铁路信号智能电源屏课件4.1
合集下载
智能信号电源屏培训_PPT课件
交流输入Ⅱ路 开关QF2
Ⅱ路直供开 关QF6
内Ⅱ路母线输入工 作开关QF24
内Ⅱ路母线输入 直供开关QF23
电源屏操作与使用
系统直供选择开关原理图 Ⅰ路直供 开关QF5
Ⅱ路直供 开关QF6
Ⅰ路输入 开关QF1
Ⅱ路输入 开关QF2
内Ⅰ路母线输入工 作开关QF3
内Ⅰ路母线输入直 供开关QF4
内Ⅰ路母线
电源屏系统输入控制原理
电源屏系统原理框图
单Y型切换
双外切换系统工作状态
1、Ⅰ路电正常时候（Ⅱ路电异常） KM1，3吸合，KM2，4释放,电源 屏由Ⅰ 路电供电。
2、 Ⅱ路电正常时候（Ⅰ路电异常） ,KM2，4吸合，KM1，3释放， 电源屏由Ⅱ路电供电。
3、Ⅰ，Ⅱ路都正常时候，通过控制板优先级别拨码选择。由以下供 电方式： KM1,3吸合，KM2,4释放，电源屏由Ⅰ路电供电。 KM2,4吸合，KM1,3释放，电源屏由Ⅱ路电供电。 KM1,4吸合，KM2,3释放，电源屏由Ⅰ、Ⅱ路电同时供电。 KM2,3吸合，KM1,4释放，电源屏由Ⅰ、Ⅱ路电同时供电。
电源屏系统单板
24V辅助电源 组件
电流采样板 配电监控板
电源屏1后视图
电源屏系统单板
24V辅助电源组件： 主要能：为监控系统提供24VDC工作电源，可提供三路
电源屏系统单板
配电监控板： 主要功能：对空开检测板、空开告警节点、C级和D级防 雷告警节点等提供的开关量，系统输入的电压电流等模
拟量进行处理，将信号送给监控单元
电源屏系统单板
电流采样板： 主要功能：实现对输入电源
的电流采样
目录
一 电源屏系统介绍及原理 二 电源屏单板介绍 三 智能电源模块 四 电源屏系统监控 五 电源屏操作与使用
铁路信号智能电源屏课件
便快捷。
04
铁路信号智能电源屏的 维护与保养
日常维护
01
02
03
每日检查
检查电源屏的外观是否完 好，无破损、变形，表面 清洁无灰尘、油污等。
运行状态监测
观察电源屏的工作指示灯 是否正常亮起，检查各路 输出电压是否稳定在正常 范围内。
异常情况处理
如发现电源屏出现异常声 音、气味或指示灯异常， 应立即停机检查，排除故 障。
控制单元的组成
包括微控制器、传感器、执行器等，用于监测电源状态、控制电源输出、实现故 障诊断和报警等功能。
03
铁路信号智能电源屏的 应用场景与优势
应用场景
城市轨道交通
为列车控制系统、信号 设备等提供稳定可靠的
电源。
高速铁路
为列车控制系统、安全 保障系统等关键设备提
供不间断电源。
铁路货运
铁路车站
为货运列车控制系统、 安全监测系统等提供稳
定的电源。
为车站信号设备、通信 设备等提供可靠的电源。
优势分析
01
02
03
04
高可靠性
采用智能控制和冗余设计，确 保电源的稳定性和可靠性。
节能环保
采用高效节能技术和绿色环保 材料，降低能耗和减少对环境
的影响。
智能化管理
通过智能监控和远程管理，实 现电源的实时监测和控制。
维护方便
采用模块化设计，方便快速更 换故障模块，降低维护成本。
案例三：某城市轨道交通的电源屏解决方案
总结词：节能环保
详细描述：某城市轨道交通为了响应国家节能减排的号召，采用了智能电源屏作为信号设备的供电解决方案。智能电源屏具 备节能环保的特点，能够有效地降低能源消耗和减少对环境的影响，为城市轨道交通的可持续发展做出了贡献。
04
铁路信号智能电源屏的 维护与保养
日常维护
01
02
03
每日检查
检查电源屏的外观是否完 好，无破损、变形，表面 清洁无灰尘、油污等。
运行状态监测
观察电源屏的工作指示灯 是否正常亮起，检查各路 输出电压是否稳定在正常 范围内。
异常情况处理
如发现电源屏出现异常声 音、气味或指示灯异常， 应立即停机检查，排除故 障。
控制单元的组成
包括微控制器、传感器、执行器等，用于监测电源状态、控制电源输出、实现故 障诊断和报警等功能。
03
铁路信号智能电源屏的 应用场景与优势
应用场景
城市轨道交通
为列车控制系统、信号 设备等提供稳定可靠的
电源。
高速铁路
为列车控制系统、安全 保障系统等关键设备提
供不间断电源。
铁路货运
铁路车站
为货运列车控制系统、 安全监测系统等提供稳
定的电源。
为车站信号设备、通信 设备等提供可靠的电源。
优势分析
01
02
03
04
高可靠性
采用智能控制和冗余设计，确 保电源的稳定性和可靠性。
节能环保
采用高效节能技术和绿色环保 材料，降低能耗和减少对环境
的影响。
智能化管理
通过智能监控和远程管理，实 现电源的实时监测和控制。
维护方便
采用模块化设计，方便快速更 换故障模块，降低维护成本。
案例三：某城市轨道交通的电源屏解决方案
总结词：节能环保
详细描述：某城市轨道交通为了响应国家节能减排的号召，采用了智能电源屏作为信号设备的供电解决方案。智能电源屏具 备节能环保的特点，能够有效地降低能源消耗和减少对环境的影响，为城市轨道交通的可持续发展做出了贡献。
铁路信号智能电源屏课件
信号显示：在控制中心显示信号状 态，如电压、电流、频率等
信号控制：根据信号状态进行控制， 如调整电压、电流、频率等
信号反馈：将控制结果反馈给控制 中心，实现闭环控制
电源屏的智能控制技术
智能控制技术： 通过计算机控制， 实现电源屏的自 动化运行
控制方式：采用 PLC（可编程逻 辑控制器）进行 控制
控制功能：包括 电源屏的启动、 停止、切换、故 障报警等
通信模块： 实现理
章节副标题
电源屏的工作原理
电源屏是铁路信号系统的 重要组成部分，负责为信 号设备提供稳定的电源。
电源屏的工作原理主要包 括输入、输出、控制和保 护四个部分。
输入部分负责接收来自电 网的电源，并进行稳压、 滤波等处理。
输出部分负责将处理后的 电源输出到信号设备，并 监测设备的工作状态。
铁路信号智能电源屏的维 护与保养
章节副标题
电源屏的日常维护保养
定期检查电源屏的运行状态，确保其正常 工作
定期清洁电源屏，保持其清洁和干燥
定期检查电源屏的接线，确保其连接牢固
定期检查电源屏的散热系统，确保其正常 工作
定期检查电源屏的报警系统，确保其正常 工作
定期检查电源屏的备用电源，确保其正常 工作
电源屏在铁路信号系统中的应用
提供稳定的电源供应，确保信号设 备的正常运行
监控电源设备的运行状态，及时发 现并处理故障
提高信号设备的可靠性和稳定性， 降低维护成本
适应各种恶劣环境，如高温、低温、 潮湿等
满足不同信号设备的供电需求，如 信号机、轨道电路等
提高信号系统的安全性和效率，确 保列车运行安全
智能电源屏的优势和应用前景
拓展到其他领域，如城市轨 道交通、高速铁路等
铁路信号电源之智能电源屏59页PPT
铁路信号电源之智能电源屏
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献生
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
铁路信号系统智能电源屏课件
整流器 绿色闪烁 市电正常，但整流器未工作 1 指示灯 红色常亮 整流器故障
灭
整流器不工作，市电异常
绿色常亮 负载电源由电池工作
电池指 绿色闪烁 电池放电终止预告警 2 示灯 红色常亮 电池异常或电池变换器异常
✓ 当某一型号的模块主备全部故障而
影响输出时：
1、如果有备份模块则可以直接更
型号 换；
完全
相同 2、如果没有备份模块，而机柜上
的两 有同一型号作为备份的其他模块正
个模
块
常，可以临时取下进行更换。
3、更换后地址码按原模块地址码
拨动即可。
✓ 模块的换步骤
① 断开模块输入空开；
② 用螺丝刀拧下模块前面板上方
模块通讯板或监控单 元通讯口故障，也可 能是通讯线没有插接 牢靠
先检查通讯线是否插 牢，如果是单个模块 通讯中断，更换单个 模块通讯CPU板，如 果是所有模块通讯中 断，更换监控单
故障分类
系统监控 类故障
故障现象
监控单元提示 ：“**输出断 ”或“**故障 ”，实际相应 部位没有故障 ，误告警
监控单元显示 值和实际值不 符合
✓ 项目6：重要板件检查 • 检测标准：切换控制板，配电监控板，2+1切换板，切换辅助电
源板，D级防雷板，24V辅助电源板指示LED灯指示正常。
✓ 项目7：电池维护 • 检测标准：测量电池组正负极电压等于单体浮充电压×电池单
体个数。检查电池壳、盖有无漏液、鼓涨及损伤。检查无灰尘
污渍。检查机柜、架子、连接线、端子等处无生锈。检查螺栓
UPS输出
UPS操作控制显示面板：
模拟电路图
6
3
STATUS
1
4
城市轨道交通信号及通信电源系统维护 4.1 信号智能电源屏认知
• ①网络化：通过多种形式的组网方式，进行远程遥测和集中监测，实现整条线路信号的实时监 控，可极大地提高电源屏的巡检效率。
• ②智能化：采用智能监控技术，可实时监测电源屏系统的工作状态，进行数据实时监测、故障 报警、记录和定位，便于维修查询，缩短了故障判断时间。
• ③模块化：依据铁路信号的特点，电源屏实行模块化设计，达到系统的免维修，少维护以及维 修更换方便的目的。
输出防雷
知识点4 智能电源屏的分类
根据采用系统技术的不同，可分为以下四种类型：
• （1）第一类，采用工频数字电压补偿型交流稳压电源或参数式稳压变压器、工频硅整流直流电源、工频 50Hz铁磁分频器25Hz电源，配备各种形式的工业控制计算机或单板计算机的智能数字型监测辅助功能。可 根据用户要求和现有信号设备对电源技术指标的要求，电源系统组成方式：交流集中稳压+工频交流隔离+ 工频直流整流（全工频方式）。
城市轨道交通 信号及通信电源系统维护
项目4 信号智能电源屏维护
项目4 任务1 信号智能电源屏认知
4
任务1 信号智能电源屏认知
知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 知识点5
智能电源屏的功能 智能电源屏的组成 智能电源屏的关键技术 智能电源屏的分类 智能电源屏的特点
项目4 任务1 信号智能电源屏认知
输 出 配 电
RS485 / RS232 后台计算监控
道岔标示220V5A 稳压备用220V5A 信号点灯220V5A 25HZ局部电源800VA 25HZ轨道电源1200VA 电动转辙机220V16A 继电器电源24V20A 半自动闭塞60V2A 交流转辙机380V15A 区间电源24V80A 交流转辙机380V15A
THANK YOU！
• ②智能化：采用智能监控技术，可实时监测电源屏系统的工作状态，进行数据实时监测、故障 报警、记录和定位，便于维修查询，缩短了故障判断时间。
• ③模块化：依据铁路信号的特点，电源屏实行模块化设计，达到系统的免维修，少维护以及维 修更换方便的目的。
输出防雷
知识点4 智能电源屏的分类
根据采用系统技术的不同，可分为以下四种类型：
• （1）第一类，采用工频数字电压补偿型交流稳压电源或参数式稳压变压器、工频硅整流直流电源、工频 50Hz铁磁分频器25Hz电源，配备各种形式的工业控制计算机或单板计算机的智能数字型监测辅助功能。可 根据用户要求和现有信号设备对电源技术指标的要求，电源系统组成方式：交流集中稳压+工频交流隔离+ 工频直流整流（全工频方式）。
城市轨道交通 信号及通信电源系统维护
项目4 信号智能电源屏维护
项目4 任务1 信号智能电源屏认知
4
任务1 信号智能电源屏认知
知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 知识点5
智能电源屏的功能 智能电源屏的组成 智能电源屏的关键技术 智能电源屏的分类 智能电源屏的特点
项目4 任务1 信号智能电源屏认知
输 出 配 电
RS485 / RS232 后台计算监控
道岔标示220V5A 稳压备用220V5A 信号点灯220V5A 25HZ局部电源800VA 25HZ轨道电源1200VA 电动转辙机220V16A 继电器电源24V20A 半自动闭塞60V2A 交流转辙机380V15A 区间电源24V80A 交流转辙机380V15A
THANK YOU！
信号智能电源屏
• 分为不间断工作制、短时工作制、周期工 作制。如继电器电源、信号机点灯电源、 轨道电路电源、道岔表示电源、计算机联 锁电源、微机监测电源等为不间断工作制 ；电动转辙机电源等为短时工作制；闪光 电源等为周期工作制。
• 保护功能
功能概述
• 设置完善的过压、欠压、过载、短路、防 雷、接地保护，当车站装有三相交流电动 转辙机时，三相交流输出电源供电必须设 置相序检测装置，在三相断相或错相时能 发出报警信号。
准通信接口(注：标准通信接口RS-485在1#屏中
，也可提供以蜂报太鸣警 网通讯方式)上传上位机或微机
触 监测系统，支报灯警持切历除史开数据查询。当输入停电时
摸 屏
，监测系统由关 UPS供电，能维持正常采集、监
电源开关
测工触摸屏作大于10分钟。
铁路信号电源屏
直流高频模 主要模块工作原理
块
• 直流电源模块输入电源经过AC-DC-DC变
铁路信号电源屏
• 请按图纸正确接入开两机路程输入序电源、输出电
源线、屏间连线及电源屏与UPS连线。 • 使用前先确认1#屏内输入配电单元中Ⅰ路
电源旁路直供开关1PK和Ⅱ路电源旁路直 供开关2PK处于断开位置，严禁同时闭合 两路电源的直供开关，否则容易造成停电 事故； • 闭合1#屏中Ⅰ路电源输入开关，则输入模
铁路信号电源屏
开机程序
铁路信号电源屏
• 一般情况下系现统电场源电设气备现连场接的电气连接
包括三部分：交流外电网引入配线、电源 屏屏间配线、电源屏与室内外设备配线。 • a. 交流外电网引入配线 • 引入电网形式有两种： • 1.三相AC380V电源（一般大站电源屏系统 （电源屏容量≥15kVA）输入电源为两路 三相AC380V电源） 8根线。
信号智能电源屏课件
PPT学习交流
3
• 铁路防信雷号电系源统屏结构
电源屏中的防雷按照LZP2区设置
输入防雷
PPT学习交流
输出防雷
4
• 铁路防信雷号电系源统屏结构
防雷单元
输出防雷
PPT学习交流
输入防雷
5
• 铁路防信雷号电系源统屏结构
电源防雷箱
PPT学习交流
6
电铁路信源号电屏源屏的结构整体结构
输入配电单元 顶层端子 模块单元 模块单元
PPT学习交流
19
监铁路信测号电采源屏集系统工作原理
• 监测采集系统由监测模块、采集单元、 传感器组成
PPT学习交流
20
监铁路信测号电采源屏集系统工作原理
• 监测采集系统采集的电源屏数据信息
• 模拟量
• 两路外电网输入电源电压、电流、频率、 相位；
• 各束输出回路电压、电流；
• 25Hz轨道、局部频率、相位差；（中继站 没有25Hz电源）
输出配电单元
防雷
PPT学习交流
7
电铁路信源号电屏源屏的结构整体结构
内部元件
输入断路器
回路指示灯
输出断路器
电压传感器
采集板
PPT学习交流
电流传感器
输出端子
8
电铁路信源号电屏源屏的现场安装使用
• 电源屏安装到现场的信号机械 室或单独的电源室中
• 由前级电源防雷箱引入两路输 入电源
• 电源屏输出接室内外负载设备
• 开关量
• 电源屏各模块状态
• 输入防雷单元开关状态
• UPS维修旁路开关状态
• 接收UPS上传数据
PPT学习交流
21
监控原理 铁路信号电源屏
铁路信智能电源屏课件
34
铁路信号对电源屏的基本要求－安全性
容差设计－安全性保证（6） • 容差设计，产品设计时充分考虑温度和使用环境变化对系
统的影响，充分考虑零件、元器件的制造容差和温漂的影 响，对参数影响大的元器件选用低允差和高稳定的器件， 通过合理的容差设计提高产品的可生产性和环境适应性。 • 耐环境设计，电磁环境的抗干扰性，充分考虑到电网的复 杂性，提高产品的耐电磁环境干扰，在设计中合理地利用 屏蔽、接地、瞬态保护等设计方法，提高抗干扰能力。
9
铁路信号对电源屏的基本要求
－可靠性
浴盆曲线
• 通过大量的数据统计和失效机理建模分析，器件失效呈现以 下特征：
入（t）
使用寿命
早期失效期
偶然失效期生产阶段来自现场运行Q：早期失效的原因？
10
耗损失效期 t
铁路信号对电源屏的基本要求 －可靠性
概念
元器件选用 产品需求分析 产品规格书确定
开发 测试
单元测试 可靠性设计 器件失效分析
专业的技术服务―稳定性保证（4） • 提供电话咨询、电话技术指导、投诉受理、远程支
持、现场支持及现场培训、硬件支持（包括硬件维 修和硬件更换）等。 • 定期巡检通过电话、网络、现场支持等多种方式每 月对线上使用的设备定期巡检，防患与未然，保证 设备的可靠运行。 • 设备安装提供现场培训服务。
24
三、安全性：
培训内容
第一章 概述 第一节 电源屏的作用及应用环境 第二节 铁路信号对电源屏的基本要求 第三节 系统特点
1
第二节 铁路信号对电源屏的要求 一、可靠性 二、稳定性 三、安全性
Q3：铁路信号对电源屏的要求是什么？
2
铁路信号对电源屏的基本要求
为了保证信号设备的供电安全，信号电源设备应考虑 以下几个方面： （1）电源屏输出的信号设备专用交、直流电源都要对 地绝缘，以免发生接地故障时造成电路错误动作。 （2）要考虑到电源屏输出负载类型，尤其是感性负载、 容性负载、整流性负载的冲击；阻性负载的满功率工 作； （3）信号设备的电源种类和电压类型等级较多，必须 分路供电，相互隔离，降低干扰，力求发生故障时缩 小故障范围，避免故障扩大化；
铁路信号对电源屏的基本要求－安全性
容差设计－安全性保证（6） • 容差设计，产品设计时充分考虑温度和使用环境变化对系
统的影响，充分考虑零件、元器件的制造容差和温漂的影 响，对参数影响大的元器件选用低允差和高稳定的器件， 通过合理的容差设计提高产品的可生产性和环境适应性。 • 耐环境设计，电磁环境的抗干扰性，充分考虑到电网的复 杂性，提高产品的耐电磁环境干扰，在设计中合理地利用 屏蔽、接地、瞬态保护等设计方法，提高抗干扰能力。
9
铁路信号对电源屏的基本要求
－可靠性
浴盆曲线
• 通过大量的数据统计和失效机理建模分析，器件失效呈现以 下特征：
入（t）
使用寿命
早期失效期
偶然失效期生产阶段来自现场运行Q：早期失效的原因？
10
耗损失效期 t
铁路信号对电源屏的基本要求 －可靠性
概念
元器件选用 产品需求分析 产品规格书确定
开发 测试
单元测试 可靠性设计 器件失效分析
专业的技术服务―稳定性保证（4） • 提供电话咨询、电话技术指导、投诉受理、远程支
持、现场支持及现场培训、硬件支持（包括硬件维 修和硬件更换）等。 • 定期巡检通过电话、网络、现场支持等多种方式每 月对线上使用的设备定期巡检，防患与未然，保证 设备的可靠运行。 • 设备安装提供现场培训服务。
24
三、安全性：
培训内容
第一章 概述 第一节 电源屏的作用及应用环境 第二节 铁路信号对电源屏的基本要求 第三节 系统特点
1
第二节 铁路信号对电源屏的要求 一、可靠性 二、稳定性 三、安全性
Q3：铁路信号对电源屏的要求是什么？
2
铁路信号对电源屏的基本要求
为了保证信号设备的供电安全，信号电源设备应考虑 以下几个方面： （1）电源屏输出的信号设备专用交、直流电源都要对 地绝缘，以免发生接地故障时造成电路错误动作。 （2）要考虑到电源屏输出负载类型，尤其是感性负载、 容性负载、整流性负载的冲击；阻性负载的满功率工 作； （3）信号设备的电源种类和电压类型等级较多，必须 分路供电，相互隔离，降低干扰，力求发生故障时缩 小故障范围，避免故障扩大化；
铁路信号智能电源屏课件1
• 电源屏污染等级：3级;即有导电性污染，或 由于凝露使干燥的非导电性污染变为导电性 的（GB/T 14048.1中6.1.3.2）
13
案例3：高度对电源屏的影响
• 某电子产品质量一直比较稳定，后销售到青藏高原某地， 连续出现某器件损坏；经查，该产品生产工艺、器件型号、 调试工艺等均未改变，外电网、负载均正常；查技术规格 书，该产品按照2000m以下高度设计，安规及散热未留有 足够余量；
• 如25Hz相敏轨道电源，在两路输入电源转换过程中由于瞬 间停电，造成轨道继电器及其复示继电器落下，致使控制 台红光带或关闭已开放的信号机。
• 继电器电源若出现瞬间停电，会使照查继电器落下，来电 不能自动恢复，使得信号机关闭。
• 站内轨道电路电码化、自动闭塞、站内与区间结合电路等 在电源转换时。造成设备复位，将使站内和区间信号机关 闭
25
智能电源屏特点
防雷系统： 铁路信号智能电源输入采用完善的三级防雷系统，同时 考虑信号设备复杂的工作环境，在系统的每路输出也设 有一级输出防雷，保证系统在恶劣的环境下可靠工作。 铁道部运基信号[2005]458号文中规定：在电源屏的输入 端和向室外信号设备供电的输出端设置不小于20KA的冲 击通流容量防雷器件。 系统输入级可承受8/20μs电流冲击波20kA，20次； 8/20μs电流冲击波40kA，1次。 系统的输出防雷装置可承受8/20μS电流冲击波5kA，10 次。
9
案例1：温度对电源屏的影响
• 北方某车站电源屏，在11月份时进行开通前的现场调试， 第一天试验时，工作一切正常，温度2℃，湿度20％；关 机休息；第二天一早上电，发现模块无法启动；查外电网、 信号设备、电源屏配电未发现问题，温度－10℃，湿度30 ％，将电源屏上的模块抽出来放在周边温度为15℃的环境 中恢复30min后，再上电，系统能启动正常工作；
13
案例3：高度对电源屏的影响
• 某电子产品质量一直比较稳定，后销售到青藏高原某地， 连续出现某器件损坏；经查，该产品生产工艺、器件型号、 调试工艺等均未改变，外电网、负载均正常；查技术规格 书，该产品按照2000m以下高度设计，安规及散热未留有 足够余量；
• 如25Hz相敏轨道电源，在两路输入电源转换过程中由于瞬 间停电，造成轨道继电器及其复示继电器落下，致使控制 台红光带或关闭已开放的信号机。
• 继电器电源若出现瞬间停电，会使照查继电器落下，来电 不能自动恢复，使得信号机关闭。
• 站内轨道电路电码化、自动闭塞、站内与区间结合电路等 在电源转换时。造成设备复位，将使站内和区间信号机关 闭
25
智能电源屏特点
防雷系统： 铁路信号智能电源输入采用完善的三级防雷系统，同时 考虑信号设备复杂的工作环境，在系统的每路输出也设 有一级输出防雷，保证系统在恶劣的环境下可靠工作。 铁道部运基信号[2005]458号文中规定：在电源屏的输入 端和向室外信号设备供电的输出端设置不小于20KA的冲 击通流容量防雷器件。 系统输入级可承受8/20μs电流冲击波20kA，20次； 8/20μs电流冲击波40kA，1次。 系统的输出防雷装置可承受8/20μS电流冲击波5kA，10 次。
9
案例1：温度对电源屏的影响
• 北方某车站电源屏，在11月份时进行开通前的现场调试， 第一天试验时，工作一切正常，温度2℃，湿度20％；关 机休息；第二天一早上电，发现模块无法启动；查外电网、 信号设备、电源屏配电未发现问题，温度－10℃，湿度30 ％，将电源屏上的模块抽出来放在周边温度为15℃的环境 中恢复30min后，再上电，系统能启动正常工作；
铁路信号电源之智能电源屏
5）供电结构设计：信号设备的电源种类和电压类型等级较多，通过分路供电设计，相互隔离， 降低干扰，在发生故障时缩小故障范围，避免故障扩大化。
1.1铁路信号电源系统设备组成
。
电源屏
蓄电池 UPS
1.1铁路信号电源系统设备组成
1.2铁路信号电源的三大基本要求
三大基本要求是：可靠、稳定和安全。
一、要求电源可靠 外网供给的电源，使用第一类电源（能取得两路可靠 的独立电源， 其中一路为专盘专线）。 信号设备列为一级电力负荷用户，铁路信号电源系统 要求有两路独立的交流输入电源供电。 二、要求电源稳定 必须满足信号设备供电电压的允许波动范围及交流电 源的频率波动范围。 三相交流供电时各相负载应力求 平衡，以提高供电效率和设备利用率， 减小电压波形 的畸变。 三、 要求电源安全 具备对地绝缘、分路隔离供电、设置防雷系统、设置 过压、过流保护系统
输入输出
输入由前级电源防雷箱引入 两路输入电源，电源屏输出 接室内外负载的信号设备。
性能 要求
悬浮供电及隔离供电
交、直流输出电源采用对地绝缘的 悬浮供电；各种输出电源采取隔离 供电的方式。
设备使用
电源屏一般安装在信号机械室或单独 的电源室中，设备上道后，使用年限 15年（一个大修期） ，电源屏不间 断工作，除故障处理外，一般不断电。
高铁时代 智能屏
普铁智能电源屏
客专电源屏
第二部分
智能电源屏特点及 主要功能
2.1铁路信号智能电源屏特点
铁路信号智能电源屏是采用模块化电力电子技术, 具有实时监测、报警、记录以 及故障定位功能的供电设备。随着电力电子和控制技术的发展，智能电源屏逐步向 智能化、网络化、模块化方向发展，具备了如下功能特点：
冗余
1.1铁路信号电源系统设备组成
。
电源屏
蓄电池 UPS
1.1铁路信号电源系统设备组成
1.2铁路信号电源的三大基本要求
三大基本要求是：可靠、稳定和安全。
一、要求电源可靠 外网供给的电源，使用第一类电源（能取得两路可靠 的独立电源， 其中一路为专盘专线）。 信号设备列为一级电力负荷用户，铁路信号电源系统 要求有两路独立的交流输入电源供电。 二、要求电源稳定 必须满足信号设备供电电压的允许波动范围及交流电 源的频率波动范围。 三相交流供电时各相负载应力求 平衡，以提高供电效率和设备利用率， 减小电压波形 的畸变。 三、 要求电源安全 具备对地绝缘、分路隔离供电、设置防雷系统、设置 过压、过流保护系统
输入输出
输入由前级电源防雷箱引入 两路输入电源，电源屏输出 接室内外负载的信号设备。
性能 要求
悬浮供电及隔离供电
交、直流输出电源采用对地绝缘的 悬浮供电；各种输出电源采取隔离 供电的方式。
设备使用
电源屏一般安装在信号机械室或单独 的电源室中，设备上道后，使用年限 15年（一个大修期） ，电源屏不间 断工作，除故障处理外，一般不断电。
高铁时代 智能屏
普铁智能电源屏
客专电源屏
第二部分
智能电源屏特点及 主要功能
2.1铁路信号智能电源屏特点
铁路信号智能电源屏是采用模块化电力电子技术, 具有实时监测、报警、记录以 及故障定位功能的供电设备。随着电力电子和控制技术的发展，智能电源屏逐步向 智能化、网络化、模块化方向发展，具备了如下功能特点：
冗余
铁路信号智能电源屏课件5
多级防护原则
多级防护的原则是基于防雷区的划分原则而定的 从0级保护区到最内层保护区，必须实行分级保护。 对于电源系统，可将其分为1～IV级保护，从而将 过电压降到设备能承受的水平。
定义防雷区（ lpz ）（摘自的IEC 62305-4 ）
区域 LPZ 0A LPZ 0B LPZ 1
LPZ 2
描述
雷电对设备产生危害的根源是雷电电磁脉冲。 雷电电磁脉冲包括两个方面，雷电流和雷电电磁场。雷电流是产生直 击雷过电压的根源，而雷电电磁场则是产生感应雷过电压的根源。对 设备而言，雷电过电压的来源主要有以下几种：
1、感应过电压： 感应过电压是指雷击建筑物或其近区时，瞬态空
间电磁场造成设备的损坏。感应过电压包括电磁感应 和静电感应两个分量。静电感应过电压是由电容性耦 合产生的。而电磁感应过电压则是由电感性耦合产生 的。对于建筑物内的各种金属环路或电子设备而言， 电磁感应分量大于静电感应分量
瞬时过电压的分类
分类
产生原因
雷击
直接雷 感应雷
雷击直接电殛电源或信号线
静电感应 电磁感应
相线与地短路引起的过电压
浪 涌 电 线路浪涌 压
故障浪涌
一相开路引起的过电压
其它原因 无负载时开关
切断电流
系统开关过电压
容性或感性负载开关
整流 其它原因
电磁感应
EMI/RFI*
使用电吹风，无绳电话等
静电感应
人体静电，摩擦静电等
设备保护的作用主要是指经过适当的保护后，设 备免于受到雷击的损坏。
系统防护的原则
3、设备的防雷包括外部防雷和内部防雷两个部分，它们是 一个有机的整体。
外部防雷主要是指防直击雷，它是由接闪器、引下线和 接地装置组成。
铁路信号智能电源屏课件4.1
4
供电原理
IN220VA
C
OUT220VA C
IN220VA C
OUT24VD
C
5
稳压原理
第二代产品： 自上世纪80年代开始，一些先进的铁路信号设 备开始陆续投入使用，第二代信号电源屏开始采用 自动补偿稳压器（机械调压型稳压、感应调压器式 稳压器）、铁磁谐振稳压（磁饱和稳压器、恒压变 压器、参数稳压器）来满足信号设备的要求； 特点： 1、稳压精度较高 2、响应速度较慢
2
额定电流
16A
1.1Ie
3
开机输出电压上升时间
3～8秒
4
纹波系数
≤0.1%
5
稳压精度
≤±0.5%
6
均流系数
42
电源模块介绍—常见模块
交流220V 模块 直流模块
直流24V模块 25HZ模块 直流24V 模块
交流380V 模块
43
直流220V 模块
开关电源稳压特点
44
模块特点（1）
• 全电子化设备 • 体积小、重量轻、无噪声。效率高、空载电流小、备 用模块耗电小。系统输入电源切换时，输出不间断。输出 电源精度高，模块动态相应快。 • 超宽的工作电压范围 • 电源屏系统可以工作在220V±25％的电压范围内，模块工 作在220V ±30％的电压范围内，远远大于铁标的规定电 压范围－20％到＋15％之间。实际电源屏的过欠压点可以 根据用户的需要进行设置。
其他用电设备
26
开关电源稳压原理图
关键技术－－有源功率因数校正电路PFC
PFC电路原理
410VD C
310VD C
27
开关电源稳压
关键技术－－有源功率因数校正电路PFC
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
其他用电设备
26
开关电源稳压原理图
关键技术－－有源功率因数校正电路PFC
PFC电路原理
410VD C
310VD C
27
开关电源稳压
关键技术－－有源功率因数校正电路PFC
电流尖峰产生的原因
• • 能量的传递过程只发生在交流电压波形的峰值点附近 交流电流波形含有高次谐波
28
开关电源稳压
关键技术－－有源功率因数校正电路PFC
模块CPU通讯板
模块主板
模 块 空 机 箱
滤 波 板
模块控制板
34
PFC板
电源模块组成介绍
模块主板主要功能：
1、输入电源的全桥 整流（AC/DC) 2、直流逆变 （DC/AC） 3、输出滤波
模块主板
35
电源模块组成介绍
模块控制板主要功能：
检测模块主板的电压、 电流及外部同步时钟信 号，迅速作出判断，对 模块主板进行电压调整， 保证模块的输出
10
三相调压器原理图
单相调压器原理图
11
二、铁磁谐振稳压
12
铁磁谐振稳压
磁饱和稳压器、参数式稳压器、恒压稳压器等都采取 铁磁谐振式进行稳压，它是利用电磁原理进行稳压的 一种方式。即由非线性电感与电容组成串连或并联电 路，通过改变外加电压使得电路达到谐振，一旦电路 谐振后，线圈的铁芯就处于深度饱和状态，对外电压 的变化十分“迟钝”，可利用这种特性进行稳压。这 种谐振称为铁磁谐振。
• 交流模块主备工作，切换间断时间小于150ms • 自然冷却，长寿命无尘设计 • 内置监控板，工作状态实时监测 • EMC技术
25
开关电源稳压
关键技术－－有源功率因数校正电路PFC
污染电网的谐波的产生与危害
U t
10kV
电力 变压器
电力变压器 损耗增加
开关电源 （无功率因数校正）
交流电质量很差 影响用电设备的 正常运行
2
额定电输出电压上升时间
3～8秒
4
纹波系数
≤0.1%
5
稳压精度
≤±0.5%
6
均流系数
42
电源模块介绍—常见模块
交流220V 模块 直流模块
直流24V模块 25HZ模块 直流24V 模块
交流380V 模块
43
直流220V 模块
开关电源稳压特点
44
模块特点（1）
• 全电子化设备 • 体积小、重量轻、无噪声。效率高、空载电流小、备 用模块耗电小。系统输入电源切换时，输出不间断。输出 电源精度高，模块动态相应快。 • 超宽的工作电压范围 • 电源屏系统可以工作在220V±25％的电压范围内，模块工 作在220V ±30％的电压范围内，远远大于铁标的规定电 压范围－20％到＋15％之间。实际电源屏的过欠压点可以 根据用户的需要进行设置。
7
稳压原理
输入电源通过切换后，将作为模块的输入电源，通过模块净化 后，直接给负载供电。 模块配电难点在于模块间的切换。铁标要求主备模块切换时间 不大于150ms 模块输出配电有直接供电、直流均流输出和交流热备输出等类 型。 智能电源模块一般都具有稳压功能。根据原理的不同，稳压方 式主要有如下四种方式：自动补偿稳压器（机械调压型稳压、 感应调压器式稳压器）、铁磁谐振稳压（磁饱和稳压器、恒压 变压器、参数稳压器）、微电子补偿式（无触点自动补偿稳压 器）稳压及开关电源稳压（PFC）。
压的目的。锯齿波发生器提供恒定的时钟频率信号，利用误差放大器和PWM比较器形成
闭环调压系统。
31
电源模块组成介绍—以某模块为例
主板
控制板 模块电路板 PFC板 滤波板 模块机箱 模块散热器 模块组成结构图
32
模 块 组 成
通讯CPU板
电源模块组成介绍
模 块 散 热 片
模 块 空 机 箱
33
电源模块组成介绍
45
模块特点（2）
• 过欠压保护 • 系统内部监控模块可以设置输入电源过欠压告警点，当输 入电压超过设置点时，系统会给出声光报警，此时系统仍 然正常工作，如果电压进一步升高或降低达到过欠压点时， 系统会自动将该路电源切掉，转接到另一路电源工作。当 该路电源电压恢复正常后，系统不能自动切换回来。其中 过压点为峰值检测、欠压点为有效值检测，同时在过欠压 点均设置有回差以确保在该点附近系统工作的稳定性。
模 块 板 CPU
39
25Hz模块抗扰说明
系统对机车牵引电流的抗干扰说明： 提供轨道电源与局部电源的电源模块其输出频率与相位是由模 块内部保证的，由晶体振荡器分频保证频率，由软件实现相位 超前90度，其电路拓扑形式决定其稳定性仅受到模块内部辅 助电源电压的影响，而辅助电源是由开关电源实现，不受牵引 电流影响。
PFC电路是个典型的升压变换器
D2 1 L2 DSEI 30-06A 2 410VDC
C5 1 1U630V
2
C6 Q1 + 470U450V
IXFK36N60
3
U=LdI/dT U:电感电压 Di:电感电流的增量 dT:电感电流的增量所对应的时间
29
开关电源稳压
原理介绍
开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制 开关元件的占空比来调整输出电压。
13
铁磁谐振稳压－特点
1．稳定电压范围宽—即使电网电压变化达±30%时，恒压器 的输出电压变化不大于±2~3%；能适应供电条件极差的地 区使用，保证设备的安全运行； ２．输出的短路保护—在输出端出现超载或短路时，输出端 电压会自动急剧下降，当输出短路时,输出电压会降至近 似"0"，当短路消除，电压又会自动恢复正常，能起到保 护设备的作用，免除因线路或设备短路时造成的严重损坏； ３．抗干扰能力强—有超强的抗电网尖峰、浪涌的能力，甚 至于一般的边缘雷击都能承受。尖峰、浪涌和经输电线传 入的雷电干扰约几千伏，恒压器有能力将其滤去，不让干 扰的高电压传至输出端，从而保护设备免遭损坏； 4、噪音大、损耗大、温升高、谐振电容需要频繁更换等
40
开关电源模块输入特性技术指标
序号 1
项目 输入电压
指
标
铁标 －20％～＋15％
－20％～＋15％ －20％～＋20％ －30％～＋30％ 50±5Hz
2
输入交流频率
50±1Hz ≥ 0.95
3
功率因数
≥ 0.99
4
41
某开关电源模块输出特性技术指标
序号 1
项
目
指
标
铁标 1％
额定电压
220VDC
4
供电原理
IN220VA
C
OUT220VA C
IN220VA C
OUT24VD
C
5
稳压原理
第二代产品： 自上世纪80年代开始，一些先进的铁路信号设 备开始陆续投入使用，第二代信号电源屏开始采用 自动补偿稳压器（机械调压型稳压、感应调压器式 稳压器）、铁磁谐振稳压（磁饱和稳压器、恒压变 压器、参数稳压器）来满足信号设备的要求； 特点： 1、稳压精度较高 2、响应速度较慢
46
模块特点（3）
• 缺相保护 • 系统内部有电压检测电路，当输入电源缺相时，能自动报 警并切换到另一路。也可以自动恢复。 • 相序 没有相序要求，相序可以随意互换。 • 接地 要求零线、保护地线、防雷地线分开，接地电阻值小于10 欧姆，
Q：PFC、PWM的含义是什么？
23
开关电源稳压原理图
+
PFC主电路
*
交流输入
~
EMI滤波
-
直流输出
+
高频整流
DC/DC主电路 PFC驱动 PWM驱动
输出滤波
全桥整流
过压、过流保护
PFC控制
PWM控制
均流控制
检测放大
• 采用PFC技术，功率因数大于0.99 • 具有短路回缩特性，可以长时间短路 • 采用低差自主均流技术，均流性能好 • 自然冷却，长寿命无尘设计 • 内置监控板，工作状态实时监测 • EMC技术
3
稳压原理
信号电源屏目前从技术上来分来已经发展到第三代产品： 第一代产品： 信号电源屏最早在我国铁路上出现是在上世纪60年代。 传统的第一代电源屏一般都采用工频变压器加相控整流器 来完成电气隔离和电压变换任务。 特点： 1、系统大而笨重，效率和功率因数很低。 2、简单实用，能够满足当时的设备供电要求； 3、技术指标低
8
一、机械调压型稳压
9
机械调压型稳压
机械调压型稳压、感应调压器稳压、自动补偿稳压器 机械调压型稳压方式在我国铁路信号市场占据了较长时间，其 稳压方案主要是以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的绕组滑动 面上移动，以改变Vo对Vi的比值，以实现输出电压的调整和稳 定。 它的优点是结构简单，造价低，输出波形与输入波形一致。 缺点是碳刷移动接点易产生电火花，造成电刷损坏以致烧毁而 失效；电压调整速度慢，故障率高。此方案已逐步淡出市场。 改进方法： 1、将滑动摩擦改为滚动摩擦； 2、增加滑动接触点的接触面 3、无触点化
24
模块监控 RS485 监控模块
开关电源稳压原理图
+
PFC主电路
*
交流输入
~
EMI滤波
-
交流输出
+
全桥整流
DC/AC主电路
输出滤波 过压、过流保护
PFC驱动
PWM驱动
PFC控制
PWM控制
检测放大
• 采用PFC技术，功率因数大于0.99
模块监控 RS485 监控模块
• 具有短路回缩特性，可以长时间短路
30
开关电源稳压原理图