鼎汉综合智能电源屏(系统设计方案及说明)

系统设计方案及说明一、设计指导思想及意图〔原北方华为〕依托艾默生网络能源〔原华为电气〕20236领域得到广泛应用，累计销售1200余套，其中城市轨道交通工程累计销售190余套，产品的技术先进性、质量稳定性得到全路的普遍认可。在城市轨道交通工程中，相继为上四、五号线工程；北京地铁四、十号线；南京地铁一号线；深圳地铁工程等供给信号电源供给，相继协作的信号主设备供给商包括：阿尔卡特、西门子、USS、阿尔斯通等。本次投标的综合智能电源屏是具有智能监控、高牢靠、高安全、高效率、少修理、6及试车线的全部的信号系统设备〔DCS〕供给稳定牢靠的交、直流电源。二、系统遵循的主要技术指标及标准我公司供给的综合智能电源屏系统遵循的主要技术指标及标准如下：GB191包装储运图示标志GB2423.1电工电子产品根本环境根本试验规程试验A：低温试验方法GB2423.2电工电子产品根本环境根本试验规程试验B：高温试验方法GB2423.4电工电子产品根本环境根本试验规程试验Db：交变湿热试验方法GB/T16435.1远动设备及系统接口GB/T13729运动终端通用技术条件JJG01 电测量变送器GB2828 逐批检查技术抽样程序及抽样表GB2829 周期检查技术抽样程序及抽样表TB1424 通信信号产品的温升TB1433 铁路信号产品正常工作环境条件TB1447 信号产品的绝缘电阻TB1448 通信信号产品的绝缘耐压TB/T1528.1-2023铁路信号电源屏第一局部:总则 TB/T1528.3-2023铁路信号电源屏第三局部:继电联锁信号电源屏TB/T1528.4-2023铁路信号电源屏第四局部：计算机联锁信号电源屏TB/T1476铁路信号箱、架、柜外型其本尺寸系列GB4942.2低压电器设备外壳防护等级IEC-439 低压成套配电装置标准GB4943-1995信息技术设备〔包括电气事务设备〕的安全idtIEC95199〕GB/T14048.1-1993(eqvIEC947-1:1988〕GB14048.2-1994〔eqvIEC947-2:1988〕GB/T14715-1993信息技术设备不连续电源通用技术条件TB/T2496-2023信号微机监测系统技术条件 低压成套开关设备和掌握设备第一局部：型式试验和局部型式试验成套设备〔idtIEC439〕 GB/T17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验〔idtIEC61000-4-2：1995〕 GB/T17626.3-1998电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验〔idtIEC61000-4-3：1995〕 GB/T17626.4-1998电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验IEC61000-4-4：1995〕 GB/T17626.5-1999〔冲击〕抗扰度试验idt61000-4-5：1995〕GB/T17626.6-1999电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验〔idtIEC61000-4-5：1996〕三、系统根本功能描述PZ系列铁路信号智能电源系统的主要功能是向上海地铁6号线的正线、掌握中心车辆段、及试车线的全部的信号系统设备〔DCS〕供给稳定牢靠的交、直流电源，留意特点如下：：全部元器件均降额使用，延长使用寿命；电源模块承受1+备份方式，确保了系统的高牢靠性。－5℃～＋50℃，在没有空调的房间能牢靠正常运行；2〕超宽的允许工作电压范围AC380/2202％〕，特别适用于电网电压不稳定的电化区段〕同行业领先的防雷技术，在多雷区可保障设备正常运行〕EMI27.5Kv网电；5〕电磁兼容到达国家A级标准，不影响其它电子设备的正常使用。均设有电压、电流、频率、相位数字显示装置，清楚直观〕4〕〕输入配电和输出配电承受抽屉式插框方式，维护便利。全部承受阻燃电缆。绿色环保：1〕92%，整机系统效率大于85%；2〕高PFC〔功率因数校正〕0.99，削减前级供电系统的无功损耗，降低投资费用，削减运营本钱〕PFCEMI技术，电磁兼容性好。智能监控：监控系统承受三级集散式监控方案，各级监控自成体系。监控单元能实时显示电源系统的各项运行参数、运行状态、告警状态、设置参数、系统配置数据。界面友好，具有在线帮助、数据边界检查功能。作，同时能上报到后台主机。用户可查阅历史告警记录和当前记录。四、系统集成方案1、集成方案说明PZ系列铁路信号智能电源系统主要由切换系统、电源模块、监控系统及防雷系统四大局部组成，各个局部主要功能及技术指标如下：输入切换单元输入时承受独特的“H－Y”型式配电方案，如下图：3LKM23LKM2QF1UPS/稳压器KM4QF33L

QF2 KM1Ⅱ路输入KM3两路输入原理图其中QF2和QF3为手动切换空气开关，KM1-4为沟通接触器，QF1为单刀双掷开关。当KM4，KM2、KM3断开。当Ⅰ路输入故障时，KM2、KM3吸合，KM1、KM4断开。同时具备了自动和手动切换功能，实现输出不连续。QF1的作用主要是为故障应急和手动选择输入电源而设计的，一路切换系统故障使UPS的供电脱离故障的输入回路，选择另外一路供电。输入电压波动范围为380V±25%；输入电源频率范围为50Hz±6%源过压/欠压/断相/错相检测，具有测量电流、电压的功能；其中过压检测范围为于0.5%。进展调整，使各供电回路做到三相平衡。智能电源模块系统的各个组成局部均承受模块化构造。直流模块承受高频开关电源功率因数自动调整技术PFC技术〕，N+”冗余配置，沟通转辙机模块输出承受“1+1”电子互锁主备配置，提高系统牢靠性、敏捷性，实现系统的免修理，少维护；更换模块时间小于1min。承受华为公司无损伤热插拔专利技术〔99216547.〕，其输出和输入都有软起动和电流限制装置，带电插拔不会引起系统输出电压的扰动。的保护功能保证了系统与模块安全牢靠运行。CPURS485后台实时监控各模块状态。安规模块EMC：通过信息产业部北京交换设备质量监视检验中NO.EMC2023001检验。防雷设计：通过铁道部产品质量监视检验中心通信信号检验站检验。到自然散热方式。智能监控系统故障定位；第三级监控为全线电源的信息汇总。具有如下特点：第一级：模块监控和配电监控CPU的功能有：①采集模块的输出电压、电流值②采集电源模块的工作状态，包括保护、故RS485点输出掌握、声光报警及通信等功能。其次级：监控单元RTOS〔实时多任务操作系统〕为系统平台，具有如下功能：显示与设置功能：能实时显示电源系统的各项运行参数、运行状态、告警状态、系统开关量、模块状态量等信号的遥信功能。告警与记录功能：监控模块可依据采集到的数据对系统故障进展声光报警，产生用户可依据实际状况设定告警级别，并可为每种告警类型设定对应的继电器输出，也可设为无继电器输出。用户可查阅历史告警记录和当前记录，历史告警记录包括告警类型名、发生时间、完毕时间，当前记录中则只有告警类型名和发生时间，显示挨次按发生时间的先后来显示。历史告警记录按循环存储方式保存最多100条，超出100条则自动去除最旧的告警记录。MODEM、RS232、RS485/RS422RS485MODEM码〔最多三组，设置时必需通过密码校验。用户可依据需要设置成其中一个干接点信号输出。第三级：远程监控RS422、RS485、RS232和Modem串行接口，通过适当的组网方式可以对进展远程实时动态监测和治理。承受计算机及通信网络技术对系统各输入、输出回路的电压、电流开关量进展全面监测，并能以图像、表格、文字说明等方式在电源屏上进展显示。这种分散分级监控体系使各构成单元〔电源模块、防雷单元、配电单元等〕具有智例如电源模块故障和系统配电故障除可以上级监控中报告外还可以通过自身表达告警信息。输入输出防雷单元防雷系统如以下图所示：3L+N3L+N模块模块模块模块负载检测探头检测探头检测探头C级防雷D级防雷输出防雷8/20μs20kA208/20μs1CDEHN，D2、各站电源屏机柜构造示意图PZDT-00216OCC掌握中心ATS电源设备 PZDT-00216FS-A正线集中站电源设备 PZDT-00216FS-B正线非集中站电源设备PZDT-00216TT试车线 PZDT-00216MT修理培训中心PZDT-00216DE车辆段 PZDT-00216DP停车场 五、系统工作原理系统工作原理图〔以正线设备集中站为例：系统工作原理说明：出以及防雷等。其工作原理是：UPS，经过UPS进入交、直流模块，模块的输出进入交、直流输出配电单元，沟通模块通过隔离变压器隔离后给信号设备供电，直流模块内部高频隔离后输出给信号设备供电。在输出端有多种保护监控功能单元，全面保护信号设备安全。CPURS485RS485RS232、RJ45MODEMRJ45的集中监控组网。六、系统容量大小序设备名称序设备名称型号规格单数备注号位量1智能电源屏PZDT-00216OCC套1掌握中心ATS电源设备2智能电源屏PZDT-00216FS-A套9正线集中站电源设备3智能电源屏PZDT-00216FS-B套19正线非集中站电源设备4智能电源屏PZDT-00216TT套1试车线5智能电源屏PZDT-00216MT套1修理培训中心6智能电源屏PZDT-00216DE套1车辆段7智能电源屏PZDT-00216DP套1停车场外部接口监控模块具有与后台主机和下级设备通信功能。外部通信接口共七个：接口，微机监测仪或其他智能后台；串口2：RS232串口3：连接MODEM；串口4：RS485/RS422串口5：RS485/RS422UPS；串口6：RS485/RS422串口7：RS485/RS422接口，环境监测仪或其他智能设备。干结点接口/故障/UPSUPS/故障信/断电转/断电60V计轴电源状态-有电/断电UPS电源状态- 正常/故障信号机电源-白天供电/夜间供电Ⅰ路市电状态-正常/故障Ⅱ路市电状态- 正常/故障PIIS〔旅客向导牌〕电源熔丝状态- 正常/断丝协议1998准化习惯。八、类似系统成功运行的简洁介绍〔原北方华为〕依托艾默生网络能源〔原华为电气〕20236790500稳定性得到全路的普遍认可。PZDT系列城市轨道交通电源屏已经成功应用于在城市轨道交通工程中，相继为上海地铁五号线、一号线北延长、一号线富锦路停车场、二号线西延长、八号线及七号线停产场工程；为广州地铁一号线、二号线、三号线、四号线、五号线工程；北京地铁四号线、十号线；南京地铁一号线；深圳地铁一号线、四号线工程、长春轻轨一期工程，相3号线北延长工程。公司员工从产品设计、施工调试和售后效劳对城市轨道交通有深入的理解。1、系统性能参数85%〔30%～100%〕0.99使用寿命：适当维护，不小于15年绝缘电阻的气候条件下，整机输入、输出端子对地经过交便湿热试验后，其潮湿绝缘电阻值不小于25MΩ。2、高牢靠性PZ系列电源屏构造保护等级符合IP20。系统设计符合国际安全标准-EN60950。通过电磁兼容性的要求。PZ系列智能电源屏系统地考虑安全性设计，切实保证系统的安全牢靠。从技术和工艺方面多角度考虑了安全需求。PZ系列电源屏已于2023年6月通过了铁道部的科技成果鉴定。“N+1”前该系列电源屏已成功应用于全国各铁路局和城市轨道交通工程。系统设备的平均故障间隔时间超过15平均无运行故障间隔时间超过20年，即系统全寿命周期为20年。3、可维护性PZ系列电源屏承受模块化构造设计，关键环节承受备份设计思路，电源模块承受华为公司无损伤热插拔专利技术〔99216547.4限制装置，带电插拔不会引起系统输出电压的扰动，避开了输出扰动带来的负载损伤。输出供电，维护快捷便利。系统构造工艺也保证了维护的便利性。4、可扩展性PZ系列电源屏承受模块化设计思路，硬件构造可以积木式搭建扩容。集中监测主机64个模块的监控力量，集中监控能监控255个电源系统，以满足电源系统的扩展需要。5、电磁兼容性射电平。电磁兼容应满足GB/T17626、GB9254—88A级、TB/T1528.1要求的标准。1〕端口压降2〕尖峰、浪涌3〕共模差模电网和模块之间的相互干扰。静电好，整个机柜电器连接屏蔽，可以有效阻挡静电放电的发生；EMC、EMIEMC、EMIPFC路的设计可有效供给功率因数的同时避开了供电与设备之间的相互干扰。6、过电压、过电流保护系统输入的过电流保护功能通过断路器实现。当电压恢复正常时自动开机；模块输出电压超出过压保护点时，模块自动关机〔需要人工恢复，切断对外部的电源供给，保障自身的安全；模块输出电流超出额定值时，即进入限流输出状态，输出电流仍不能得到抑制时，输出电压直至被切断。20%：1〕2V。具有输出过压保护电路，其输出过压保护电路可以严格限制其输出电压幅值。其前级变压器的输入电压最大值及隔离高频变压器的线圈的匝比打算了其输出电压不会高于其额定输出的＋20%。7、绝缘耐压系统在大气压不低于84KPa时，系统输入或输出电压UU≤60V， 50HZ 1000V1min，无击穿或闪耀现象60V＜U≤220V，50HZ 1000V1min，无击穿或闪耀现象220V＜U≤380V，50HZ 1200V1min，无击穿或闪耀现象8、抗雷击特性沟通输入防雷：20kA，2040kA，11min。输出防雷〔室外设备电源：模拟雷击电流8/20µs，幅值5kA，10次，冲击间隔大于1min。9、安全防护，有效地掌握设备温升。接地线分开接入综合接地系统。导电局部完全不外露、导线连接使用不需螺丝的弹簧笼式接线端子，有效保护人身安全。的振动，设备全部有防潮保护。10、接地要求电源系统的防雷接地和保护接地分别使用不同的接地体，保护地外接地线的线径应不小于6mm2，接地电阻应小于10欧姆〔0.56mm22要求时，可通过加大接地体尺寸、加大埋设深度以及在接地体四周施以降阻剂予以解决。11、智能监控故障定位；第三级监控为全线电源的信息汇总。具有如下特点：第一级：模块监控和配电监控CPU的功能有：①采集模块的输出电压、电流值②采集电源模块的工作状态，包括保护、故RS485点输出掌握、声光报警及通信等功能。其次级：监控单元RTOS〔实时多任务操作系统〕为系统平台，具有如下功能：显示与设置功能：能实时显示电源系统的各项运行参数、运行状态、告警状态、系统开关量、模块状态量等信号的遥信功能。告警与记录功能：监控模块可依据采集到的数据对系统故障进展声光报警，产生用户可依据实际状况设定告警级别，并可为每种告警类型设定对应的继电器输出，也可设为无继电器输出。用户可查阅历史告警记录和当前记录，历史告警记录包括告警类型名、发生时间、完毕时间，当前记录中则只有告警类型名和发生时间，显示挨次按发生时间的先后来显示。历史告警记录按循环存储方式保存最多100条，超出100条则自动去除最旧的告警记录。MODEM、RS232、RS485/RS422RS485MODEM码〔最多三组，设置时必需通过密码校验。用户可依据需要设置成其中一个干接点信号输出。第三级：远程监控RS422、RS485、RS232和Modem串行接口，通过适当的组网方式可以对进展远程实时动态监测和治理。承受计算机及通信网络技术对系统各输入、输出回路显示。这种分散分级监控体系使各构成单元〔电源模块、防雷单元、配电单元等〕具有智例如电源模块故障和系统配电故障除可以上级监控中报告外还可以通过自身表达告警信息。A、HXD-E、主要特点：承受高频开关电源技术；承受自冷散热方式，长寿命设计；承受PFC技术，功率因数大于0.99；承受先进的低压差自主均流技术，具有较好的均流性能；设置了短路回缩特性，即使模块处于长期短路状态也不致损坏；/欠压、输出过/欠压、过热等；设有CPU监控板，可与系统监控模块通信。、输入特性序号工程指标备注1输入电压154V-286VAC2输入电流≤8A3输入沟通频率50±5Hz4功率因数≥0.995效率满载DC/DC≥85%、输出特性：124VDC，324V-60VDC，相互隔离序号工程指标序号工程指标备注1额定电压24VDC2额定电流22A33纹波系数≤0.5%4稳压精度24V-60VDC序号工程指标备注1额定电压24V-60VDC24-60V2额定电流3〔482〔48〕3纹波系数≤0.5%4稳压精度≤±1%、保护特性序号工程指标备注124V≤7A2输入过压保护291±5VAC，回差20±5V3输入欠压保护149±5VAC，回差20±5V424V29±2V524V-60VDC输出过压保护+5V6过温保护点90±5℃5)绝缘强度和绝缘电阻绝缘强度电压时间漏电流绝缘电阻(500VDC)沟通侧对地1500VAC/50Hz1min≤20mA≥25MΩ沟通侧对直流侧3000VAC/50Hz1min≤20mA≥25MΩ直流侧对地500VAC/50Hz1min≤20mA≥25MΩ四路输出之间2500VAC/50Hz1min≤20mA≥25MΩB、HXD-D11)承受高频开关电源技术；承受自冷散热方式，长寿命设计；承受PFC技术，功率因数大于0.99；承受先进的低压差自主均流技术，具有较好的均流性能；设置了短路回缩特性，即使模块处于长期短路状态也不致损坏；/欠压、输出过/欠压、过热等；设有CPU监控板，可与系统监控模块通信。序号序号项目指标备注1输入电压154～286VAC2输入电流≤26A3输入沟通频率50±5Hz4功率因数≥0.995效 率满载时DC/DC90%序号序号项目指标备注1额定电压220VDC2额定电流16A3纹波系数≤0.1％4稳压精度≤±0.5％序号序号项目指标备注1输出短路回缩≤5A2输出过压保护240±5VDC3输入过压保护2915VAC20±5V4输入欠压保护1495VAC20±5V5过温保护点90±5℃绝缘强度电压绝缘强度电压时间漏电流绝缘电阻沟通侧对地1500VAC/50Hz1min≤10mA≥25MΩ沟通侧对直流侧沟通侧对直流侧3000VAC/50Hz1min≤10mA≥25MΩ直流侧对地1500VAC/50Hz1min≤10mA≥25MΩC、HXD-D21、主要特点：由三相隔离变压器组成；完善的故障保护及告警功能；监控板，可与系统监控模块通信。2、输入特性序号工程指标备注1输入电压285V-475VAC〔线电压〕2输入电流≤32A〔相电流〕3输入沟通频率50±5Hz4功率因数≥0.955效率≥85%、输出特性序号工程指标备注1输出电压380VAC三相四线制2输出电流15A3稳压精度同外电网精度绝缘强度电压绝缘强度电压时间漏电流〔500VDC〕输入、输出侧对地1500VAC/50Hz1min输入侧对输出侧3000VAC/50Hz1minD、HXD-H、主要特点：承受高频开关电源技术；承受自冷散热方式，长寿命设计；PFC0.99；设置了短路回缩特性，即使模块处于长期短路状态也不致损坏；完善的故障保护及告警功能，包括输入过/欠压、输出过/欠压、过热等；CPU、输入特性序号工程指标备注1输入电压285V-475VAC〔线电压〕2输入沟通频率50±5Hz3功率因数≥0.994效率≥85%、输出特性123项目指标备注额定电压220VAC5A≤±3％、绝缘强度和绝缘电阻绝缘强度绝缘强度电压时间漏电流输入侧对地输出侧对地1200VAC1200VAC50Hz50Hz1min1min≤20mA≤20mA绝缘电阻(50