地铁信号电源

第十二章信号电源系统

电源设备是任何一个系统、设备所不能缺少的，它的质量直接影响系统设备的工作状态和运行质量，地铁信号系统使用的电源尤其重要，是地铁运输安全运行的基本保障。地铁信号系统属于国家一级负荷供电，由两路不同的电源同时供电，并往往同时配有大型在线式UPS，以保证系统稳定运行。

第一节主要专业知识

一、信号电源系统功能

信号电源屏有两路独立的交流电源供电，选择其中一路向设备供电。两路电源之间有切换电路，具有自动和手动转换功能。当检测到当前供电的主电源欠压、过压、断相、缺相等故障时，设备可以自动将负载接入到另一路供电电源上，而且切换过程不会影响设备的供电。

提供多种需要的标准电源输出，如AC220V，DC60V，DC24V等。保证不间断地供电，并且不受外电网电压波动和负载变化的影响。智能电源屏的输出电源采用模块化，具有稳压滤波作用，输出电压更稳定，并具有自动检测功能，包括欠压、过压、断相、缺相等故障的检测。

信号电源屏具有较完善的保护功能，当电源或负载发生严重异常情况，能即时切断输出。并且具有防雷、防火、防触电等措施，从而提高了电源的安全性和可靠性。

电源屏具有实时输入输出电源的电压、电流等多种电气参数测量功能，并能直观显示出来。智能电源屏有良好的用户界面，能提供更多信息及能根据用户需求进行个性化设置。

当发生故障时电源屏能立即发出声光报警。智能电源屏具有更加完善的故障检测系统，能判断故障类别，并能存储多条报警信息。具有远程监控功能，可以对全线各个站点的电源设备进行集中组网监控，实时获取设备状态信息。

二、信号电源提供的电压输出

信号电源主要是提供以下两种的电压输出：

1. 24V、60V的直流电压的输出

2. 220V、380V交流电压的输出

三、信号电源组成

信号电源系统主要由以下部分组成：

电源模块：包括直流模块、25HZ交流模块、50HZ交流模块。

监控模块

直流屏配电：包括两路交流输入的自动切换控制、系统的输入防雷、配电监控板、监控转接板、交流电流采样板、直流输出配电部分。

交流屏配电：包括交流模块输入配电、交流输出配电

四、切换电路工作原理

切换电路可以用多种方式实现，在此以其中一种方式为例说明其切换原理，如下图：

图12-1 输入切换原理图

该切换电路由检测回路（包含输入交流电压采样板、切换逻辑控制板、切换驱动板）和动作回路（包含供电线路和四个输入交流接触器KM1-KM4）组成。

检测回路不间断地对交流I路和交流II路进行检测，首先由电压采样板完成输入电压采样，并把采样到的输入电压值送给切换逻辑控制板，切换逻辑控制板完成输入过压、欠压判断和切换逻辑的实现并产生切换控制信号，切换控制信号送到切换驱动板，由切换驱动板驱动相应输入交流接触器，交流接触器的动作如表12-1。

供电部门输入的两路电源均正常时，交流接触器KM1与KM3闭合，KM2与KM4断开，切换电路选交流I路输出，交流Ⅱ路作为备用。

当检测回路检测到交流I路电出现过压、欠压、断电等情况同时交流II路时供电正常时，交流接触器KM1与KM3断开，KM2与KM4闭合。切换电路选交流II路输出。

当检测到交流I路恢复正常后，切换电路会切换回交流I路供电。

表12-1 交流Ⅰ路、Ⅱ路供电状态与交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4对应状态表

切换电路支持人工手动切换功能。

无论何种供电方式，两路电源的切换时间（包括自动或手动）不大于0.15 s，以满足切换时不影响设备正常工作，也就是常说的无缝切换。

第二节设备告警信息及主要操作

一、信号电源系统的告警信息

信号电源系统的报警信息：包括灯显示报警、监控屏上的提示报警，同时伴有声音报警。

信号电源系统的报警信息一般分为以下几类：

1.配电监控报警：包括系统电源输入故障、UPS输出故障、电源系统内部空开断、电源系统的防雷单元故障，及对应设备的电源输出断等。

2.UPS告警信息：包括逆变器故障、整流器故障、电池放电、电池电压偏低、电池温度超限、电池空开跳、负载不受保护、UPS过载、输入超限等

3.模块告警：包括模块通信中断、模块故障等。

日常维护中，我们可以通过监控中心（ATS的人机界面）、信号电源系统的后台集中报警界面、现场信号电源系统的监控单元界面等，实时监控电源系统的工作状态。

二、故障模块、电源熔断器的更换：

（一）故障模块的更换

在信号电源系统中，交流模块采用“1+1”或“N+1”热备份工作方式，而直流模块采用的是“N+1”自主均流并联工作方式。每个模块具有完善的保护（过压、欠压、过温、过流）功能，每个模块内的通用监控板采集模块的工作状态，在模块通过指示灯（模块前板）指示模块的工作状态：红灯表示故障、绿灯表示模块在正常工作状态、黄灯表示保护状态，并将模块的工作状态送给系统的监控模块。

在模块发生故障时，因其独特的“1+1”或“N+1”结构，故信号电源系统均支持模块的热插拔。

具体操作步骤如下：

1.拆卸模块

（1）断开模块的交流输入空开断开；

（2）取下模块前面板的固定螺钉；

（3）沿模块导轨方向轻轻拉出模块，并托住模块底部，取下模块；

（4）将模块放在平稳的台面上。

2.安装模块

（1）确保模块的交流输入空开断开；

（2）把模块放入导轨、缓慢推进机柜，使后端连接器可靠连接；

（3）固定模块的正面紧固螺钉（注意用力不要太大，螺丝不会松动即可）

（4）合上模块的输出空开。

3.注意事项

（1）在模块插入过程中，若感觉受阻时，不要使劲强行推入，应该检查模块是否正确

进入滑道，检查无误后才能继续将模块推入到位，以部分的模块更换后需重新调整其参数避免模块撞针和背板的损坏；

（2）部分模块更换后需重新调整其电流参数。

（二）电源熔断器的更换：

1.输出防雷保险的更换

（1）打开下插框前门；

（2）用手向外拉防雷保险拉手，拉开防雷保险盒；

（3）取出原有防雷保险；

（4）装入新的防雷保险；

（5）关闭防雷保险盒。

三、信号电源系统的开关机操作：

（一）电源系统的开机步骤

1.闭合低压配电盘上的1QF、2QF开关；