動系統產生干擾的主要是電磁噪聲, 例如:自然雷電在產生的過程中, 會釋放電磁或電磁造成, 傳輸到遠動系統附近時, 產生電磁場, 可以在極短的時間內, 對系統造成沖擊干擾[2]。雖然遠動系統已做好防雷準備, 但是雷電產生的電磁脈沖非常強烈, 可以直接產生電壓, 通過防雷設備, 進入到系統內部, 引發電磁干擾。
2.3 電網本身干擾
鐵路電網會在阻抗的影響下, 導致部分器件、設備的功率變動, 形成電流, 刺激電網內的電壓升高, 電壓隨著電網設備進行泄壓時, 會主動流入遠動系統內, 沖擊遠動系統的工作電路和有效設備, 促使其在多處組成系統處發生干擾影響, 致使遠動系統的運行程序異常, 系統趨于崩潰。
3 鐵力電力遠動系統中的防干擾措施
綜合分析引發遠動系統的干擾源, 結合遠動系統的實際運行, 提出有效的防干擾措施, 提高遠動系統在鐵路電力中的工作能力, 為其提供穩定、安全運行的空間。
3.1 濾波防干擾
濾波防干擾主要是借助率比電路, 因為系統內的變壓器, 具備貫通特性, 再加上高頻率的使用, 導致系統設備性能缺陷, 所以為避免非常規電壓對系統的干擾, 可以在系統內增設濾波電路, 通過濾波電路, 控制遠動系統內的電壓, 促使其處于防干擾狀態。
3.2 隔離防干擾
基于遠動系統的防干擾要求, 鐵路電力可以對遠動設備, 實行隔離處理, 例如:耦合隔離, 將耦合器安裝在遠動設備中, 耦合器本身的電阻值非常小, 與干擾源恰好相反, 分析干擾源大電阻的特性, 利用耦合器將干擾源控制在系統外部, 有效隔離遠動系統與外界干擾源, 或者同樣利用耦合隔離, 直接對遠動系統內的變壓器做隔離處理, 規避電容分布, 促使變壓器處于隔離的工作狀態。
3.3 屏蔽防干擾
遠動系統的運行過程中, 需要安裝一定的屏蔽層, 避免電磁干擾[3]。首先在主體高壓線纜中, 增設鎧裝線纜, 目的是防止線纜運行時, 形成電網電磁, 同時將鎧裝線纜的始末端, 實行接地處理, 避免耦合電壓的衍生;其次避免外部環境因素的高頻沖擊, 有效達到抑制狀態, 對遠動系統內的設備實行屏蔽處理, 如:在設備的輸入端進行接地處理, 可將小電容設備安裝到輸入端, 由此可以提高遠動系統設備的屏蔽能力;最后是合理選用系統設備, 盡量選擇具有電磁屏蔽作用的設備, 如:互感器等, 可以有效防止外界干擾、沖擊進入系統內, 促使遠動系統本身形成特有的屏蔽功能。
3.4 接地防干擾
接地是提高遠動系統防干擾能力的直接途徑, 可分為一次和二次接地。一次接地主要是保護遠動設備, 增加接地導體, 利用連接線, 促使一次接地達到網絡狀態, 由此可以降低系統內的電位差, 提高設備對電磁干擾的兼容能力;二次接地可以提高遠動系統的防干擾能力, 為遠動系統提供標準電位, 防止系統網絡引發的電磁干擾。
4 結束語
由于受干擾源的影響, 鐵路電力呈現低效率的運行狀態, 我國利用遠動系統作為主要電力支持提升鐵路電力的可靠能力, 降低干擾故障發生的機率。目前, 遠動系統在我國鐵路電力系統中有效發揮監督、維護作用, 切實為鐵路電力系統提供安全的運行環境, 同時也為系統維護人員營造安全的檢修環境。
參考文獻
[1]楊天勇.電氣化鐵道遠動系統可靠性分析[J].甘肅科技, 2012 (15) :39-41.
[2]汪翀.淺談鐵路電力貫通線路的遠動系統[J].鐵道勘測與設計, 2012 (05) :34-36.
鐵路電力遠動系統范文第3篇
一、電力遠動系統的主要功能
第一,遙控監測。電力遠動系統能夠對系統內的所有線路進行實時監測,并且能自主對監測結果進行分析,從而判斷出線路的運行情況;第二,遠程信號。電力遠動系統能夠對被監測的開關進行控制,并采集相應的位置信息,開展如溫度測量、發出警告信號等操作;第三,遠程控制。電力遠動系統能夠從遠方發出相應的控制處理,同時能夠進行故障處理等操作;第四,越線警報。電力遠動系統可以對鐵路沿線的電路信號進行監控,一旦發現電路出現故障或電壓不正常的情況,就會發出相應的報警信號。
二、電力遠動系統中的故障處理
2.1電力遠動系統的故障分析
大多數情況下,高速鐵路使用的供電都是連續供電。在實踐中,大多數供電系統都有一些簡單的功能,例如對一些簡單的故障進行應急處理等。對于電壓越限這類情況可以進行快速的保護處理,能夠保持電力的穩定,保證高速鐵路的正常運行。另一方面,電力遠動系統可以對各個線路之間的情況進行監測,一旦發現線路出現異常,或電壓不穩定的情況可以進行相應的保護。在這些情況下,電力遠動系統可以根據程序的設計進行緊急處理,對電路進行短暫維護,接著自動關閉電閘,對故障進行自動處理,從而實現整個故障流程,整個過程都不需要人力進行監控。由此可以看出,我國電力遠動系統已經逐漸實現自動化。一旦高壓電路出現了系統故障,或受到環境影響時,鐵路沿線的基礎設施都會由于數據變化而導致參數改變。
從高速鐵路的實踐來看,沿線的線路很容易出現故障,一旦發生故障,就會自動斷電,從而保證運輸以及人身安全。在這種情況下,如果想要恢復電力運輸,就需要通過主控站自動開關重合電閘,或者采用備用設施。一般情況下,主設施和備用設施都可以在故障產生后自動進行保護狀態,而且會根據故障的類型進行自動處理[1]。如果線路故障造成損壞,主設施和備用設備無法進行自動故障判斷和自動故障修復時,應當設置重合閘的故障點,使其兩次經過電路,這樣就能避免故障線路可能對正常線路造成的故障。
2.2故障判斷實例
如果高速鐵路電線出現了永久性故障,可以通過電流經過的速度來對故障進行判斷,從而定位故障位置。為了保證鐵路沿線的RTU誤差小于相關標準,需要在電流第一次和第二次合閘之間的延時進行判斷。對故障點的確認可以分為以下幾步:第一,高速鐵路出現故障后,主設施會自動斷電,所有電線重合跳閘,為故障判斷提供條件;第二,當電流經過監控設備時,備用設施會自動投置措施,監控設備能夠將快速跳閘的數據反應到系統中;第三,當故障持續時間超過了設定的時間,或者超過了線路自動保護措施的時間,主控站會監測出區域產生了延時故障;第四,當主控站收到故障后,通過對相關信息的分析,對每個RTU故障產生的時間進行數值精確,能夠達到毫秒的程度,這就要保證RTU的誤差在50m/s之內。通過以上四步,基本可以確定高速鐵路的故障位置,并進行故障鎖定。
2.3電力遠動系統的優勢
電力遠動系統可以收集對短路電流分布值,線路阻抗短路點保護需要建立在電纜線路阻抗的單位計算故障距離的基礎上。連接線路行波故障定位技術可以作為依據和參考。行波故障指的是當線路出現故障時,將故障點的線路電壓,電流行波作為虛擬電源,通過波的傳播速度以及到達的時間,對故障點的位置進行確認。電力遠動系統由管理系統、行波系統、遠程維護系統和全面分析通信網絡四部分組成。該系統的自動化程度較高,可以完成自動測試故障距離、人工波形分析等任務,有著一定的可靠性,誤差一般能控制在300mm之內,符合相關標準[2]。
三、結語
隨著信息技術和科學技術的不斷發展,目前高速鐵路已經開始廣泛應用電力遠動系統,大大提高了高速鐵路的穩定性、安全性。能夠實現自動判斷,定位故障位置,并對故障進行簡單的處理。隨著高速鐵路的不斷發展,電力遠動系統必然也會發揮更加重要的作用,因此,需要進行深入的研究,使高速鐵路朝著安全化、科學化、自動化的方向發展。
參考文獻
[1]孫立功.高速鐵路電力遠動技術的應用和思考[J].電氣化鐵道,2010,05:14-16.
鐵路電力遠動系統范文第4篇
電氣化鐵路遠動系統由三大部分組成:調度所的遠動設備, 為調度端設備, 或稱主站設備;變電所端的遠動設備RTU, 即遠方終端設備, 為執行端設備, 或稱子站;信道, 主要是調制解調器等傳輸系統, 見圖1。
1.1調度端
調度端為電氣化鐵路遠動系統最主要的人-機界面部分的主要調度操作都在調度端實現, 它接收RTU送來的實時遠動信息, 經過譯碼后還原處被測量的實際大小值和被監控對象的實際狀態, 顯示在調度室的CRT上和調度模擬屏上, 也可以按要求進行打印輸出。
1.2執行端
執行端是位于遠距離調度端對現場實現監測和控制的裝置。它接收和處理現場信息經轉換后送來的模擬量、脈沖量和開關量, 并將上述信息經過轉換后的各種數字信息按規約編碼成遙測信息字和遙信信息字, 向調度端傳送。
1.3通信信道
在電氣化鐵路遠動系統中用于傳送遠動數據的通信信道稱之遠動信道。
2電氣化鐵路遠動系統常見故障分析
電氣化鐵路遠動系統整個系統的非正常工作狀態可以在監控系統上得以反映, 迅速分析故障、處理故障能力加強, 一般全系統的非正常工作狀態有兩種;一種是供電設備出現故障, 另一種是遠動監控設備出現故障。
2.1供電設備故障
電氣化鐵路遠動系統的監控功能和分析功能, 在供電設備出現故障情況下, 反映在監控系統設備上是有哪些內容, 如何利用監控系統對供電設備的故障加以系列分析和處理。
2.1.1接觸網故障
當供電系統接觸網發生接地故障或斷線時, 其供電的變電所斷路器會跳閘, 故探儀啟動測距, 控制回路給出越限和故障等信號, 這些信號和數據都將在遠動監控系統調度端的顯示器和模擬屏上顯示, 顯示具體哪條饋線開關跳閘, 故探儀所探測的故障所值班員根據這些信息和記錄數據通知變電所和接觸網維護人員檢修和處理。
2.1.2變電所設備故障
變電所供電設備故障可能有開關的誤動和跳閘、開關拒動、電量越限等情況。
當供電饋線電量越限時都將給出測量電量越限告警, 顯示器提示越限電量信號, 并發出音響告警, 記錄越限電量值。
2.2遠動設備故障
遠動監控設備故障主要由三個部分:調度端、執行端、通道。下面就在設備故障分別出現在三個部分時, 分析其可能出現的情況和處理方法。
2.2.1調度端故障
(1) 主機故障。主機上電不能進入引導系統, 首先檢查開機條件是否相符, 顯示器通電否, 是否裝入引導程序。系統不能進入運行程序, 首先檢查用戶程序所使用的外設是否都接通上電。在硬件條件滿足的情況下, 檢查用戶程序的系統支持程序是否啟動。
(2) 操作終端故障。在操作終端上電啟動時出現故障, 系統不能進入正常運行, 檢查開機啟動條件是否相符, 如電源接線正確否, 電壓等級, 操作終端開機前主機系統是否已投入運行, 網絡聯接正確否等等條件。在外部條件符合的情況下, 正確開機。
(3) 模擬屏故障, 顯示燈出現故障, 分析燈控電路或接線是否故障, 如果開關顯示燈不亮, 燈控回路故障, 未加燈電源, 或者燈已被燒壞等故障, 根據檢查判斷加以修理。光帶故障, 如果發現光帶點不亮或亮后不能熄滅, 則要檢查光帶燈控系統電源接線是否正確, 燈控信號是否正確, 如果發現部分光帶被點亮, 則檢查不亮燈的信號線和燈是否燒壞等故障。
(4) 其他設備故障。調度端還可能出現其他設備故障。如網絡故障, 可在操作終端上打開網絡窗口, 查看網絡信息傳遞, 或在主機顯示器上打開網絡信息查看, 檢查故障原因是接線網卡故障還是網絡軟件故障, 再做相應處理。打印機如果出現故障, 首先檢查打印機聯線, 然后檢查主機并口是否正確。
2.2.2執行端故障
主機箱內主要有處理器板, 在主處理板不能進人運行用戶程序時, 首先檢查電源+5V、±12V是否正常接入;其次再檢查用戶程序及系統軟件是否安裝, 安裝的地址是否正確及內存芯片地址是否正確;最后可通過便攜機進入Debug調試, 檢查主處理板上程序內容, 發現程序故障可更換芯。
遙控執行故障:遠動監控系統運行后, 執行端的遙控不能執行, 執行端小顯示塊上反映故障類型, 是選擇命令故障或是執行命令故障。
遙測采集故障:遙測采集發生故障時, 首先檢查模擬電量是否送入到變送器中, 變送器給出直流電量值、轉接板的接線、A/D轉換板的工作電源是否正常接入。
2.2.3通信系統故障
故障出現概率最高處是通信, 通信質量的好壞直接關系到監控系統能否正常運行。常出現的通信故障有:
(1) 所有信息傳送故障
信息既不能下傳也不能上送。首先檢查傳輸媒介、噪聲是否超標、通道接線是否連接正確, 以及通道保護設備是否發生斷線。另外在調度端和執行端分別檢查調制解調器設備是否正確, 首先檢查串行數字量接入口, 再檢查調制解調芯片能否將數字信號調制成模擬信號或將模擬信號解調成數字信號, 再檢查放大電路和輸入接插頭等部分。
下行信息故障:如果是調度端信息不能從串行接口發出, 則按調度端故障檢查。如果信息從串口發出, 而調制解調器未調制成模擬信號送出, 則按調制解調器故障檢修。模擬信號送出, 執行端不能正常接收則檢查傳輸媒介、執行端調制解調器及中間連線。
(2) 上行信息故障
如果是執行端信息不能從串口發出, 則是執行端故障。信息從串口發出而未調制成模擬信號, 則按調制解調器故障檢修。如果模擬信號送出, 而調度端不能正常接收, 則檢查中間傳輸媒介, 調度端串口有接收數據, 而未放入內存, 則按調度端故障檢查。
3結束語
鐵路電力遠動系統范文第5篇
鐵路供電遠動系統(SCADA)是對鐵路牽引供電、電力供電系統中的電氣設備進行遠程集中監視、測量和控制的系統,實現對電氣設備的數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能,由調度主站系統、被控站和遠動通道和復示終端構成。該系統作為鐵路牽引供電系統的調度指揮系統,其安全性對保障鐵路運輸是極其重要的。
遠動系統作為一個實時生產控制系統,具有與通常意義的計算機網絡系統所不同的特點:其數據業務屬于生產控制類中的基于TCP/IP的數據業務,速率要求不高,數據流基本恒定,但業務實時性較強,其中遙控遙調等操作與鐵路供電的安全直接相關,可靠性要求較高;與鐵路外部的電力系統調度、鐵路內部的維護管理信息系統等非直接控制類信息系統有直接的接口聯系。目前的遠動系統設計的重點在于保證系統自身的高可用性和可靠性,而隨著TCP/IP等通用協議與開發標準的引入,理論上絕對的物理隔離不再切實可行,與其它信息系統的網絡連接通常是采用部署防火墻來保證網絡的相對隔離,缺乏可靠的安全通信機制和數據保密措施,其安全防御能力有限。采用完善的信息加密技術是加強其安全防御能力的有力措施之一。
1 信息加密技術分類
信息加密技術按作用來劃分主要可以分為數據存儲加密、數據傳輸加密、數據完整性的鑒別以及密鑰管理技術。
1.1 數據存儲加密技術
數據存儲運用加密技術通過存取控制以及密文存儲兩種方式達到防御信息泄漏的目的。存取控制是對用戶格限進行有效限制,以避免非法用戶存取數據以及合法用戶越權存取數據的行為。而秘文存儲通常是通過附加密碼、加密算法轉換以及加密模塊等方法實現。
1.2 數據傳輸加密技術
數據傳輸加密技術是針對傳輸中的數據流進行加密,常用的有鏈路加密、節點加密和端到端加密三種方式。鏈路加密是傳輸數據僅在物理層前的數據鏈路層進行加密,不考慮信源和信宿,它用于保護通信節點間的數據,接收方是傳送路徑上的各臺節點機,信息在每臺節點機內都要被解密和再加密,依次進行,直至到達目的地。節點加密方法,是在節點處采用一個與節點機相連的密碼裝置,密文在該裝置中被解密并被重新加密,明文不通過節點機,避免了鏈路加密節點處易受攻擊的缺點。端到端加密是為數據從一端到另一端提供的加密方式,在應用層完成。數據在發送端被加密,并進入TCP/IP數據包回封,在接收端自動重組、解密,成為可讀數據,中間節點處不以明文的形式出現。
1.3 網路密鑰管理加密技術
網路密鑰管理加密技術是實現計算機網絡安全管理最主要的加密技術,主要實現密鑰的產生、分配、保存與銷毀等過程的保密效果。密鑰的管理技術主要分為密鑰的產生、分配、保存、更換和銷毀等方面的保密措施。該技術的優勢在于可以使信息數據的運用變得更加便捷。
1.4 數據完整性鑒別技術。
數據完整性鑒別技術的作用是驗證介入信息的存取、傳送、處理的人的身份和相關數據內容,實現保密的目的,通常包含密鑰、口令、數據以及身份等。計算機系統通過對比驗證對象所輸入的特征值與預先設置的參數的相符性來實現對數據的安全保護。
2 信息加密在電力系統的應用
在國家電監會發布的《電力二次系統安全防護總體方案》中,要求電力二次系統安全防護工作按照“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”的原則,保障電力監控系統和電力調度數據網絡的安全?？v向加密認證是電力二次系統安全防護核心的縱向防線,其目的是通過采用認證、加密、訪問控制等技術措施實現數據的遠方安全傳輸以及縱向邊界的安全防護,保證數據傳輸的可靠性和實時性。
電力調度證書系統為縱向加密認證設備簽發相應的符合X.509證書規范的數字證書以實現身份認證和數據文件加密。加密認證網關的設備密鑰為非對稱密鑰,配置在裝置和裝置管理系統中,用于設備的認證與會話密鑰的協商。設備密鑰由網關產生,其私鑰保存在網關內,公鑰經電力調度數字證書系統(CA)簽名,以數字證書的方式發布。會話密鑰為對稱密鑰,用于裝置之間的通信數據文件加密。通信密鑰為對稱密鑰,用于裝置管理系統與設備之間管理數據通信加密,通信密鑰一次一密,通過數字信封隨管理報文傳輸到每個與之連接的設備。
3 信息加密在鐵路供電遠動系統的應用
3.1 數據傳輸加密
與鐵路客票服務系統對存儲的重要敏感信息(如旅客身份、票務等)較高的保密要求所不同,供電遠動系統對實時監控數據在傳輸過程中的安全性要求遠遠高于對數據存儲的安全性的要求。
對于系統主站至設在各所亭的被控站的實時采集和監控數據傳輸,采用靈活性和安全性相對較高的端到端加密方式,這種方式除報頭外的的報文均以密文的形式貫穿于全部傳輸過程,只是在發送端和接收端才有加、解密設備,在中間節點不需要有密碼設備,密碼設備的數量相對較少;另外,在這種加密方式下通道上的每一個中間節點雖不對報文解密,但為將報文傳送到目的地,必須檢查路由選擇信息,因此,只能加密報文,而不能對報頭加密,容易造成信息泄漏;而遠動系統采用的是鐵路內部專用通信傳輸網絡,中間通信節點安全性較高,傳輸的數據即使泄漏也不會對監控結果產生不良影響,可采用該種加密方式。
3.2 安全認證
目前我國電力、金融等重要行業均已建立起行業內的信息系統安全認證體系,但鐵路系統內部雖然信息系統眾多,尚未建立一套完整的鐵路行業安全認證體系,缺少統一、標準化的安全解決方案。其中如鐵路客票服務系統、鐵路運營調度管理系統、列車調度指揮系統等核心系統均是自行構建各自系統的管理中心支撐下的安全認證平臺,對系統內的用戶實現證書發放,但供電遠動系統目前尚未沒有構建安全認證體系,缺乏安全認證的手段,造成安全防護系統的短板,對三級等級保護防護中的通信數據傳輸造成威脅。
在鐵路行業安全認證體系統一構建之前,供電遠動系統可利用已有的商業認證機構或自行建立的模式。采用自行建設的方式,雖然前期投入高,開發時間長,但更易于針對鐵路供電系統內部應用需求進行定制,便于系統內業務管理,同時可節省長期運營費用,安全認證平臺可在鐵路總公司和鐵路局級設置身份認證服務器,用于支持網絡的Web方式和非Web方式應用進行訪問認證和授權控制,并且保證提供的這種訪問控制服務的穩定性,這樣可以保證信息的安全傳輸。認證服務器主要功能包括認證服務和授權策略管理。
通過用戶認證/授權管理平臺實現統一的用戶身份管理的功能,即可實現一致性的安全策略、集中管理的認證和授權機制、完整的身份活動周期管理。采用單點登錄的方式,可提高用戶效率;集中式的用戶、策略和服務管理減少維護工作量。
4 結束語
鐵路電力遠動系統范文第6篇
隨著電力行業的高速發展,電力調度自動化系統也得到了規模建設,且逐步占據了更加重要的地位。種類眾多的自動化設備而帶來的復雜的電力規約,再加上方式多樣、網絡拓撲結構日趨復雜的通信傳輸通道是電力調度自動化系統面臨的新形式。在這種新形式下如何對自動化通道故障快速定位,實現通道資源的有效管理,如何確保電力自動化系統的正常運轉、及時發現其中存在的隱患,這些都是調度自動化系統維護工程師會面臨的問題。
在自動化系統中,遠動通道是連接主站與子站系統的一個十分重要的環節[3],站端設備所采集的所有數據都要通過通道上傳給主站,供主站分析和使用。而主站對廠站設備的操作命令也是通過通道下達到變電站自動化設備的。所以通道是連接主站與站端的神經,遠動系統能否可靠穩定地運行,在很大程度上取決于遠動通道是否可以很好地工作。自動化系統是一個復雜的網絡通訊系統,有效地維護它需要結合多種手段,不是單一的通道測試、單一的規約分析可以完成的。電力遠動測試系統是一個綜合的測試系統,其具備從物理層、數據鏈路層、規約層及應用層的綜合測試能力。
瀘州電業局于2010年購置了一套電力遠動測試系統,在對自動化通道故障的快速定位,實現通道資源的有效管理,確保自動化系統的正常運行,及時發現各種缺陷和隱患等自動化專業日常工作中發揮出了積極的作用。
1 電力遠動測試系統功能
該測試系統由便攜式測試儀和軟件測試平臺兩部分組成,如圖1所示,測試儀可獨立或與軟件測試平臺組合使用,測試儀與軟件平臺間采用高速的USB接口互連,數據可在兩個平臺間實時交互。便攜式測試儀采用32位處理器、實時嵌入式操作系統、超大液晶顯示、觸摸屏輸入,可獨立于軟件平臺進行通道測試、誤碼測試、規約測試、模擬主站、模擬子站的初步測試,支持RS232、FSK模擬四線、RS485、RS422、CANBUS、以太網等多種數據接口,能滿足自動化專業常用的各種通道測試需求。軟件測試平臺是基于windows操作系統的平臺軟件,與測試儀配合可方便地實現各種復雜測試、分析、存儲。
測試儀有通道測試、規約測試、模擬主站和模擬從站四大功能。同時采用手持測試和直觀的界面,給使用人員帶來極大的方便。
1.1 通道測試功能
在通道測試功能方面,該系統集成了數字示波器功能,能直觀地看出對各種數字及模擬通道的信號完整性,如圖2所示,其中圖2 a)為手持測試儀界面,圖2 b)為軟件測試平臺界面。能夠測量模擬通道FSK調制信號的中心頻率、頻偏、信號真有效值、電平、數據傳輸波特率,能實時顯示被測通道信號波形,可放大、縮小、暫停顯示,并可存儲波形數據等。數字通道能測量信號幅度、傳輸波特率、波特率抖動等。
在誤碼測試方面,能有效地對各種數字及模擬通道進行誤碼測試,量化通道傳輸質量。支持誤碼(以比特為單位)測試、塊差錯測試、誤碼秒測試和自定義測試等。
1.2 規約分析功能
規約測試方面具備規約分析和報文捕獲兩大功能,如圖3所示,其中圖3 a)為手持測試儀界面,圖3 b)為軟件測試平臺界面。規約模塊具備良好的可擴充性和接口規范性,支持IEC870-5-101、IEC870-5-103、IEC870-5-104、DISA、CDT、部頒CDT、DNP3.0、SC1801、XT9702等自動化常用規約,并可根據需要靈活擴充。
1.3 主站模擬
模擬主站可模擬主站全部四遙(遙信,遙測,遙控,遙脈)數據;可發送報文列表,功能
強大;可手動編輯報文發送;可模擬規約所規定的主站模式。主站模擬界面如圖4所示,其中圖4 a)為手持測試儀主站模塊模擬界面,b)為軟件主站模塊界面。
1.4 從站模擬
模擬從站可通過配置數據庫靈活設定從站通訊參數、規約參數、工程數據、數據點號、數據描述、數據轉換、數據計算等;可模擬規約所規定的從站模式。模擬從站界面如圖5所示,其中圖5 a)為手持測試儀從站模塊模擬界面,b)為軟件從站模塊界面。
2 工程應用
我局購置遠動自動測試系統,多次用于故障快速定位、復雜通道故障原因分析和新建變電站自動化設備投運等工作,大大提高了故障定位速度和準確性,提高了電力供電系統的產生效率。
2.1 規約分析功能的應用
在玄灘集控站的建設過程中,曾發生過一次主站能正常接收報文,但前置程序解析后的遙測數據與子站始終不對應的現象。經主站和子站廠家共同檢查分析,均確認各自配置正確,傳輸通道進行環回測試也沒有誤碼,故障排查陷入僵局。自動化專業拿出遠動測試系統傳輸通道上進行規約測試,發現子站發送的CDT遙測報文分重要遙測、次要遙測和一般遙測三部分傳送,而在主站前置程序上只有重要遙測部分,其他遙測數據均無法解析,導致主站與子站遙測不對應。我們將規約測試結果告知廠家,修改規約配置文件后數據恢復正常。
2.2 通道測試功能的應用
我局曾發生過一起正常通訊的變電站將老舊的載波設備更換為先進的光傳輸設備后,自動化數據中斷的案例,通訊人員再三檢查也找不到原因。通訊人員采用常用的磁石話筒聽音,自動化數據已送到通訊設備,確認在改造前聽到的信號音與現在相同。于是我們用遠動測試系統,在通訊進線端子處進行規約測試,發現報文正常,至此故障排查陷入盲區。再次使用遠動測試系統進行了通道測試,發現測試通道電平明顯偏低。最后發現自動化出線端安裝有一個通道防雷器,在防雷器的進線端測量通道電平在正常范圍,將通訊線臨時改接在防雷器前端后,主站端數據正常。利用通道測試功能,還曾經成功排除一起遙控操作有時能成功有時不成功的案例,最后檢查的結果是因為該站采用模擬通道,而主站端和子站端的頻偏設置不對應,導致通道誤碼嚴重。
2.3 誤碼分析功能的應用
隨著綜合自動化系統和集控主站系統的建設,我局所有直管變電站均已實現了無人值守,集控人員除例行巡視和檢修等一些特殊情況需到現場做安全措施外,大量的單一分合斷路器與調整分接頭的操作均通過遙控操作實現,但我們時常接到運行人員的通知,某某站遙控操作不成功,但遙信遙測數據接收正常。有一段時間,龍馬集控就連續幾天發生某站遙控不能操作的現象,通訊人員進行通道環回測試正常,我們檢查自動化設備也是正常的,主站接收報文正常,發送報文也是正確的。采用遠動測試系統,甩開兩端的自動化設備,一端掛接遠動測試儀,一端環回,利用遠動測試儀的誤碼測試功能,導入一段從主站導出的通訊報文循環發送,結果發現該通道有間斷性誤碼發生,進一步縮小環回范圍,最終找到故障點在主站側通訊卡接端子的下行線接觸不良,導致下行通道間斷誤碼,最終影響了遙控。
2.4 模擬主站/子站功能的應用
該功能在新建變電站自動化設備投運前的通道調試中效果非常顯著,我們就曾經使用該功能順利完成了好幾個調試時間很緊張的變電站的接入調試。在馮嘴變電站投運前,因多種因素導致投運時間已確定,但光纖要隨輸電線路在投運前的2天才能架設到位,光纖到站后還得給通訊人員預留通道調試時間,自動化專業只能完成必須進行的四遙試驗,如果通道或規約出現問題,試驗很難完成。我們配合廠家技術人員提前完成變電站當地后臺的所有試驗,提前完成主站端圖形繪制、數據庫定義、圖庫關聯、通道配置等,將站端轉發表導入遠動測試系統,用遠動測試系統模擬子站功能,完成了主站的模擬調試;在站端使用遠動測試系統的模擬主站功能,核對了通道配置、規約設置等。在通訊專業將通道完整移交給自動化專業后,我們只用了一天時間就在主站端對所有設備進行了一次真實的四遙試驗,保證了該站的按期正常投運。
上述故障,如沒有遠動測試系統,單憑萬用表和人工經驗是很難及時準確排除故障、找到原因的?？梢娺h動測試系統在實際應用中十分有價值。
3 結論
遠動通道是變電站自動化系統與調度自動化主站系統聯系的紐帶[3],也是自動化系統的生命線,如何確保生命線的暢通成為自動化專業和通訊專業都需要面臨的一項艱巨任務,遠動測試系統在遠動通道故障快速定位、通道復雜故障分析測試、自動化設備投運預驗收等環節都起到了舉足輕重的作用。
參考文獻
[1]劉連浩,劉亮華,沈增暉.基于IEC104規約的電力遠動測試系統的設計與實現[J].現代計算機,2008(5):107-109.
[2]陳少中,武建華.遠動規約測試及故障分析系統[J].內蒙古電力技術,2003(B07):147-149.