DS6-60电源系统原理介绍.ppt

1、1,DS6-60计算机联锁系统电源系统原理介绍系统开发部陈新冬,2009年1月,2,目录,电源系统的组成及功能 电源系统配线框图及电源线的选择 电源系统功耗的计算及UPS选型,3,电源系统的组成及功能,1、电源系统的组成及功能,4,电源系统的概述,DS6-60计算机联锁系统的供电设备主要是指电源柜中的电源系统。该电源系统为控显机柜、联锁机柜、输出机柜等提供系统所需的电能。 DS6-60计算机系统要求信号电源屏经过隔离变压器隔离后，单独提供出一路单相交流的220V电源输出。从电源屏接入的220V交流电源送到DS6-60的电源柜，经过柜内UPS后向系统设备供电。,5,供电网络图,6,两大部分AC2

2、20、DC24,电源系统按照大的方面可以分成两个部分：即AC220V部分和DC24V部分。 AC220V部分 信号电源屏送来的AC220V微机电源，经过电源柜内的两台UPS和一台冗余转换器实现冗余供电，当UPS或冗余转换器故障时，自动切换到信号电源屏的AC220V直供，保证系统供电的高可靠性。 DC24V部分 包括四台24V直流稳压电源，按照其承担负载性质的不同分可以为逻辑电源和接口电源。两类电源分别由两台直流稳压电源并联供电，保证每一类电源在有一台发生故障时不影响该类电源所带负载的供电。,7,电源柜外观图,从上至下依次为 逻辑DC24V电源两台 接口DC24V电源两台 冗余转换器 两台UPS

3、,8,电源系统各部分的功能、指标,DC24V部分-功能（1） 共四台DC24V电源。 其中两台为逻辑24V电源。为本系统中ARCNET集线器、联锁逻辑部以及输入输出机笼的逻辑电路部分供电。 另外两台为接口24V电源。该电源用于继电器状态的采集和驱动联锁设备控制的继电器。接口24V电源接入输入机笼的输入板和输出机笼的输出板，同时接口24V的正向还需要送到机械室的组合架。,9,电源系统各部分的功能、指标,DC24V部分-功能（2） 不论是逻辑供24V供电还是接口24V供电，均采用了两台DC24V电源来实现。正常工作时，DC24V电源应用均流原理，两台电源的输出电流基本保持一致。一旦一台DC24V发

4、生故障，电源会立即上报故障信号。而另一台电源会承担所有的逻辑供电或接口供电任务，直至故障解决为止。从而保证了高可靠性。 从降额因素上考虑，不论是逻辑24V供电还是接口24V供电，都保证了单独一台工作至少降额20%以上使用，两台同时工作降额40%以上使用。,10,电源系统各部分的功能、指标,DC24V部分-指标 选用朝阳电源公司的4NIC-QQ720型电源。 性能指标为 输入AC220V，输出24V30A。 拥有过流保护、短路保护、过热保护、过压保护能力 通过监测电源背面常开、常闭触点，来实现故障报警功能。,11,电源系统各部分的功能、指标,AC220V部分功能 由冗余转换器、两台UPS以及交流

5、接触器组成。 UPS无故障时，联锁设备由一台UPS供电，另一台UPS处于热备状态。当其中一台UPS故障时，冗余转化器完成两台UPS之间的切换，切换时间小于6毫秒，保证了系统的高可靠性。 当两台UPS故障时，通过电源控制装板上的交流接触器作用，直接切换到电源屏直通供电。,12,为交流接触器；和为交流接触器的接点，当UPS和冗余转换器工作正常时，常闭常开，系统供电取自冗余转换器的输出。当UPS或冗余转换器故障时，常开常闭，系统直接由信号电源屏供电。,AC220部分供电原理图,13,电源系统各部分的功能、指标,AC220V部分UPS指标 UPS选用APC公司的SURT2000XLICH、SURT30

6、00XLICH或SURT5000XLICH，根据系统规模而定。 性能指标为 输出功率容量1400W/2100W/3500W，输出电压230V 满负载效率90%。 有声报警功能，当市电停电时报警。,14,电源系统各部分的功能、指标,AC220V部分UPS备用电池供电时间对比,15,电源系统各部分的功能、指标,AC220V部分冗余转换器指标 冗余转换器选用APC公司AP7723。 性能指标为 额定输出电压230VAC； 最大总负载电流16A； 切换小于时间6ms。,16,整系统推荐上电断电顺序,上电顺序 打开信号电源屏；打开电源控制装板上空气开关；打开UPS；打开DC24V直流电源；最后打开个机笼

7、相对应电源板开关。 断电顺序 关断个机笼相对应电源板上开关；关闭DC24V直流电源；关闭电源控制装板上空气开关；关闭UPS；关闭信号电源屏。,17,电源系统配线框图,、电源系统配线框图及电源线的选择,18,60 系统标准配置示意图,19,电源柜-电源控制装板接线图,20,电源柜-DC24V接线图,为提高系统供电可靠性，每台24V电源都连接双线到接线排，因此对于一个接线排共有4根电源输入接线，任何一根电源接线完好都可以保证该路电源正常供电。,21,控显柜电源接线图,22,联锁柜电源接线图,23,输出柜电源接线图,24,导线上的允许最大导流量和实际应用载流量,25,柜间24V电源配线逻辑电,控显柜

8、内24V逻辑电供电设备只有两个ARCNET集线器，其功率约为4.8W，其柜间电源线导流量为0.2A。 联锁机柜，标准配置为2个联锁和2个输入机笼。 24V逻辑电：2个联锁机笼每个2.1A，2个输入机笼满配置时（10块板）每个4.2A，最大电源线导流量为12.6A。 输出机柜中，标准配置为4个输出机笼。 24V逻辑电：4个输出机笼满配置时（10块板），每个机笼2.85A，最大电源线导流量为11.4A。,26,柜间24V电源配线逻辑电,通过上面一系列的计算我们发现，逻辑24V电在标准配置的情况下，电流值约为12A。 为保证一致性，并且考虑到导线强度，电源柜到其他柜间的逻辑24V电源线建议采用2.5

9、mm2/c的多股导线。导线颜色定义为红、黑色双绞线缆。为保证可靠性，采用双线连接。,27,柜间24V电源配线接口电,联锁机柜，标准配置为2个联锁和2个输入机笼 24V接口电：2个输入机笼满配置时，每块输入板64路输入通道，每个输入通道的输入电流为4.7mA，按同一时刻最大输入量50%计算 4.710-3206450%= 3A 。 输出机柜中，标准站最大可配置4个输出机笼 24V接口电：4个输出机笼满配置时，每块输出板16路输出通道，同一时刻最大输出量按25%计算，最大电源线导流量为（继电器为1700继电器）：24401625%850= 4.52A。,28,柜间24V电源配线接口电,通过上面一系

10、列的计算我们发现，接口24V电在标准配置的情况下，电流值小于12A。 为保证一致性，并且考虑到导线强度，电源柜到其他柜间的接口24V电源线建议采用2.5mm2/c的多股导线。导线颜色定义为黄、绿色双绞线缆。为保证可靠性，采用双线连接。,29,柜内至各机笼配线,机柜内接线排至各机笼的逻辑24V电源配线采用2mm2/c的多股导线，导线颜色定义为红、黑色双绞线缆。为保证可靠性，采用双线连接。 机柜内接线排至各机笼的接口24V电源配线采用1.25mm2/c的多股导线，导线颜色定义为黄、绿色双绞线缆。为保证可靠性，采用双线连接。 机柜内铜排至各机笼的防雷线采用1mm2/c的多股导线，导线颜色定义为蓝色线

11、缆。每个机笼接4根防雷线。,30,电源柜到继电器架24V采集电源配线,接口架24V采集电源线电流计算方法为： 输入电流值=输入板数（双系）输入板通道（64）每通道电流（4.710-3 A ） 系统标准配置下最大输入电流值=20644.710-3 =6.016A，因此标准配置下电源柜到接口架采集电源线线径采用2.5mm2/c的导线即可满足要求。,31,系统内AC220V电源配线,电源柜与控显柜间的AC220电源线供电设备为两台工控机，柜间电流小于2A， 根据导线允许的最大导流量可为其选择合适的导线，此处建议采用标准的三芯电源线，其内部线径为1mm2/c，即可满足要求。,32,电源屏到电源柜AC2

12、20V电源配线,信号电源屏向系统提供一路稳定的AC220V电源，电源线线径应满足系统最大功耗的负荷要求。电源线的电流值（A）=系统总功耗/220V。 信号电源屏到联锁系统电源柜的电源线一般应选择满足30A电流的导线。即选择4mm2/c的多股导线即可满足要求。,33,电源系统功耗计算,、电源系统功耗计算 及UPS选型,34,电源系统功耗计算,DS6-60计算机联锁系统所消耗的功率是根据系统所配置硬件设备的实测功率来进行累加计算的 。 若系统设备型号或设备数量发生变化，则需重新计算。 为了便于计算，我们仍以60标准配置为例，并且在下面将硬件设备分为AC220V供电的设备和DC24V供电的设备分步推

13、算。,35,AC220V供电功耗,经过UPS设备的总功耗为519W,36,DC24V供电功耗,DC24CV供电的总功耗为761.28W,37,UPS容量计算,朝阳电源模块的效率典型值为82%。 建议系统最大功耗应小于UPS最大输出功耗的85%。 DC24V供电总功耗/82%=761.28/82%=928.4W 928.4W+经过UPS的功耗=928.4W+519W=1447.4W 2000VA的 UPS的最大输出功率为1400W ，其85%的最大功耗为1190W。 11901447.4W 肯定。,38,UPS容量计算,因此以标准配置为例，（2个输入机笼满配置，同一时刻最大输入量按50%计算、4个输出机笼满配置，同一时刻最大输出量按25%计算的情况下）我们建议选用SURT3000XLICH的UPS。 APC公司的UPS若长时间处于一种大负荷工作状态，会造成UPS正常使用寿命的降低。推荐的降额度应在85%以内。 因此，每一个站在开通之前都要做细致的系统功耗估算工作，以便选好UPS的容量。,39,60实际系统配置时UPS选型,60系统在实际配置时，是根据道岔组的数量，以及输入输出板的数量来决定使用UPS的型号/容量的。,40,60实际系统配置时UPS选型,同时60系统根据道岔组的数量的不同，其逻辑部DC24V电源的数