中铁电气化铁路运营管理有限公司
1.前言
随着京津城际第一条高速铁路的开通，中国高速铁路飞速发展，高速铁路电力系统承担了除电力机车以外所有地面行车设备的供电任务，包括运输指挥系统、通信系统、信号系统、供水系统以及生产生活等铁路用电负荷，其供电的可靠性不仅影响铁路运输系统的正常安全运行,还关系到很多铁路职能部门的正常工作。
电力远动系统中RTU设备主要功能是现场数据的采集、预处理，对现场设备发送和输出控制命令，向调度端传输信息和执行调度端的控制指令。随着时间推移，高速铁路电力运动箱式变电站RTU设备已运行多年，达到使用年限。RTU设备老化严重影响高速铁路电力应急抢修任务，对高速铁路安全运行产生很大隐患。研究铁路电力箱变RTU改造方案，确保箱变RTU设备安全过渡改造，对保证高速铁路运行安全具有重大意义。
2.电力供电远动系统
一般高速铁路电力供电远动系统是由调度主站、被控站、通信通道、接口设备构成，其原理框图如下：
3.箱式变电站RTU
箱式变电站RTU设备内含操作系统，具有配套的专用程序开发工具软件。它由通讯主模块、CT及PT模块、DSPAD模块、DSPIO模块、遥信模块、遥控模块以及电源模块构成。RTU是一体化现场智能监控设备，通过程序设计可完成复杂的数据采集、逻辑和过程控制等功能，选择合适的通讯方式和协议即可实现远程测控。为实现高速际铁路箱变RTU的改造进行了软件程序配置的研究。
3.1.程序软件
RTU设备执行的任务流程取决于下载到ARM处理器与DSP芯片中的程序软件，因RTU设备更新迭代较快，新RTU设备与既有RTU设备在硬件结构上有部分不同，程序软件不能通用，故程序软件不能直接使用。为解决此问题，通过调整板件结构顺序、接线位置，并专门研究了一套专用程序软件，通过现场试验调试，专用程序软件满足现场RTU设备功能，为RTU改造奠定了基础。
3.2.规约与接口
通信通道负责完成调度主站和被控站间的数据传输，包含通信接口设备，被控站远动通道接口与传输设备上的接口互连，才能实现数据的传输，接口双方遵守同一套规约才能有效和可靠地通信，因此通信接口的规范对于远动系统而言至关重要。
高速铁路远动通信系统采用的是IEC104规约，因国内与国际间通信协议标准不统一，通信标准在数据传输上存在不规范问题。此次研究的高速铁路RTU系统连接是从被控站箱变RTU接口引出，经过西门子通信转换设备引出2路以太网接口，其中一路直接与通信通道接口设备连接，另一路经过西门子设备的CPU和CP模块后引出，连接在通信通道接口设备上，然后通过传输通道与调度主站进行数据传输，因此需要进一步的研究和确定通信规约的数据传输方式。通过现场试验重新定义RTU设备主通信板上通信接口规约和协议，实现了箱变RTU设备与西门子调度主站的数据传输。
同时箱式变电站的直流屏上设备数据传输使用DL451-91(CDT)通讯规约，采用RS232串口通讯接口，而新RTU装置上只有RS232网线接口。为解决上述问题，通过在RTU上增加DL451-91(CDT)通讯规约，在保持既有设备接口的情况下，将串口接线改为一端为RS232串口接口、一端为网线接口进行连接，保证了接线连接的可靠性，实现了直流屏设备与箱变RTU设备间的数据传输。
4.方案的优化与实施
本次研究改造箱变RTU设备数量达50台，通过统计分类将此次研究的箱变RTU设备分为三种的类型，即通信基站类型、信号中继站类型和开关站类型。先通过配置和现场调试完成3种类型箱变RTU改造，然后提前将配置程序导入RTU设备，划分停电范围，分组进行人员配置，同时进行多台箱变RTU设备的改造，缩短了整个改造工作时间。
高速铁路RTU设备施工需要在天窗内作业，为充分利用天窗时间，通过研究现场空间位置和结构，专门制作了RTU设备拆解工具，能够快速进行RTU设备的拆解和安装，解决了现场空间狭小、拆装不便的问题，为改造工作节省了时间，减少了劳动力，提高了工作效率。
5.改造后效果
通过优化组织、提前配置程序、改造更换工具等方式，利用23个天窗完成了京津城际电力远动箱式变电站的RTU装置的改造，比计划减少了27个天窗时间。改造后京津城际箱式变电站的通信RTU设备故障率减少，提高了设备稳定性，降低了人员劳动强度，提高了工作效率，从而带来了管理和经济等方面的效益。
6.结束语
本次京津城际铁路箱式变电站RTU设备改造的研究，为高速铁路RTU设备改造提供一种思路和方案，为其它铁路RTU设备改造提供借鉴。
参考文献
[1]柳明宇.高铁电力箱变RTU及控制电源最优化研究[J].郑铁科技,2014,01.
[2]成明华.基于远动技术的铁路电力运行管理研究[D].同济大学;同济大学交通运输工程学院,2008.
[3]董秀国.电力远动智能箱变在铁路电力远程监控及调度系统中的应用[J].电气时代,2008,08.