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文檔簡介

信號電源

一、概論一、概論

1、信號設(shè)備對供電的基本要求:可靠、穩(wěn)定和安全。(1)可靠性信號電源為一級負(fù)荷,由第一類電源供電。a、電源按可靠程度分為三類:第一類電源:能取得兩路可靠的獨(dú)立電源(其中一路為專盤專線或其他重要線路接引供電);供電容量滿足信號設(shè)備的最大用電量;電壓、頻率的波動在容許范圍之內(nèi),或電壓波動雖較大但能穩(wěn)壓。第二類電源:只能取得一路電源,但質(zhì)量較好,供電容量、電壓和頻率的波動情況與第一類電源相同。第三類電源:不能滿足第一、二類電源條件的其他電源。

幾個名詞:可靠電源——能晝夜連續(xù)供電,因維修和事故的停電有一定限制的電源。有關(guān)規(guī)定為:因維修的計劃停電,第一類電源每路每月一次,每次不超過4h;第二類電源每月一次,每次不超過10h。獨(dú)立電源——不受其他電源影響的電源。專盤專線——是指供給信號設(shè)備10kV以下的不與其他負(fù)荷共用的專用

b、按因事故停電造成的后果,可將信號供電的負(fù)荷等級劃分如下:凡發(fā)生停電就會造成運(yùn)輸秩序混亂的負(fù)荷——一級凡偶而短時停電不會馬上打亂行車計劃,但停車時間長也會影響運(yùn)輸秩序的負(fù)荷——二級;其他——三級。

C、各級負(fù)荷對應(yīng)的電源要求一級負(fù)荷:由第一類電源供電時,一般不需另設(shè)備用電源,但要求自動或手動轉(zhuǎn)換兩路電源時,供電中斷時間不長于0.15S,以免在電源轉(zhuǎn)接過程中使原吸起的繼電器落下而影響行車。在第二類電源地區(qū)需結(jié)合電源情況綜合考慮,可用二類電源作為主電源,但需設(shè)備用電源。二級負(fù)荷可用第二類電源供電,但也需設(shè)置備用電源。第三類電源原則上不用作一級負(fù)荷的電源交流供電電壓波動,一般在380V供電母線上為±10%,因一般供電變壓器輸出為400V,所以實(shí)際上允許的交流供電電壓波動范圍為420V~360V。直流供電電壓波動,一般為±10%。但對于電子設(shè)備,還必須采用專用的穩(wěn)壓設(shè)備。頻率波動為±0.5Hz。(2)穩(wěn)定性

負(fù)荷功率因素不低于0.85。信號設(shè)備的導(dǎo)線截面應(yīng)經(jīng)計算確定,以免導(dǎo)線壓降過大使設(shè)備電壓不足而不能正常工作。對于信號電源設(shè)備,因其由電網(wǎng)供電,負(fù)荷的變化將引起供電電壓的波動,故須設(shè)有穩(wěn)壓裝置,以保證電壓穩(wěn)定在規(guī)定的范圍之內(nèi)。a、信號電源輸出應(yīng)按照信號系統(tǒng)冗余的要求,進(jìn)行相應(yīng)地配置。

b、由于信號設(shè)備供電種類和電壓等級較多,必須分路供電,并用變壓器隔離,力求發(fā)生故障時縮小故障范圍,避免故障擴(kuò)大化。c、信號設(shè)備的專用交、直電源要求對地絕緣,防止接地故障時造成電路錯誤動作。供電變壓器的初級和次級間應(yīng)用銅板隔離接地。

(3)安全性

d、必須考慮防雷,防止浪涌電壓影響,以及安全接地問題。

e、使用電纜供電時要考慮電纜芯線間的分布電容形成串電的問題,必要時應(yīng)分開電纜供電。f、高壓設(shè)備要隔離,以保證人身安全2、信號設(shè)備的供電概況

(1)車站聯(lián)鎖設(shè)備的供電概況a、大站繼電集中聯(lián)鎖的供電概況(見圖)大站繼電集中聯(lián)鎖是一級負(fù)荷,應(yīng)引入兩路可靠的的獨(dú)立電源.

b、中、小站繼電集中聯(lián)鎖的供電概況在自動閉塞區(qū)段,中、小站繼電集中聯(lián)鎖通常由自動閉塞高壓線路接引供電;在非自動閉塞區(qū)段,中、小站繼電集中聯(lián)鎖是二級負(fù)荷,一般只接引一路第二類電源供電,此外,還應(yīng)考慮計劃停電檢修時,要采用備用電源。

(1)區(qū)間閉塞設(shè)備的供電概況a、半自動閉塞的供電概況半自動閉塞的電源分為線路電源和局部電源,前者向臨站發(fā)送閉塞信號,后者供本站閉塞電路使用,當(dāng)站間距小于11.4km時,兩者可合并。b、自動閉塞的供電概況自動閉塞是一級負(fù)荷。自動閉塞的用電點(diǎn)是沿鐵路均勻分布。一般1-2km就有一個信號點(diǎn)要供電,且自動閉塞區(qū)段的車站一般都采用電氣集中聯(lián)鎖,所以需修一條信號專用10kv電力線路供自動閉塞和該區(qū)段的其他信號設(shè)備用電。3、信號電源組成⑴輸入切換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)1路和2路供電的自動和人工切換⑵輸入輸出防雷系統(tǒng)為信號電源設(shè)備和后級信號設(shè)備提供防雷、防浪涌保護(hù)。⑶不間斷供電系統(tǒng)(UPS)輸入電出現(xiàn)故障時后備時間內(nèi)通過后備電源供電從而保證電源輸出的不間斷,同時提供純凈穩(wěn)定的正弦交流電。⑷變壓穩(wěn)壓系統(tǒng)擁有穩(wěn)壓、變壓、穩(wěn)流等功能,根據(jù)信號設(shè)備需要,提供適用、穩(wěn)定、安全的電源輸出。二、UPS

不間斷供電系統(tǒng)又稱不間斷電源或不停電電源,英文縮寫為UPS(UninterruptiblePowerSystem),是一種現(xiàn)代化電源設(shè)備。兩路電源轉(zhuǎn)換過程中至少要中斷供電幾十毫秒,這對一般的繼電設(shè)備沒有嚴(yán)重影響。但對于計算機(jī)系統(tǒng)及計算機(jī)控制的負(fù)載,它們對供電的質(zhì)量和可靠性有著更嚴(yán)格的要求,不允許有3~5ms的中斷供電。否則,計算機(jī)正在處理的信息便會丟失或發(fā)生錯誤。此外,供電電壓、頻率、波形的變動,也會使計算機(jī)造成錯碼、漏碼而無法正常工作`。計算機(jī)已越來越廣泛地應(yīng)用于鐵路信號領(lǐng)域的各個方面,對于應(yīng)用計算機(jī)的各信號系統(tǒng),必須配備UPS,以保證不間斷供電,使系統(tǒng)正常工作。UPS額定功率單位為VA,一般地鐵使用有5KVA、10KVA、30KVA等1、UPSUPS的主要功能有兩路電源無間斷切換、隔離干擾、電壓變換、頻率變換和后備功能。⑴兩路電源的無間斷切換兩路電源可通過UPS實(shí)現(xiàn)無間斷切換。⑵隔離干擾在UPS中,交流輸入電源經(jīng)整理后由逆變器對負(fù)載供電,可將電網(wǎng)電壓的瞬時間斷、諧波、電壓波動、頻率波動、噪聲等各種干擾與負(fù)載隔離,使電網(wǎng)的干擾不影響負(fù)載,而且負(fù)載也不干擾電網(wǎng)。⑶電壓變換通過UPS,可將輸入電源的電壓變換成所需要的電壓。⑷頻率變換通過UPS,可將輸入電源的頻率變換成所需要的頻率。⑸后備

UPS中的蓄電池儲存有一定能量,市電間斷時蓄電池通過逆變器繼續(xù)供電。

(1)

后備式UPS

市電正常時,市電經(jīng)濾波后送給負(fù)載,同時給蓄電池充電,市電斷電或過高、過低時,逆變器將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電送給負(fù)載。轉(zhuǎn)換時間由繼電器動作時間和逆變器啟動時間決定,一般要求在10ms以內(nèi)。后備式UPS的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單,價格較低。但由于存在轉(zhuǎn)換時間,輸出電壓易受電網(wǎng)波動的影響,供電質(zhì)量不夠高。(2)在線式UPS

市電正常時,輸入的交流電先經(jīng)輸入濾波器濾除電網(wǎng)中的污染,再經(jīng)整流濾波,給蓄電池充電,也給逆變器供電。由逆變器輸出穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電供給負(fù)載。市電斷電時,逆變器將蓄電池提供的直流電變換為交流電供給負(fù)載,實(shí)現(xiàn)不間斷供電。正常工況

在正常工作狀況下電能由市電進(jìn)入整流器(供給逆變器和電池,保證電池的滿充狀態(tài)),逆變器將產(chǎn)生一個完全獨(dú)立的輸出正弦波供給負(fù)載(電器設(shè)備)。市電失敗

市電一旦失?。ㄟ@是指市電中斷或不正常),系統(tǒng)將用電池儲備的能源來逆變?yōu)榻涣麟?,一旦市電中斷時間過長,當(dāng)電池的電耗盡時,逆變器將停止工作。這時,UPS將無法對所連的設(shè)備供電。市電恢復(fù)時,逆變器將又由整流器供電,電池也將繼續(xù)充電,以備下一次市電失敗之需。電子旁路

如果逆變器無法工作(過載,過熱),旁路會自動將負(fù)載切換到市電。如果切換由過載引起,當(dāng)負(fù)載降到100%以下時,負(fù)載將自動切換回逆變器。如果切換由過熱引起,只有其溫度降到警報溫度以下時,負(fù)載才被自動切換回逆變器。如果出現(xiàn)嚴(yán)重的過載或短路,電磁旁路斷路器將跳開以保護(hù)UPS。如果電流的大小不足以啟動斷路器,UPS將由軟件關(guān)斷,以保護(hù)UPS及其所連的設(shè)備。當(dāng)正常工況恢復(fù)時,軟件或短路器將自動復(fù)位,負(fù)載將無延時地切換回逆變器。在旁路操作狀態(tài)下,如果能源供給中斷,將無法對負(fù)載供電。如果UPS處于過載工況下,他將無法保護(hù)負(fù)載。手動旁路

位于后板的手動旁路能手動將系統(tǒng)手動地切換到旁路。他有兩個位置:“1”是正常位置,“2”是維修位置(這時,負(fù)載將直接被連到市電)。這樣,不用切掉負(fù)載,就可以進(jìn)行檢修。2、蓄電池

UPS(不間斷電源)之所以能夠在斷電后,繼續(xù)為計算機(jī)等設(shè)備供電,就是因為它的里面有一種儲存電能的裝置在起作用,這種儲能的裝置就是蓄電池。其主要功能是:(1)當(dāng)市電正常時,將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存在電池內(nèi)部。(2)當(dāng)市電故障時,將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負(fù)載。蓄電池能把電能變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來,使用時再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊懦鰜?。電能變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程,稱為蓄電池的充電?;瘜W(xué)能變?yōu)殡娔艿倪^程,稱為蓄電池的放電。其充放電過程,可重復(fù)多次。按電解液性質(zhì)的不同,分為酸蓄電池和堿蓄電池。鉛酸電池有一百多年的歷史,由于它具有電壓穩(wěn)定、供電可靠、原料豐富、造價較低、電氣性能良好的優(yōu)點(diǎn),得到廣泛應(yīng)用。但普通鉛蓄電池在使用過程中,需要經(jīng)常加水、補(bǔ)酸,還會產(chǎn)生腐蝕性氣體,污染環(huán)境,損傷人體和設(shè)備,其使用受到很大限制。目前主要使用閥控鉛蓄電池,閥控鉛蓄電池密封好,無泄漏、無污染,能確保安全,而且在整個使用過程中無需任何維護(hù),得到廣泛應(yīng)用。鉛蓄電池的容量,標(biāo)志著儲存電量的多少,一般用安時(AH)表示。電池容量的大小由“安時數(shù)(AH)”這個指標(biāo)反映,其含義是按規(guī)定的電流進(jìn)行放電的時間.相同電壓的電池,安時數(shù)大的容量大;相同安時數(shù)的電池,電壓高的容量大,通常以電壓和安時數(shù)共同表示電池的容量,如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH.。在規(guī)定工作條件下,蓄電池能放電的最低容量稱為額定容量。它是以充足了電的蓄電池,放電至規(guī)定的終止電壓的電量。在特定的放電電流,電解液溫度和放電終止電壓等條件下,蓄電池實(shí)際放出的電量稱為實(shí)際容量。影響蓄電池容量的主要因素是放電電位,電解液的溫度和濃度。同一鉛蓄電池在不同放電率下,放出的容量不同;放電率(即放電電流)越高,蓄電池放出的容量較小;反之,則放出的容量就大。為避免深度放電,放電率低于正常放電率時,要適當(dāng)提高放電終了電壓。在-15~+45℃范圍內(nèi),電解液溫度越高,蓄電池放出的容量越大,電解液必須有一定的濃度,才能保證蓄電池有足夠的容量。但密度高于1.30,電解液對極板和隔板的腐蝕作用增大,會使蓄電池容量下降,壽命縮短。

在外電路斷開時,蓄電池容量自然損失,叫自放電。鉛蓄電池的自放電較嚴(yán)重,通常每晝夜可損失額定容量的2%左右。鉛蓄電池的效率通常為容量效率和電能效率。容量的效率是放出的容量與充電的容量之比,通常在84%~93%之間。電能效率是放電時輸出的電能與充入的電能之比,通常在71~79%之間。鉛蓄電池在使用中,由于活性物質(zhì)脫落、硫酸化及隔板腐蝕等原因,容量將逐漸降低。容量降低到額定容量的70~80%后,就認(rèn)為壽命結(jié)束了,閥控鉛蓄電池壽命一般為10~20年。

電池的活化處理

活化處理是指對電池的均衡充電。下列幾種情況都會導(dǎo)致電池的內(nèi)阻增大、端電壓太低或容量減小,這些電池需要通過均衡充電來恢復(fù)其原有的性能指標(biāo)。

(1)長時間放置不用,超過靜態(tài)存儲時間的電池。常溫環(huán)境,一般UPS電池的靜態(tài)存儲時間為9個月。當(dāng)溫度為31~40℃時,靜態(tài)存儲時間為5個月。

(2)放電后未能及時充電的電池。

(3)長期工作于浮充狀態(tài)(即UPS長期工作于市電狀態(tài))并超過靜態(tài)存儲時間。

(4)不慎放電,將電池端電壓放至低于終止電壓。均衡充電電流一般選0.3C(C為蓄電池容量)或略小于0.3C。額定電壓為12V的電池,均衡充電電壓一般選14.5V。鉛蓄電池三、信號電源屏

軌道交通信號電源屏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要參照鐵路標(biāo)準(zhǔn)。先后有TB1528-84《信號電源屏技術(shù)條件》,TB/T1528-94《鐵路信號電源屏通用技術(shù)條件》TB/T1528-2000《鐵路信號電源屏》等配套標(biāo)準(zhǔn)。目前為TB/T1528..1~7《鐵路信號電源屏系列標(biāo)準(zhǔn)》《鐵路信號智能電源屏技術(shù)條件(暫行)》(運(yùn)基信號〔2005〕458號)。1、信號電源屏概述

(1)輸入電源:電源屏應(yīng)有兩路獨(dú)立的交流電源供電,兩路輸入電源允許偏差范圍,單相電壓AC(176~253)V,三相電壓AC(304~437)V,頻率(49.5~50.5)Hz,三相電壓不平衡度≤5%,電壓波形失真度≤5%。(2)輸入電壓供電方式及轉(zhuǎn)換方式:①供電方式a、一主一備供電方式可靠性較高的輸入電源為主電源,另一路為備用電源。正常時由主電源向電源屏供電,當(dāng)主電源斷電時,備用電源自動投入運(yùn)行。兩路電源應(yīng)能自動或手動相互轉(zhuǎn)換。。b、兩路同時供電方式兩路電源同時向電源屏供電;當(dāng)任一路電源斷電時,另一路自動承擔(dān)全部負(fù)荷供電。②轉(zhuǎn)換時間無論何種供電方式,兩路電源的切換時間(包括自動或手動)不大于0.15S。(3)電氣參數(shù)

①額定工作電壓電源屏常用的額定工作電壓優(yōu)選值為:輸入回路AC220V,380V;輸出回路AC380V,,220V,110V,24V,

DC24V,48V,220V②額定功率電源屏常用的額定功率優(yōu)選值為:(2.5,5,10,15,20,25,30,50,60)KV.A③額定工作制正常情況下,繼電器電源、信號機(jī)點(diǎn)燈電源、軌道電路電源、道岔表示電源、穩(wěn)定備用電源、不穩(wěn)定備用電源為不間斷工作制;電動轉(zhuǎn)轍機(jī)電源為短時工作制;閃光電源為周期工作制。(4)懸浮供電及隔離供電電源屏的交流、直流輸出電源應(yīng)采用對地絕緣的懸浮供電,輸出電源端子對地絕緣電阻應(yīng)符合要求。電源屏的各種采用隔離供電的方式,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求合理分束,分別提供各路供電電源。(5)三相電源供電及相序檢測電源屏供給各種負(fù)荷的容量應(yīng)合理分配,當(dāng)輸入為三相交流電源時,各相的負(fù)荷應(yīng)力求平衡。當(dāng)車站裝有三相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)時,電源屏的三相交流輸出電源供電,必須設(shè)置相序檢測裝置,在三相斷相或錯相時發(fā)出報警信號。(6)不間斷供電:對于有不間斷供電要求的場合,應(yīng)設(shè)置不間斷供電電源,一般要求為半小時。(7)溫升:電源屏的絕緣、元器件、端子、操作手柄的溫升不應(yīng)超過規(guī)定的限值。(8)噪聲:在額定輸入電壓及額定負(fù)載的條件下,電源屏的整機(jī)噪聲不超過65dB。(9)過流、短路保護(hù):

①電源屏的各供電回路電源、各功能模塊必須具有過流及短路保護(hù)功能。②電源屏的雷電防護(hù)應(yīng)滿足以下要求:

a、電源屏防雷元件的選擇應(yīng)考慮將雷電感應(yīng)過電壓限制到被電源屏的沖擊耐壓水平以下。

b、防雷元器件不應(yīng)影響被防護(hù)電源屏的正常工作。

c、采用多級防護(hù)時,多級防護(hù)元件要合理配置。

d、被保護(hù)電源屏與防護(hù)元件間的連線應(yīng)盡量短,防護(hù)電路的配線與其他配線應(yīng)分開,其他設(shè)備不應(yīng)借用防雷元件的端子。③電源屏防雷系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)籌考慮,雷電防護(hù)器件可設(shè)在電源屏外。(10)保護(hù)接地

①電源屏的變壓器鐵心、電流互感器的二次回路、電機(jī)以及其他金屬外殼部件應(yīng)在電氣上相互連接,并連接至保護(hù)接地端子。②電源屏的保護(hù)電路可由單獨(dú)設(shè)置的保護(hù)導(dǎo)體或可導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)件構(gòu)成,接地端子與各保護(hù)接地的接觸電阻值應(yīng)≦0.1Ω。③所有電路元件的金屬外殼須用金屬螺釘與已經(jīng)接地的金屬構(gòu)件良好搭接。④保護(hù)導(dǎo)體應(yīng)能承受設(shè)備的運(yùn)輸,安裝時所受的機(jī)械應(yīng)力,在短路故障時所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力,其接地連續(xù)性不能破壞。⑤保護(hù)接地端子應(yīng)設(shè)置在便于接線之處,不得兼作他用,并且當(dāng)外殼或任何可拆卸的部件移去時應(yīng)保持電器與保護(hù)接地導(dǎo)體之間的連接,保護(hù)接地端子螺釘應(yīng)不小于M6,保護(hù)接地端子不允許連接到三相電源的中性線上。(11)介電性能:

①絕緣電阻在溫度為15~35℃,相對濕度為45%~80%的氣候條件下,電源屏輸入、輸出端子對地的正常絕緣電阻應(yīng)不小于25MΩ。②電源屏額定沖擊耐受電壓應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行。③工頻耐壓試驗電壓應(yīng)按規(guī)定的要求進(jìn)行。(12)智能化檢測:智能化電源屏應(yīng)具備:電源屏實(shí)時測試數(shù)據(jù),故障信息處理、事故追憶、聲光報警及緊急呼叫,電源屏輸入、輸出電壓變化的日、月、年曲線,日常報表管理及歷史數(shù)據(jù)保存,監(jiān)測系統(tǒng)的遠(yuǎn)程組網(wǎng)及故障診斷,模塊工作狀態(tài)等基本監(jiān)測功能。(13)指示燈、指示儀表、報警:

①指示燈

a、電源屏應(yīng)設(shè)置清晰可見的指示燈,包括兩路電源有電表示、兩路電源中工作電源表示、主屏工作表示和備用屏電表示(采用主備屏工作方式的電源屏)、各種輸出電源正常工作狀態(tài)指示、輸出電源故障指示。

b、指示燈應(yīng)安裝在電源屏前面板或模塊前面板顯著位置。

c、指示燈的顏色規(guī)定為:白色,輸入回路工作、工作狀態(tài)顯示、輸出回路工作;紅色,輸入有電、電源故障。②指示儀表電源屏應(yīng)設(shè)置兩路電源輸入電壓、整機(jī)輸入電流、各主要回路輸出電壓電流的指示儀表。儀表應(yīng)安裝在電源屏前面板顯著位置。儀表精度不低于2.5級。③報警電源屏應(yīng)設(shè)燈光、音響報警。對于兩路輸入電壓轉(zhuǎn)換報警是向控制臺提供主副電源工作狀態(tài)。對輸出電源故障、三相電源斷相、三相電源錯序(有相序要求的輸出回路)、穩(wěn)壓(調(diào)壓)裝置故障設(shè)音響報警。(14)壽命和可靠性:電源屏內(nèi)的關(guān)鍵部件,如接觸器、繼電器、斷路器、開關(guān)等,其機(jī)械壽命和電壽命應(yīng)負(fù)荷GB/T14048中和相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,變壓器的電壽命應(yīng)為15年。

UPS的MTBF(平均無故障時間)為3000h,高頻開關(guān)電壓的MTBF為65000h。(15)冗余及維護(hù):①電源屏各供電電壓必須設(shè)有備用,當(dāng)任一模塊回路出現(xiàn)故障或進(jìn)行維修時,應(yīng)能轉(zhuǎn)換至備用供電回路,繼續(xù)保持供電,可采用如下備用方式。

a、1+1主備方式每一供電電壓均設(shè)有一條備用回路。

b、n+1主備方式

n個供電回路共用一條備用回路。②電源屏應(yīng)便于維護(hù),易于在線維修及更換故障部件。2、智能型信號電源屏

(1)信號電源屏的發(fā)展信號電源屏主要隨著交流穩(wěn)壓器的發(fā)展而發(fā)展的。早期的電源屏曾采用過飽和電抗器、自藕變壓器式穩(wěn)壓器等交流穩(wěn)壓設(shè)備,它們或因穩(wěn)壓性能較差,或因可靠性不高,而于20世紀(jì)70年代改用感應(yīng)調(diào)壓器進(jìn)行交流穩(wěn)壓,20世紀(jì)90年代又采用參數(shù)穩(wěn)壓器、無觸點(diǎn)補(bǔ)償式穩(wěn)壓器,在穩(wěn)壓性能方面有所改進(jìn)。信號電源屏內(nèi)采用的控制電路由最初的鐵磁三倍頻率器改用晶體管分立元件組成的差動放大電路,進(jìn)而改用由集成運(yùn)算放大器組成的比較放大電路。有CJ10型交流接觸器改為交流電源轉(zhuǎn)換接觸器、西門子或施耐德接觸器,中間繼電器改為電源屏用信號繼電器。20世紀(jì)90年代還用斷路器代替熔斷器,用隔離開關(guān)代替閘刀開關(guān),大大提高了可靠性。電源屏在結(jié)構(gòu)、工藝方面也不斷有所改進(jìn)。最重大的發(fā)展是,從2000年開始,出現(xiàn)了智能型電源屏。它采用微型計算機(jī)技術(shù),完成對電源系統(tǒng)的自動監(jiān)測,并可遠(yuǎn)程監(jiān)控;引入高頻電力電子技術(shù),對各種輸入、輸出單元和交、直流電源進(jìn)行模塊化,提高了供電質(zhì)量和可靠性,實(shí)現(xiàn)了無維修化,使信號電源技術(shù)有了突破性的發(fā)展,以滿足不斷發(fā)展的信號設(shè)備的供電需要(2)智能型電源屏具有兩個基礎(chǔ)功能:①基本供電功能:根據(jù)不同規(guī)模的電氣集中聯(lián)鎖站場、不同聯(lián)鎖方式、不同軌道電路制式、不同的區(qū)間自動閉塞方式等信號設(shè)備的供電要求,選配不同頻率、不同容量、不同電壓種類的交、直流電源單元,組合成各種車站電氣集中聯(lián)鎖信號電源屏、駝峰編組場電源屏、區(qū)間閉塞電源屏、25Hz軌道電源屏等,或綜合型信號電源屏,完成向各種信號設(shè)備供電的基本功能。

②智能輔助管理功能:應(yīng)用計算機(jī)和通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù),對供電系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)、關(guān)鍵器件的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、管理、記錄、通信、報警、分析等。(3)鐵路信號智能型電源屏的配電系統(tǒng)功能單元可分為輸入單元、模塊單元、輸出單元和智能監(jiān)測單元:①輸入單元:兩路輸入電源的引入、轉(zhuǎn)換,交流集中穩(wěn)壓、整流,輸入電源的浪涌抑制、雷電防護(hù)等。②模塊單元:實(shí)現(xiàn)輸出不同電壓、容量、頻率的交、直流電源,此部分是各家采用不同技術(shù)區(qū)別最大的地方,有的采用工頻穩(wěn)壓(參數(shù)式穩(wěn)壓器或工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型(微電腦補(bǔ)償型)交流穩(wěn)壓器、工頻隔離變壓器);有的采用高頻電力電子技術(shù)的模塊,同時也是模塊化程度最高、最容易實(shí)現(xiàn)的部分。③輸出單元:實(shí)現(xiàn)將各種經(jīng)過穩(wěn)定的輸出電壓進(jìn)行分配、保護(hù)、監(jiān)督,輸出電源的浪涌抑制、雷電防護(hù)等。④智能監(jiān)測單元:包括系統(tǒng)運(yùn)行中的各種參數(shù)的實(shí)時采集、變換、處理、通信等,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各種參數(shù)的監(jiān)測、故障定位、報警、故障信息統(tǒng)計、儲存等,同時可實(shí)現(xiàn)向微機(jī)監(jiān)測提供電源運(yùn)行參數(shù)的接口。(4)目前的智能型電源屏采用的系統(tǒng)技術(shù)可分為以下幾種類型:

第一種、采用工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型(微電腦補(bǔ)償型)交流穩(wěn)壓電源或參數(shù)式穩(wěn)壓變壓器、工頻硅整流直流電源、工頻50Hz鐵磁分頻器25Hz電源和電力電子高頻直流開關(guān)電源、高頻電子25Hz電源,根據(jù)生產(chǎn)單位技術(shù)能力、用戶技術(shù)要求而組合電源系統(tǒng),配備各種形式的工業(yè)控制計算機(jī)或單板計算機(jī)的智能數(shù)字型監(jiān)測輔助功能。目前有2-3家采用的是這種系統(tǒng)集成技術(shù)。

第二種、采用電力電子高頻交流穩(wěn)壓電源(高頻隔離)、高頻直流開關(guān)電源、高頻電子25Hz電源,獨(dú)立模塊進(jìn)行組合成電源系統(tǒng),配備單板計算機(jī)的智能數(shù)字型監(jiān)測輔助功能。目前有2-3家采用的是這種系統(tǒng)集成技術(shù)。

第三種、采用工頻交流穩(wěn)壓(參數(shù)式或恒壓變壓器、微電腦補(bǔ)償交流穩(wěn)壓器或工頻變壓器)、整流后,構(gòu)成直流母線;分回路經(jīng)DC/DC變換成直流電源,為各種直流信號設(shè)備供電;分回路經(jīng)DC/AC逆變成各種交流電源,為各種交流信號設(shè)備供電,配備各種形式的工業(yè)控制計算機(jī)或單板計算機(jī)的智能數(shù)字型監(jiān)測輔助功能。目前有2-3家采用的是這種系統(tǒng)集成技術(shù)。

第四種、高頻化整流,構(gòu)成直流母線;分回路經(jīng)DC/DC變換成直流電源,為各種直流信號設(shè)備供電;分回路經(jīng)DC/AC逆變成各種交流電源,為各種交流信號設(shè)備供電,配備各種形式的工業(yè)控制計算機(jī)或單板計算機(jī)的智能數(shù)字型監(jiān)測輔助功能。目前有的廠家正在論證或研制中,尚沒有經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際驗證。第一種類型:可根據(jù)用戶要求和現(xiàn)有信號設(shè)備對電源技術(shù)指標(biāo)的要求,可組成如下幾種電源系統(tǒng)組成方式:①交流集中穩(wěn)壓+工頻交流隔離+工頻直流整流(全工頻方式),電源系統(tǒng)組成方案見圖

該電源系統(tǒng)的工作方式是:兩路電源一主一備輸入,經(jīng)交流接觸器自動切換后,由一套交流集中穩(wěn)壓器(無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器或參數(shù)式穩(wěn)壓器)穩(wěn)壓后,經(jīng)過工頻交流變壓器進(jìn)行變壓、隔離變換后向信號點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號設(shè)備供電;經(jīng)過工頻交流變壓器進(jìn)行變壓、隔離,在采用單相或三相橋式整流后變換為直流電源向繼電器、直流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號設(shè)備供電。交流集中穩(wěn)壓器故障后自動轉(zhuǎn)為旁路,由電網(wǎng)直接供電。模塊單元的備用方式可采用1+1、N+1等備用方式,備用模塊可手動或自動轉(zhuǎn)換,此種備用方式可減少備用容量和數(shù)量。另外,還可采用將模塊單元、輸出單元做成主、備屏的備用方式,就像傳統(tǒng)的電氣集中電源屏的整屏備用方式一樣,優(yōu)點(diǎn)是一旦主屏發(fā)生嚴(yán)重的、短時難以恢復(fù)的事故,可以盡快轉(zhuǎn)到備用屏,恢復(fù)向信號系統(tǒng)供電。此種電源系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上,輸入單元中的兩路電源轉(zhuǎn)換、交流穩(wěn)壓器和模塊單元的大部分可做成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。

該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:

a、電氣原理基本采用傳統(tǒng)的工頻電磁型電氣集中電源屏技術(shù)。電路簡單,器件直觀,現(xiàn)場電務(wù)維修人員對電氣系統(tǒng)比較熟悉,維修方便。

b、工頻電磁器件,抗輸入電源浪涌和抗輸出負(fù)載的沖擊性能比較好,負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng),可耐受較大感性、容性負(fù)載的沖擊。

c、工頻電磁器件,不會產(chǎn)生高頻電磁干擾,電磁兼容性好。d、工頻器件可靠性高,壽命長。該電源系統(tǒng)存在的問題是:

a、采用一套集中穩(wěn)壓設(shè)備,故障后沒有備用設(shè)備,直供后,失去了穩(wěn)壓功能,降低了供電質(zhì)量。b、集中穩(wěn)壓設(shè)備采用工頻穩(wěn)壓,對輸入電源的干擾,例如高頻閃變、尖峰等,防護(hù)性能差。c、交流電源模塊不能并聯(lián)輸出,因此,兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時造成輸出交流電源供電中斷。d、鐵磁分頻器25Hz電源效率低,輸入功率因數(shù)低,25Hz波形差,失真度大。變頻器體積、重量大,不易模塊化。e、直流電源采用工頻變壓器變壓、隔離、單相或三相橋式整流,輸出直流電壓紋波系數(shù)大,交流輸入側(cè)諧波電流大,輸入功率因數(shù)低,特別是大容量整流時,輸入端諧波電流對電網(wǎng)的干擾大。f、備用模塊或備用屏若采用冷備用方式,主用模塊或主用屏故障報警后,操作人員需到現(xiàn)場手動操作切換至備用。②交流集中穩(wěn)壓+工頻交流隔離+高頻開關(guān)直流電源(工頻+高頻相結(jié)合),電源系統(tǒng)組成方案見圖

該電源系統(tǒng)的工作方式是:兩路電源一主一備輸入,經(jīng)交流接觸器自動切換后,由一套交流集中穩(wěn)壓器(無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器或參數(shù)式穩(wěn)壓器)穩(wěn)壓后,在分回路經(jīng)過工頻交流變壓器進(jìn)行變壓、隔離后向信號點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號設(shè)備供電;向區(qū)間自動閉塞、繼電器、直流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號設(shè)備供電的直流電源是從兩路電源切換后,經(jīng)高頻開關(guān)型直流電源并聯(lián)均流輸出。交流集中穩(wěn)壓器故障后自動轉(zhuǎn)為旁路,由電網(wǎng)直接供電。模塊單元的備用方式可采用1+1、N+1等備用方式,備用模塊可手動或自動轉(zhuǎn)換。此種電源系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上,輸入單元中的兩路電源轉(zhuǎn)換、交流穩(wěn)壓器和模塊單元的大部分可做成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:a、交流電源基本采用傳統(tǒng)的工頻電磁型電源技術(shù)。工頻電磁器件,抗輸入電源浪涌和抗輸出負(fù)載的沖擊性能比較好,工頻器件可靠性高,壽命長。b、交流部分電路簡單,器件直觀,現(xiàn)場電務(wù)維修人員對電氣系統(tǒng)比較熟悉,維修方便。

c、高頻開關(guān)型直流電源模塊具有完善的輸入、輸出保護(hù)功能,輸入設(shè)置過壓保護(hù);輸出設(shè)置過壓、欠壓保護(hù);輸出電流被限制在一規(guī)定的限值,當(dāng)過載甚至短路時,其輸出電流都能被可靠限制,能可靠地抵抗輸出短路故障。保護(hù)反映速度快、功能可靠,既保護(hù)電源本身不被損壞,又保護(hù)了負(fù)載設(shè)備不受過電壓、過電流的沖擊。

d、由于高頻開關(guān)型直流電源采用儲能續(xù)流技術(shù),在兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時,可保證直流輸出不間斷供電,同時,輸出穩(wěn)壓精度高(可達(dá)1%),紋波成分低(峰值電壓小于200mV),滿足新型信號設(shè)備,如ZPW-2000型自動閉塞系統(tǒng)對直流供電要求不間斷、交流紋波成分低等新的技術(shù)指標(biāo)要求。高頻開關(guān)型直流電源,可設(shè)置PFC功率因數(shù)校正,功率因數(shù)在0.95以上,大大減少了輸入諧波電流對電網(wǎng)的干擾。e、直流電源模塊采用并聯(lián)均流輸出,N+1或N+M備用方式,模塊故障后可自動退出,不影響系統(tǒng)正常工作。

該電源系統(tǒng)存在的問題是:

a、交流部分采用一套集中穩(wěn)壓設(shè)備,故障后沒有備用設(shè)備,直供后,失去了穩(wěn)壓功能,降低了供電質(zhì)量。

b、交流電源模塊不能并聯(lián)輸出,因此,兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時造成輸出交流電源供電中斷。c、25周電源可采用鐵磁分頻器,也可采用高頻開關(guān)電子25Hz電源模塊。但鐵磁分頻器效率低,輸入功率因數(shù)低,25Hz波形差,失真度大。變頻器體積、重量大,不易模塊化。

d、交流備用模塊若采用冷備用方式,主用模塊故障報警后,操作人員需到現(xiàn)場手動操作切換至備用。③交流分散穩(wěn)壓+高頻開關(guān)直流電源(工頻+高頻相結(jié)合),電源系統(tǒng)組成方案見圖該電源系統(tǒng)的工作方式是:兩路電源一主一備輸入,經(jīng)交流接觸器自動切換后,經(jīng)過分散的工頻交流穩(wěn)壓器(無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器或參數(shù)式穩(wěn)壓器)進(jìn)行穩(wěn)壓、隔離變換后向信號點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號設(shè)備供電;向區(qū)間自動閉塞、繼電器、直流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號設(shè)備供電的直流電源是從兩路電源切換后,經(jīng)高頻開關(guān)型直流電源輸出。模塊單元的備用方式可采用1+1、N+1等備用方式,交流備用模塊可手動或自動轉(zhuǎn)換。此種電源系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上,輸入單元中的兩路電源轉(zhuǎn)換和模塊單元的大部分可做成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。

該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:a、分散式交流穩(wěn)壓電源采用工頻電磁型電源,如參數(shù)式穩(wěn)壓器或無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器。工頻電磁器件,抗輸入電源浪涌和抗輸出負(fù)載的沖擊性能比較好。b、直流電源采用高頻開關(guān)型直流電源模塊,并聯(lián)均流輸出。N+1或N+M備用方式,模塊故障后可自動退出,不影響系統(tǒng)正常工作。該電源系統(tǒng)存在的問題是:a、采用分散式交流穩(wěn)壓電源,數(shù)量多,同時故障點(diǎn)多。參數(shù)式穩(wěn)壓器由于存在著溫升高,諧振電容壽命短,易爆等缺點(diǎn),現(xiàn)已很少使用。目前大多采用無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器。b、交流電源模塊不能并聯(lián)輸出,因此,兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時造成輸出交流電源供電中斷。c、25周電源可采用鐵磁分頻器,也可采用高頻開關(guān)電子25Hz電源模塊。但鐵磁分頻器效率低,輸入功率因數(shù)低,25Hz波形差,失真度大。變頻器體積、重量大,不易模塊化。d、交流備用模塊若采用冷備用方式,主用模塊故障報警后,操作人員需到現(xiàn)場手動操作切換至備用。第二種類型:高頻交流穩(wěn)壓電源模塊+高頻直流開關(guān)電源+高頻電子25Hz電源(高頻化),電源系統(tǒng)組成方案見圖該電源系統(tǒng)的工作方式是:兩路電源一主一備輸入,經(jīng)交流接觸器自動切換后,采用分散的高頻開關(guān)交流穩(wěn)壓模塊向信號點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號設(shè)備供電;采用高頻開關(guān)型直流電源向區(qū)間自動閉塞、繼電器、直流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號設(shè)備供電。模塊單元的備用方式可采用1+1、N+1等備用方式,交流備用模塊自動切換。此種電源系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上,模塊單元可做成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。

該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:a、中小容量的交流電源采用高頻開關(guān)型交流穩(wěn)壓模塊,同高頻開關(guān)直流電源模塊一樣,具有完善的輸入、輸出保護(hù)功能。

b、高頻交流開關(guān)電源,由于采用了功率因數(shù)校正、高壓儲能、高頻脈寬調(diào)制和交流逆變等技術(shù),所以具有輸出電源電壓穩(wěn)壓精度高,波形失真度小,頻率穩(wěn)定的高指標(biāo)的輸出電源質(zhì)量,由于采用的是交-直-交的工作方式,因此對質(zhì)量差的電網(wǎng)電源具有一定的凈化作用;同時,由于采用功率因數(shù)校正,功率因數(shù)在0.95以上,大大減少了輸入諧波電流對電網(wǎng)的干擾;采用儲能續(xù)流技術(shù),在兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時,可保證交流輸出不間斷供電;單位功率體積比大,所以做成同等容量的模塊體積要小,模塊化程度高。c、25周電源采用高頻開關(guān)電子25Hz模塊,同樣具有以上優(yōu)點(diǎn),可保證兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時,軌道電路不會出現(xiàn)紅光帶。

d、直流電源采用高頻開關(guān)型直流電源模塊,并聯(lián)均流輸出。N+1或N+M備用方式,模塊故障后可自動退出,不影響系統(tǒng)正常工作。該電源系統(tǒng)存在的問題是:

a、高頻開關(guān)型交流穩(wěn)壓模塊,目前國內(nèi)以中小容量的單相電源模塊為主,技術(shù)相對成熟,質(zhì)量基本能滿足使用要求。但大容量交流電源,如三相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)電源,技術(shù)復(fù)雜,應(yīng)用范圍小,可靠性差,特別是成本很高。所以,目前幾家的智能化電源屏,大容量交流電源,仍采用工頻交流穩(wěn)壓電源,如采用無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器。

b、高頻開關(guān)型電源模塊,由于采用大量的電力電子器件,對系統(tǒng)集成綜合技術(shù)要求高,若綜合防護(hù)技術(shù)差,就存在著諸如輸入抗電網(wǎng)干擾能力差、抗負(fù)載沖擊能力差、防雷性能低等,同時對電磁兼容要求高。

c、目前的高頻開關(guān)型交流電源模塊不能并聯(lián)輸出,因此,在主、備模塊轉(zhuǎn)換時,輸出交流電源仍不能做到不間斷。

d、高頻開關(guān)型交、直流電源模塊的使用壽命還有待進(jìn)一步的驗證、考驗。

e、高頻開關(guān)型電源模塊,電路復(fù)雜,維修需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行,并需具備維修、測試、檢驗用的設(shè)備和儀器儀表。第三種類型,工頻整流構(gòu)成DC400V母線+高頻50、25Hz交流開關(guān)電源+高頻直流開關(guān)電源(工頻+高頻),電源系統(tǒng)組成見圖

該電源系統(tǒng)的工作方式是:兩路電源一主一備輸入,經(jīng)交流接觸器自動切換后,經(jīng)過工頻穩(wěn)壓器(如恒壓變壓器無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器)或工頻整流變壓器升壓、整流構(gòu)成DC400V直流母線,或兩路電源同時各自升壓、整流后,并聯(lián)構(gòu)成直流母線。直流母線可并接電容或電池儲存電能。然后,經(jīng)過高頻DC/AC逆變?yōu)榻涣麟娫摧敵?,DC/AC逆變模塊可并聯(lián)均流輸出,向信號點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號設(shè)備供電;經(jīng)過高頻DC/DC變換為各種直流電源輸出,DC/DC電源模塊可并聯(lián)均流輸出,向區(qū)間自動閉塞、繼電器、直流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號設(shè)備供電。模塊單元采用熱備N+1或N+M冗余備用方式。此種電源系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上,模塊單元可做成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:

a、采用直流母線儲能,或兩路電源同時整流并聯(lián)工作,因此,在兩路電源切換時,輸出交、直流電源不間斷;同時,所有輸出交、直電源模塊全部采用并聯(lián)均流方式,不存在有接點(diǎn)的切換,因此,真正做到了在任何轉(zhuǎn)換條件下的“零秒”切換。b、DC/AC逆變模塊采用并聯(lián)均流輸出,可構(gòu)成大容量交流電源輸出,單、三相電源均能實(shí)現(xiàn)。

該電源系統(tǒng)存在的問題是:

a、由于輸入端采用大容量工頻穩(wěn)壓器或變壓器升壓、隔離、單相或三相橋式整流,濾波和高壓儲能,因此交流輸入側(cè)諧波電流大,輸入功率因數(shù)低,輸入端諧波電流對電網(wǎng)的干擾大,對電網(wǎng)造成較大污染。

b、集中的直流母線出現(xiàn)故障會導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。

c、若采用兩路電源同時供電的輸入方式,當(dāng)其中一路停電,由另外一路承擔(dān)全部負(fù)荷,存在著質(zhì)量較差的一路電源平時也參與工作,可能會干擾電源系統(tǒng)正常運(yùn)行。另外,存在著每路輸入電源過流防護(hù)值的設(shè)定問題,若按全部額定負(fù)荷設(shè)置,在兩路電源同時工作時,設(shè)定值明顯不合理。

d、輸出交、直流電源模塊大量采用均流并聯(lián)的高頻電力電子模塊,電磁兼容問題體現(xiàn)的比較突出,相互干擾造成技術(shù)指標(biāo)不穩(wěn)定,性能下降。

e、目前交流逆變模塊并聯(lián)技術(shù)尚不成熟,據(jù)說在西方國家也是處于測試階段,未到大規(guī)模應(yīng)用的程度,國際上大型UPS并聯(lián)先進(jìn)技術(shù)也少見幾例。目前,有些單位的智能化電源屏使用的交流逆變模塊大多是國內(nèi)小型企業(yè)自己開發(fā)的產(chǎn)品,技術(shù)先進(jìn)性、產(chǎn)品可靠性、質(zhì)量穩(wěn)定性都不十分理想,在使用過程中出現(xiàn)過重大質(zhì)量事故,嚴(yán)重影響行車安全。第四種類型:高頻整流構(gòu)成DC400V母線+高頻50、25Hz交流開關(guān)電源+高頻直流開關(guān)電源(完全高頻化),電源系統(tǒng)組成見圖

該電源系統(tǒng)的工作方式是:兩路電源一主一備輸入,經(jīng)交流接觸器自動切換后,經(jīng)過并聯(lián)均流的高頻整流器升壓、整流構(gòu)成DC400V直流母線。直流母線可并接電容或電池儲存電能。然后,經(jīng)過高頻DC/AC逆變模塊并聯(lián)均流輸出交流電源,向信號點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號設(shè)備供電;經(jīng)過高頻DC/DC變換為各種直流電源輸出,模塊并聯(lián)均流輸出,向區(qū)間自動閉塞、繼電器、直流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號設(shè)備供電。模塊單元采用熱備N+1或N+M冗余備用方式。此種電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的全高頻化,全模塊化。該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:

a、此電源系統(tǒng)綜合了第二種類型和第三種類型高頻電源部分的特點(diǎn),系統(tǒng)輸入整流采用高頻電力電子整流單元,并聯(lián)均流輸出,構(gòu)成直流母線。高頻整流單元由于采用了功率因數(shù)校正,功率因數(shù)在0.95以上,大大減少了輸入諧波電流對電網(wǎng)的干擾,電源系統(tǒng)輸入阻抗幾乎接近純阻性,減少了對電網(wǎng)的干擾;另外,整流后的直流母線電源電壓穩(wěn)定,諧波成分少,為后面的DC/AC、DC/DC變換模塊提供純凈的直流電源,保證交、直流電源模塊輸出純凈、穩(wěn)定、可靠的電源。因此,此電源系統(tǒng)可以稱的上是真正的“綠色”電源。

b、在兩路電源切換時,輸出交、直流電源不間斷;同時,所有輸出交、直電源模塊全部采用并聯(lián)均流方式,因此,真正做到了在任何轉(zhuǎn)換條件下的“零秒”切換。

c、由于交、直電源模塊全部采用并聯(lián)均流方式,因此,可組成任意容量的單、三相輸入、輸出電源。同時,模塊可設(shè)計成標(biāo)準(zhǔn)尺寸、標(biāo)準(zhǔn)容量系列的電源模塊,便于規(guī)?;a(chǎn),同時也方便備件的儲備、更換。

d、交流供電全面采用逆變技術(shù),輸入電源不受單相/三相的限制,同時,即可輸出單相交流電源,也可輸出三相交流電源。

e、模塊功能齊全,具有完善的輸入、輸出保護(hù)功能,可實(shí)現(xiàn)“在線”設(shè)定、修改各項指標(biāo),真正實(shí)現(xiàn)“綜合管理”、“智能供電”。

f、由于結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了全模塊化,系統(tǒng)的滿足“狀態(tài)修”的要求。

g、按照綜合UPS的方案設(shè)計系統(tǒng),增加后備電池,可實(shí)現(xiàn)三路電源供電,為高速鐵路或重要樞紐站提供更加先進(jìn)、可靠的供電系統(tǒng)。該電源系統(tǒng)存在的問題是:

a、由于全部采用高頻電力電子技術(shù),在目前的技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模等條件制約下,存在著交流并聯(lián)技術(shù)不成熟、輸入輸出抗干擾能力差、防雷性能低等,同時對電磁兼容要求高。

b、目前此系統(tǒng)尚處于論證、研制階段,沒有經(jīng)過現(xiàn)場運(yùn)行驗證。目前,鐵路信號電源屏輸出電源按照供電對象性質(zhì)應(yīng)分為三種:●信號表示設(shè)備供電-----主要包括信號點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等供電●動力設(shè)備供電----主要是道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)●信息設(shè)備供電----主要包括信息的產(chǎn)生和傳輸設(shè)備,如計算機(jī)聯(lián)鎖機(jī)及執(zhí)行設(shè)備,自動閉塞移頻信息設(shè)備,以及DMIS、CTC、微機(jī)監(jiān)測等。信號表示供電的特點(diǎn):受傳輸距離的限制,一般情況下是從室內(nèi)高電壓輸出到現(xiàn)場設(shè)備終端再變換為低電壓使用,因此,要求輸出電壓穩(wěn)定、可調(diào)。信號點(diǎn)燈電源要求隔離、分束輸出,軌道電路電源要求相位一致等。任何經(jīng)過變換的電源模塊可靠性均遠(yuǎn)不及電網(wǎng)的可靠性,因此,對于動力供電,在有

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