摘要：目前大多数旅客列车的电力是由列车编队中的发电机提供的，这使得列车非常容易使用，但也因为发电机是“移动发电站”，这对发电机的供电和安全提出了更高的要求。因此，准确、有效地监测和控制发电机组及配套设施的运行，成为铁路车辆管理部门应重点探索和解决的重要问题。
关键词：发电车；运行状态；监控；管理；
一、我国列车检测方式
1.地面检测。在铁路沿线按照规定的距离设置多个红外线轴温监测装置,对所有过往列车的轴箱温度进行监测。
2.车辆跟踪监测。在列车的每一辆车体上均装1个轴温报警装置,对每节车辆轴箱的温度进行监测。通过不断改进,增设了主机集中监测报警和轴温记录打印的功能,使轴温报警系统具有了一定的记忆功能。
3.防滑器。随着铁路的不断提速,为避免车速过快,影响制动的时间、制动距离及擦伤车轮,均采用了防滑器。目前,采用的防滑器有以下几种:铁科研的TFX1型、法国MGS2、德国SWKPAS20。其中MGS2具有人机界面,故障储存记录,具有故障诊断及记录。设置速度传感器来控制车速,避免列车滑行。
4.火灾报警。在发电车上用来监控机器和油炉间的运行状态,避免发生烟火,设置烟火报警。烟火探头报警放置在机器间及油炉间。
5.仪表监控。通过人工观察仪表的平时记录作出判断,如:发电车各种仪表、客车各仪表等。
二、自动监测的可行性研究
利用当前新技术发展的成就对柴油发电机组进行技术改造,实现柴油发电机组运行工况的自动实时在线监控是有可能的,其有利条件一是传感器技术的稳定可靠。用于电流、电压信号采集的霍尔传感器已十分成熟,温度传感器(测油温、水温)、压力传感器(测油压)、速度传感器技术已相当成熟并广泛应用;二是信息处理技术的发展为数据统计、分析、处理、存储提供了很好的平台;三是远程传输技术为信息及时传递和全方位掌握提供了支持。在地面对柴油发电机组自动监测进行静态模拟试验,其中,包括柴油发电机组技术数据的采集与分析、数据的远程传输与控制、模拟故障的捕捉与报警以及电子图表的生成与管理。这些试验为车上自动监测装置的研制创造了条件。
三、发电车运行状态监控、管理设计构想
1.方案设计及研制。经充分调研和可行性论证,提出了发电车柴油发电机组运行工况自动监测装置的总体设计方案。首先确定监测范围。发电车机组运行工况自动监测装置监测的主要范围是柴油机的油压、油温、水温、转速,发电机的输出交流电压、电流、频率,机房内火警信息等;其次是确定数据采集方式。监测装置采用霍尔传感器及原柴油发电机组配套传感器和火情烟报警器采集所需信号;第三是确定数据分析方式。采用对比系统对机组运行工况及环境信息进行统计分析,发现异常情况进行专项分析,并提出结论供检车乘务员参考;第四,信息管理系统。监测装置对柴油发电机组运行工况信息以及检车乘务员技检作业等情况进行有效管理,便于各种信息及历史资料的储存和使用;第五,安全措施提示系统。柴油发电机组运行工况若出现异常情况及火情,则监测装置及时发出预警信号(包括视频显示和音频提示),提示检车乘务员进行专项检查确认并采取相应措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对未能处理的异常信号进行实时跟踪监测,以观察其发展趋势。自动监测装置硬件采用嵌入式工业CPU主板,发电机组监测信号调理板进行信号预处理及信号转换,在进行A/D转换后进入计算机,完成数据分析、显示、记录、报警等功能。软件由发电车使用部分和地面计算机使用部分组成。其中,发电车使用部分的软件主要包括有系统自检功能、各项运行参数和蓄电池电压等参数的实时在线监测、定时记录各项数据,并且具有浏览历史记录的功能,动态显示本次机组运行时间和累计运行时间、火情监测系统功能、检车人员定时巡视检查记录以及下载数据等功能;地面计算机使用的部分软件主要包括数据导入功能、参数变化趋势分析功能、数据管理功能、电子报表自动生成及存储等功能。
2.研制过程及性能试验。发电车机组自动监测装置的研制经历了3个阶段:第一阶段:攻克技术难点。突出解决采集电流信号的霍尔传感器的参数、结构、安装方式问题。25型发电车的电控柜及机房已很紧凑,在不改变原电控柜结构的情况下进行紧凑设计,传感器在三相间梯形安装。对主机优化设计,便于检车乘务员操作及监测。第二阶段:静态试验。该装置在太原客技站库停发电车上装车单机组试验,对各种可能出现的情况以及电磁干扰情况进行反复试验,模拟运行状态调整有关参数,适应动态要求。第三阶段:动态试验。将该装置在列车队装车运行试验。经测试,显示的各项主要参数达到设计要求。从试验的实测结果和指针式监测仪表数据进行对比分析,证实监测装置提供的数据是真实的,并可将各主要参数的累积数据进行曲线分析,如油压、油温等,对所监测的项目或参数的发展趋势作出准确预测。在实时监测中对被测数据定时录入电子表格,消除了人工抄写误差,提高了数据的准确性,为故障及事故的分析和追溯提供可靠依据。通过对发电车机组运行工况的实时在线监测研究,其装置具有如下突出的特点:(1)及时性。实现了对发电车机组的柴油机与发电机的主要技术参数能够准确进行实时在线监测,对机组运行工况处于及时有效地监测之中。(2)可靠性。将机组所有监测参数全部显示在一个监视屏上。在监测中能对异常状态通过视频显示和音频提示及时报警,提示检车乘务员及时对预警部位进行故障诊断和确认,并采取有效措施排除故障。同时,还能提示检车乘务员对机组进行定时巡视检查,起到了双重保证作用。(3)真实性。机组运行状态原始记录实现了电子表格化,定时记录各种技术参数的现值,能够真实反映运行技术状况,消除了人工填写记录的误差,对原始记录的真实性提供了依据。(4)支持性。该装置配套的地面管理及分析系统对异常状态及其发展趋势能够做定性、定量分析,并且能够与历史资料进行对比分析,对所发生的故障或事故的分析和原因追溯提供支持,对故障及事故的预防与纠正措施的制定提供有效帮助。
3.发电车运行状态监控记录系统的运用和管理。其系统的运用与管理主要在运行中对监控记录装置的使用和库内对有关数据资料的分析、应用及处理。监控记录装置应安装在发电车配电室内,安装位置以乘务人员便于观察或有故障时能及时得到警示为原则。列车发车前,应由乘务人员将装置电源接通,输入相关程序和指令。如:当日车次、车号、人员时间、范围作用。列车运行中间检乘人员应经常对装置显示的各个数据进行观察检测,发现问题或有警示,及时查找原因并妥善处理。列车返回段客技站后,检乘人员应将记录装置关闭、转储或取出记有数据的软盘送交分析中心装入微机,对全部数据资料进行检测分析,将不良状态的记录分类打印,分析完后按规定保存。地面分析中心将不良状态的记录打印后,即作为不同的故障通知各专修组,专修组依据记录对故障处进行检查和处理,保持车辆的良好状态。库整时间可查询保养内容及项目。如:何时电机轴承给油,何时皮带检测,何时更换机油,均有时间记录及提示。
总之，发电机记录监控仪不仅可以实现对发电机的动态监控和管理，而且可以为地面维护提供帮助。提高了电动汽车运行的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]张炜.关于发电车运行状态监控、管理设计探讨.2018.
[2]刘崇义,浅谈发电车运行状态监控、管理设计分析.2018.
论文作者:冯岩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
标签：电车论文; 装置论文; 机组论文; 工况论文; 数据论文; 乘务员论文; 列车论文; 《基层建设》2019年第28期论文;