铁路信号智能电源屏的应用

刘淼

中国石油辽阳石化分公司铁路运输部

铁路信号智能电源屏的应用

刘淼

中国石油辽阳石化分公司铁路运输部

铁路信号智能电源屏，是指采用模块化电力电子技术，具有实时监测、报警、记录和故障定位功能的供电设备。智能电源屏虽制式众多，但它们具有共同的技术特征。其最主要的技术特征是设有监测单元，具有自动监测功能，实现了电源系统的实时状态和故障的监测及远程监控和管理。此外，各种智能电源屏都不同程度地实现了模块化，即将各种交、直流电源按用途设计成不同的模块，用户根据需要选择模块，构成供电系统。智能电源屏广泛采用电力电子技术，包括无触点切换技术、逆变技术、锁相技术、软开关技术、功率因素补偿技术、并联均流冗余技术、安全防范技术等，以保证供电系统的可靠性。

智能电源屏；铁路信号

1、铁路信号对供电的基本要求

各类铁路信号设备的条件各有所异，但总体来说，其对电源的可靠程度都有较高的要求，对供电电压和频率的稳定都有一定的要求，都要保证供电的安全，概括来说，对供电提出三大基本要求：可靠、稳定和安全。铁路信号电源系统是向车站信号机、轨道电路、电动转辙机、组合架、控制台等信号设备提供各种交直流电源的供电设备。

2、铁路信号电源屏现状

进入20世纪80～90年代，我国铁路信号技术加快了发展步伐，出现了众多现代先进信号技术，而作为信号系统的供电设备，却严重滞后于信号技术的发展。存在的问题主要表现在：

1）以车站电气集中为供电核心的信号电源屏，已经不能满足各种信号技术的要求。

2）尽管一些改进型的电源屏采用了一些高可靠的元器件，但是整体结构和工作方式基本不变造成电源屏稳定性、可靠性差，智能化程度低。

3）在两路输入电源转换过程中，部分电源回路与电气集中结合不严密，影响行车安全。

鉴于以上弊端以及现代信号技术发展的需要，智能电源屏应运而生。实现了监测单元与微机监测系统通信协议的统一，使铁路信号电源系统具有更显著的模块化、智能化、网络化等特点。

3、智能电源屏的工作原理及特点

3.1 智能电源屏工作原理

两路交流输入电源经输入配电单元切换后，分配至各交、直流模块进行稳压、变换，再经输出配电单元给各类信号设备供电。输入采集单元和输出采集单元，将输入、输出的各路电压、电流及接触器和模块工作状态采集后，传输给监控单元，监控单元将信息汇总后上报微机检测系统，并进行报警、显示等处理。

3.2 新型智能电源屏特点

（1）可靠性高，整机采用自然散热的冷却方式，消除了风扇故障对系统的影响；所有元器件均降额使用，延长元器件的使用寿命，提高系统的可靠性；系统模块采用冗余设计，交流模块采用“3+1”热机备份，直流模块采用“N+1”并联备份方式，确保系统可靠运行；使用寿命：≥15年。

（2）保护完善，系统具有输入过欠压保护功能；系统输入、输出具有良好的过流保护功能，特殊支路可配备短路切除板件；系统输入、输出及模块内部都有完善防雷设计，对雷击有良好的防护功能；模块具有完善的输入过、欠压，输出过压、过流、短路，过温等保护功能。

（3）适应性强，系统供电采用两路交流并行输入，兼容单相和三相两种供电制式；输入电压范围宽：AC380V+25-30%（266V～475V）/AC220V+25-30%(154V～275V)；对工作环境适应能力强：环境温度为-20℃～+50℃，相对湿度为5%～95%；电网电压不平衡度可达5%；电网电压波形失真度可达5%；电网频率45～60Hz。

（4）环保节能，效率高，模块效率＞85%，整机效率＞80%；采用PFC技术，功率因数高达0.99，绿色环保，对外电网无谐波污染；良好的电磁兼容特性。

（5）完全隔离，直流模块采用高频变换技术，模块内部通过高频变压器实现隔离；交流模块输出配有工频变压器，实现分束隔离功能。

（6）智能化，监控单元实时监测系统的运行参数及工作状态；具有故障定位、存储及报警功能；系统可单独或组网工作，监控单元具有数据通信功能，可通过监测系统实现远程监测。全中文界面，实时显示，操作方便；工作状态和运行参数实时检测；故障定位、故障告警、故障回叫；故障信息存储量大，带电插拔，维护方便；组网方式灵活，远程集中监测与管理。

（7）两路直供，系统提供特有的两路直供功能，确保系统在任何一路有电的情况下都可以正常输出。

（8）模块化，采用不同型号的电源模块组合成不同的电源屏系统，使系统配置更方便、维护更便捷；采用不同型号的采集板件，组成不同的采集系统，数据采集更灵活；根据现场的需求进行设计，一套电源屏系统便可以实现对多种不同设备的供电，系统紧凑、机柜数量少，占地少。带电热插拔，维护方便；自然冷却，长寿命设计；完善的保护和报警功能。

（9）维护性好，模块支持热插拔，实现不断电维护；实时故障监控、报警，及时定位故障。监控采集板件支持热插拔，实现不断电维护；监控单元可断电维护，不影响系统正常使用。两路输入切换控制电路可带电维护，不影响系统正常使用。

（10）组网方案，可单独组网；也可将UPS纳入系统集中监测组网。

3.3 智能电源屏应用展望

通过以上论述，智能电源屏做为一个科技更新的产品，通过近几年的实践检验，它胜任了铁路信号电源的工作，它能为信号电源提供保障。希望通过科技工作者的不断探索和创新，智能电源屏能够向智能化、简约化和集成化方向发展。为国家和社会节约资源，为信号电源提供有力保障。

[1]林瑜筠.铁路信号智能电源屏，2006

[2]林瑜筠.铁路信号电源，2006

[3]郭进.铁路信号基础，2010

[4]刘自忠.6502电气集中及计算机联锁系统，2000