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

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智能电源屏的关键技术
• 两路输入切换技术 • ⑴输入电源的供电方式及转换 • 信号电源屏输入电源有2种供电方式,即一主一备供电方式和两路
同时供电方式。
知识点3 智能电源屏的关键技术
1、H型切换原理
“H”型切换原理如图： QF2～QF3为断路器，KM1～KM4为交流接触器，KM1、KM2和KM3、KM4分别具有电气和机械互锁特性，
• （3）输出单元：实现将各种经过稳定的输出电压进行分配、保护、监督，输出 电源的浪涌抑制、雷电防护等。
• （4）智能监测单元：包括系统运行中的各种参数的实时采集、变换、处理、通 信等，实现系统各种参数的监测、故障定位、报警、故障信息统计、储存等， 同时可实现向微机监测提供电源运行参数的接口。
知识点3 智能电源屏的关键技术
知识链接 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，给轨道交通信号负载提供稳定干净的 电源。
知识点1 智能电源屏的功能
信号电源屏共有以下两种功能： ①基本供电功能：根据不同的联锁站场、联锁方式、轨道电路制式和自 动闭塞方式，选配不同的频率、容量、电压种类的交、直流电源单元， 组合成各种车站电气集中联锁信号电源屏、驼峰编组站电源屏、区间闭 塞电源屏、25Hz轨道电源屏等，或综合型信号电源屏，完成向各种信号 设备供电的基本功能。
接触器的切换构成“H”型切换方式。 正常供电的情况下，上图中的KM1和KM3吸合，KM2和KM4断开，两路输入分别给互为主备的一组模块供电；
在第一路输入不正常时，KM1断开，KM2吸合，KM3、KM4保持不动作，这样由第二路输入给两个模块供电； 相反的，在第二路输入不正常时KM3断开，KM4吸合，KM1、KM2保持不动作，这样由第一路输入给两个模块 供电。
Ⅰ路输入 220V/380V
L
QF2
Ⅱ路输入
L
QF3
220V/380V
KM1 KM2 KM4 KM3
模块 模块
输出
知识点3 智能电源屏的关键技术
1、H型切换原理
“H”型切换的特点： 1、可以确保输入切换时主备模块总有一个模块输入不间断供电。 2、两路互为主备，自动切换。 3、由于有优先级切换，当其中一路输入电源故障恢复时，会增加一次切换。
• 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。
知识点3 智能电源屏的关键技术 常见的PZG智能电源屏系统工作原理图
输
交流 1
入
配
交流 2
电
HXD- H HXD- H HXD-H HXD- H HXD-C HXD-C HXD-D1 HXD-D1 HXD-E HXD-E
HXD-G HXD-G HXD-D2 HXD-D2
监控模块
输入防雷
PSTN 远程监控
②智能辅助管理功能：应用计算机和通信、网络技术，对供电系统各个 环节、关键器件的运行参数、状态进行监测、管理、记录、通信、报警、 分析等。
知识点2 智能电源屏的组成
信号智能电源屏功能组成单元如下：
• （1）输入单元：两路输入电源的引入、转换，交流集中稳压、整流，输入电源 的浪涌抑制、雷电防护等。
• （2）模块单元：实现输出不同电压、容量、频率的交、直流电源，此部分有的 厂家采用工频稳压；有的采用高频电力电子技术的模块，同时也是模块化程度 最高、最容易实现的部分。
在切换系统故障时直供开关K1、K2可以实现第一路输入或第二路输入直供供电。
Ⅰ路输入 L 220V/380V
QF1
KM1
Ⅱ路输入 L 220V/380V
QF2 K1
KM2 K2
模块 模块
输出
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知识点3 智能电源屏的关键技术
2、Y型切换原理
“Y”型切换的特点 1、系统切换时，模块输入瞬间掉电。 2、两路互为主备，自动切换，但切换后需要手动恢复； 3、由于属于无主切换，不会引起反复切换的可能。
智能电源屏的关键技术
• 监测技术 • 用于对电源的工作状态和系统运行参数进行采集、处理、显示，
形成规范化的数据和告警信息，并提供与其他信息处理设备通 信接口的装置。 • 监控系统的主要功能：①能够实时监控电源系统的运行数据； ②实时监控电源系统的告警，并且做出反映；③通过声光告警 对系统故障做出提示；④对告警数据进行记录，为故障的排除 提供依据；⑤可以通过数据交换实现远程监控；⑥其他延伸功 能。
• （2）第二类，采用电力电子高频交流稳压电源、高频直流开关电源、高频电子25Hz电源，独立模块进行组 合成电源系统，配备单板计算机的智能数字型监测辅助功能。
• （3）第三类，采用工频交流稳压（参数稳压器）、整流后，构成直流母线；分回路经DC/DC变换成直流电 源，为各种直流信号设备供电；分回路经DC/AC逆变成各种交流电源，为各种交流信号设备供电，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。
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）。
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知识点3 智能电源屏的关键技术
智能电源屏的关键技术
• 稳压技术 • 根据原理的不同，稳压方式主要有①自动补偿稳压器
（机械调压型稳压、感应调压器式稳压器）；②铁磁 谐振稳压（磁饱和稳压器、恒压变压器、参数稳压 器）；③微电子补偿式（无触点自动补偿稳压器）稳 压；④开关电源稳压（PFC）。
知识点3 智能电源屏的关键技术
• ④输入切换 ：两路交流输入可自动切换，切换时间小于150ms。确保当外电网波动时，电源屏 内部电源的相对稳定。
• ⑤“N＋M”热机备份：各电源模块采用“N＋M”方式热机备份，提高可靠性。 • ⑥热插拔：电源模块采用无损伤热插拔技术，在线更换时间小于3min，提高可维修性。 • ⑦高效率：整机效率大于85％，整流模块的效率大于90%。 • ⑧安全可靠：系统设计符合国际安全标准-EN60950。
• （4）第四类，高频化整流，构成直流母线；分回路经DC/DC变换成直流电源，为各种直流信号设备供电； 分回路经DC/AC逆变成各种交流电源，为各种交流信号设备供电，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。
知识点5 智能电源屏的特点
随着电力电子和控制技术的发展，信号智能电源屏逐步向智能化、网络化、模块化方向发展，具备了如下特点：
知识点3 智能电源屏的关键技术
智能电源屏的关键技术
•Fra Baidu bibliotek防雷技术
• 信号电源设备防雷措施应按照“系统防雷、分级防雷和概率防雷”的原则，在两 路交流电输入侧（信号电源屏前端）需要加上B级防雷；信号电源屏内输入防雷单 元采用C＋D级防雷器组合，输出防雷单元根据电源类型选取相应防雷器或采用输 入防雷板组件。
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
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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
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知识点3 智能电源屏的关键技术
2、Y型切换原理
“Y”型切换原理 QF1～QF2为断路器，KM1、KM2为交流接触器，KM1、KM2具有电气和机械互锁特性。 正常供电的情况下，KM1吸合，KM2断开，由第一路输入给后续模块供电。在第一路输入不正常时，
KM1断开，KM2吸合，由第二路输入给后续模块供电。在KM1、KM2切换的过程中，模块输入端由于交流接触 器的切换有短时间的断电，但因为电源模块在设计时采用了PFC技术，使得模块具有短时的记忆存储功能，保证 了模块的对外输出不间断。