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第二章铁路信号智能电源屏工作原理第一节系统工作原理第二节两路切换原理第三节稳压原理第四节监测原理第五节防雷原理 1 铁路信号智能电源屏组成按功能分主要包括配电 模块 防雷 监测等几大部分 电源屏由外电网输入两路市电 经输入配电后进入电源模块进行稳压及变换处理 处理后的电压再经过适当的转换变换为能直接为信号设备供电的洁净电源 通过输出端子为负载供电 在系统工作过程中监测模块始终对系统各参数进行监控 如有异常即发出警报 当发生雷电危害时 防雷单元泻放过大的电流 保护电源设备 Q6 智能电源屏按功能由哪些部分组成 电源屏工作原理 2 在设计电源屏的方案时 要综合考虑客户的实际需求和设备需求 提出完整的电源需求解决方案 以牵引客户向标准化 归一化和能满足后续设备变化需求的方向发展 详细分解客户需求 化繁为简 分清设备的基础功能 扩展功能 后备功能等 在方案设计 联络前应该综合考虑的几个问题 电源屏做为连接电网和信号设备的中间环节 起到承上启下的作用 同时与外电网和信号设备又有密不可分的联系 就电源系统而言 整个供电系统是一个综合的具有供电 配电 净化 分束等功能的系统 在这个大系统中 针对一个具体的问题有很多的解决方案 可以在前端 中端 后端解决 可以用软件 硬件或其他方式解决 在设计时就要充分考虑到这些情况 以提高可靠性 增加稳定性为主 尽可能在不增加新产品 新物料的前提下 接地成本 满足需求 在方案设计 联络前应该综合考虑的几个问题 在设计电源屏系统时 要对电源屏产品的构成 各部件的功能 性能及接口定义熟练掌握 同时对其安装位置 抗扰要求等也要有清晰的认识 把握系统整体 明确用户需求 牵引设计方案 尤其是各子系统的特性匹配关系要充分论证试验 要进行设计计算 针对实际负载特性 电网性能 用户实际操作以及非正常状态下 整个系统的稳定性 不能出现因局部问题造成系统瘫痪的隐患 具体电源屏配置时 从可靠性的角度出发 对主备模块对应的输出电源 散热 故障后的冗余 用户端子的分配等要认真考虑 在方案设计 联络前应该综合考虑的几个问题 图纸与标准 技术要求的关系 图纸与标准 技术要求的关系 图纸与标准 技术要求的关系 常见的几种系统工作原理图 HXD H HXD H HXD H HXD H HXD C HXD C HXD D1 HXD D1 HXD E HXD E 监控模块 PSTN 远程监控 后台计算监控 RS485 RS232 HXD G HXD G HXD D2 HXD D2 交流1 交流2 输出配电 交流转辙机380V15A 区间电源24V80A 交流转辙机380V15A 半自动闭塞60V2A 继电器电源24V20A 电动转辙机220V16A 25HZ轨道电源1200VA 25HZ局部电源800VA 信号点灯220V5A 稳压备用220V5A 道岔标示220V5A 输入防雷 输入配电 输出防雷 9 输入 输出 部件1 部件2 上述方案的原理拓扑如下 输入 H 型切换 分散稳压 并联输出 10 11 12 输入 输出 部件1 部件2 上述方案的原理拓扑如下 输入 Y 型切换 分散稳压 并联输出 13 14 15 16 输入 输出 部件1 部件2 上述方案的原理拓扑如下 输入 Y 型切换 先集中稳压 再并联输出 17 部件1 18 19 输入 输出 部件1 部件2 上述方案的原理拓扑如下 输入 Y 型切换 先集中稳压 再并联输出 20 部件1 21 小节 本节简要分析了目前铁路行业常用的几种智能电源屏的工作原理 从原理图拓扑形式上可以看出有两种方式 一种是分散稳压 采取的是并联方式 另外一种是集中稳压方式 采取的是串联方式 22 第二章铁路信号智能电源屏工作原理第一节系统工作原理第二节两路切换原理第三节稳压原理第四节监测原理第五节防雷原理 23 第二节两路切换原理一 H型切换原理二 Y型切换原理 24 两路输入切换原理 根据铁标要求 两路交流电切换时间要求保证在150ms以内 目前业内存在的典型的切换方式常见有 H 型切换和 Y 型切换两类 25 一 H 型切换原理 26 两路输入切换原理 H 型切换原理如图 QF2 QF3为断路器 KM1 KM4为交流接触器 KM1 KM2和KM3 KM4分别具有电气和机械互锁特性 接触器的切换构成 H 型切换方式 正常供电的情况下 上图中的KM1和KM3吸合 KM2和KM4断开 两路输入分别给互为主备的一组模块供电 在第一路输入不正常时 KM1断开 KM2吸合 KM3 KM4保持不动作 这样由第二路输入给两个模块供电 相反的 在第二路输入不正常时KM3断开 KM4吸合 KM1 KM2保持不动作 这样由第一路输入给两个模块供电 27 两路输入切换原理 H 型切换的特点 1 可以确保输入切换时主备模块总有一个模块输入不间断供电 2 两路互为主备 自动切换3 由于有优先级切换 当其中一路输入电源故障恢复时 会增加一次切换 28 二 Y 型切换原理 29 两路输入切换原理 Y 型切换原理QF1 QF2为断路器 KM1 KM2为交流接触器 KM1 KM2具有电气和机械互锁特性 正常供电的情况下 KM1吸合 KM2断开 由第一路输入给后续模块供电 在第一路输入不正常时 KM1断开 KM2吸合 由第二路输入给后续模块供电 在KM1 KM2切换的过程中 模块输入端由于交流接触器的切换有短时间的断电 但因为电源模块在设计时采用了PFC技术 使得模块具有短时的记忆存储功能 保证了模块的对外输出不间断 在切换系统故障时直供开关K1 K2可以实现第一路输入或第二路输入直供供电 30 两路输入切换原理 Y 型切换的特点1 系统切换时 模块输入瞬间掉电 2 两路互为主备 自动切换 但切换后需要手动恢复 3 由于属于无主切换 不会引起反复切换的可能 31 32 介绍常见的几种输入切换方式 33 34 35 36 上图工作原理两路交流输入电源采用H型供电控制回路 正常情况下 两路电源同时供电 各承担50 的负荷 当任何一路电源断电时 可自动转为另外一路承担全部负荷 两路输入电源经交流稳压 整流后 以直流总线方式并联工作 当其中一路电源发生故障后 可保证直流总线电源的不中断 当一路电源发生故障后 另外一路即使A B相发生缺相 也可以由C相给直流总线供电 保证直流总线电源的不间断 容量降为原来的1