普通信号电源屏讲课
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铁路信号电源屏的发展（四个阶段）
60年代 自耦变压器式
70年代 感应调压器式
90年代 无触点补偿式
21世纪 智能电源屏
第一代产品： 上世纪60年代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； 第二代产品： 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）、微电子补偿式（无触点自动补偿稳压器）稳压来满足信号设备 的要求； 特点： 1、稳压精度较高 2、响应速度较慢 第三代产品： 90年代末，铁路开始大量使用国际上先进的信号设备产品，第三代电源屏铁路信号智能电 源屏开始采用高频逆变开关电源模块为信号设备提供供电电源； 铁路信号智能电源屏，是具有实时监测、报警、记录和故障定位功能的供电设备。为铁路、 城市轨道交通系统的信号设备提供稳定可靠的交、直流电源。
2. PJL-25型计算机联锁信号电源屏-铁通康达
采用三相正弦能量分配式交流净化稳压电源，与PZX原理基本相同， 可看作它的兄弟版，不同之处是稳压与直供开关不允许同时合上。 使用地点，佛山站，三眼桥站 1.如何不断电更换交流接触器？ 更换或检修交流接触器1XLC时，先硧认使用Ⅱ路电源，将旋纽1SA转 至“维修” 位，即可更换1XLC不影响Ⅱ路电源工作。更换2XLC方法同 上。 2. 如何测量交流表示灯电源对地电流 ? 答:测交流电源对地电流时,先将电流表的一支表笔串接上0.5A的熔丝,另 一支表笔串接一个550欧姆的可调电阻,这时先将电阻值调到最大,然后一 支表笔接地,另一支表笔接JZ电源端子,所测出的电流为JF电源接地参考 电流.如接地参考电流大于100mA,说明JF接地严重,不得再将电阻调小,以 防电源接地.若参考电流小于100mA,可将电阻逐渐调小至零.以测出JF直 接接地电流,然后将与JZ相接的表笔移开,并与JF电源相接,用上述同样的 方法则可测出JZ电源的接地电流.
铁路信号设备包含电气集中、驼峰信号自动化、计算机联锁、三相交流转 辙机、25Hz相敏轨道电路、区间移频自动闭塞、TDCS、CTC、CTCS、 ATP等多种类、多制式设备。
一、传统铁路信号电源屏（第一笫二代普通电源屏） 通常由交直流A屏+稳压屏+交直流B屏组成，其原理框图如下︰ 共同特点是有一个专用的稳压器 1.防雷，2.断相保护，3. 输入输出防护，4.监督报 警电路，5.开关指示灯 Ⅰ路
-0.5
10.闭塞电源 11.不稳备电源 12.闪光电源 13.表示灯电源
DC60V～120V AC220V±10V AC24V±3V AC24V±3V
方法3.输入相序检查 1) Ⅰ路与Ⅱ路电源输入相序检查
Ⅰ路电AC220V 1D-1 1D-2 V V 1K 2K Ⅱ路电AC220V 1D-3 1D-4 1D-1和1D-3，1D-2和1D-4测出电压为零或380V时 表示输入相序正确
输出电源要求
1.信号点灯电源2组 2.轨道电路电源2组
AC220V±10V AC220V+20
-10
3.道岔表示电源2组
4.直流转辙电源 5.移频电源 6.计算机电源 7.TDCS电源 8.微机监测电源 9.继电器电源
AC220V+20
-10
DC220V+20
-10
AC220V±10V AC220V±10V AC220V±10V AC220V±10V DC24V+3.5
信号电源屏分类
• 按用途分︰电气集中电源屏、区间自动闭塞电源屏、提速电源屏、 25Hz电源屏、驼峰电源屏、计轴电源屏等 • 按用点规律划分︰大站电源屏、中站电源屏、小站电源屏 • 按智能化程度分︰普通电源屏、智能电源屏 • 按输入电源分类︰220v输入电源屏、380v输入电源屏 • 按输出作用分类︰交流屏，直流屏，电池屏，稳压屏„等
大站电源屏… 1).三相断相保护 电力线断相保护 屏内部三相断相保护 2）.调压电路
微电子补偿式稳压 • 稳压原理是在相线中串入升降压变压器，由智能单元在模块输出端采样输出 电压，判断输出电压是否超出设定电压范围。如果输出电压低于设定电压， 将适当的变压器同相开关打开。这样就可以在变压器的次级得到适当的与输 入电源同相位的电压叠加于相电压上，从而提升输出电压；如果输出电压高 于设定电压，将适当的变压器反向开关打开，这样就可以在变压器的次级得 到适当的与输入电源相位相反的电压叠加于相电压上，从而降低输出电压。 其中要求每个变压器均可以正向或反向接入或断开变压器的输入。 • 它的优点是成本低、可靠性高、单机容量大、效率高， • 缺点是响应慢、不能连续稳压、自身带来电源扰动、不支持热插拔等。 开关电源稳压 • 高频开关电源稳压采用高频开关电源技术、逆变技术、SPWM变换技术、 电子锁相技术使电源完成交流-直流-交流的变换过程。由于其有交流-直流 的变换过程，所以其输出电源不受输入电网的波动、突变等的影响，其输 出稳定可靠，成为信号智能电源屏的主流稳压方式。此方案是目前智能电 源屏稳压的主流方案。 • 优点：体积小、节能、功率因数高、噪声小 • 缺点：电路复杂、成本较高
2)A屏与B屏输入相序检查
1D-1 1D-2 1D-1 1D-2 V
为什么要检查电源相序？因为相序不同 时切换电源会造成断保险故障。
A屏
B屏
1D-1和1D-2分别对地测试..
作业题：
1.测量交流220V电源对地电流时,应在使用的电流表的一根表笔上接0.5A• 丝,在另一根表 熔 笔上串接___欧姆的电阻. (答:550) 2.如果所有电源对地绝缘良好,测量JF对KZ有交流24V电压,说明__与JZ混电. 答:KZ 3.电源输出端接有负载时,信号灯电源.轨道电源.• 岔表示电源.表示灯电源对地电流均不 道 得大于__________. 答:20mA 4.电源屏直流和交流电路的电源及负载对地绝缘电阻用500V兆欧表测量(在20℃±5℃,相 对湿度95%-98%的环境)应不小于( ) . 答案:1MΩ 5.电源屏各路输出电源对地电压之比不应大于______倍. 答:3
A B C N
Ⅱ路
1XLC
2XLC
ຫໍສະໝຸດ Baidu
电源转换不超过0.15秒
稳压器
交直流 A屏 交直流 B屏
输出
1. PZX-10Z信号电源屏(北京铁通康达铁路通信信号有限公司)
这种屏简单﹑直观﹑稳定﹑易于操作比较适合我们的设备使用，但存在稳压精度不高﹑ 电源净化不好﹑体积庞大﹑安全性不足等缺点。我段很多站采用：石围塘..街边..小塘，培 训基地等 主要特点 1. 电网在176v～253v变化时，输出稳压220v±3﹪； 2. 采用正弦能量分配式交流净化稳压电源； 3. Ⅰ路和Ⅱ路电源可手动，自动转换，转换时间不超过0.15秒； 4. 稳压器故障可切换到直供，稳压器可完全断电进行维修； 5. 转动面板上旋纽至“维修” ，可不停电更换交流接触器； 6. AB屏转换可以不断电，控制台不用破封；
我段目前的电源屏
1. 大站三相感应式电源屏(机械感应调压器式稳压) ----天津信号工厂 三水西，春湾，春湾驼峰 三水西驼峰，阳春 2. 磁饱和稳压式电源屏----天津信号工厂 三水 肇庆 高要 腰古 大降坪等 3..微电子补偿式稳压电源屏----(北京铁通康达铁路通信信号有限公司) 1)PZX-10Z信号电源屏 石围塘..街边..小塘，培训基地等 2) PJL计算机联锁信号电源屏 佛山，三眼桥 4. 信号智能电源屏PZGWJ-10/380/25 (北京鼎汉技术股份有限公司) 旺科，横岗，大井，电白，信宜 5 .信号智能电源屏 广州西智能屏
稳压器设计的变化
自动补偿稳压器（机械调压型稳压、感应调压器稳压） • 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，输出波形失真小。 • 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。 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 与线性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。 • 其优点是可耐受变化波动极大的电网电压，有超高的抗电网尖峰、 浪涌能力，较强的抗过载能力，具有自动保护/恢复特性。 • 缺点是噪音大、损耗大、温升高、谐振电容需要频繁更换等。
掌握几个方法
方法1. AB屏转换即主副屏转换；
方法2.稳压转直供方法
使AB屏同时有电，转换输出开关，确认输出正 常后断开其中一个屏的输入
先向下打直供，再断稳压输入
操作要求： 1. 必须在天窗点内进行； 2. 检査完试验办理接车或发车 进路，转换两路电源观察信号 和闭塞机是否关闭。 注意事项： a. 交直流屏的3J 4J解锁用不 要取下； b. 闪光电源输出在闪光继电噐 内调整； C . 转换两路电源有时使移频跳 保险问题。 检查内容要点： 1. 两路电源切换； 2. 输出各类电源测试； 3. AB屏转换； 4. 电源相线对称检查； 5. 对地电流测试(不大于20mA ) 6. 对地电压测试(两线对地电压 不大于3倍) ； 7. 对地绝缘测试应 (不小于 1MΩ) 。
60年代 自耦变压器式
70年代 感应调压器式
90年代 无触点补偿式
21世纪 智能电源屏
第一代产品： 上世纪60年代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； 第二代产品： 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）、微电子补偿式（无触点自动补偿稳压器）稳压来满足信号设备 的要求； 特点： 1、稳压精度较高 2、响应速度较慢 第三代产品： 90年代末，铁路开始大量使用国际上先进的信号设备产品，第三代电源屏铁路信号智能电 源屏开始采用高频逆变开关电源模块为信号设备提供供电电源； 铁路信号智能电源屏，是具有实时监测、报警、记录和故障定位功能的供电设备。为铁路、 城市轨道交通系统的信号设备提供稳定可靠的交、直流电源。
2. PJL-25型计算机联锁信号电源屏-铁通康达
采用三相正弦能量分配式交流净化稳压电源，与PZX原理基本相同， 可看作它的兄弟版，不同之处是稳压与直供开关不允许同时合上。 使用地点，佛山站，三眼桥站 1.如何不断电更换交流接触器？ 更换或检修交流接触器1XLC时，先硧认使用Ⅱ路电源，将旋纽1SA转 至“维修” 位，即可更换1XLC不影响Ⅱ路电源工作。更换2XLC方法同 上。 2. 如何测量交流表示灯电源对地电流 ? 答:测交流电源对地电流时,先将电流表的一支表笔串接上0.5A的熔丝,另 一支表笔串接一个550欧姆的可调电阻,这时先将电阻值调到最大,然后一 支表笔接地,另一支表笔接JZ电源端子,所测出的电流为JF电源接地参考 电流.如接地参考电流大于100mA,说明JF接地严重,不得再将电阻调小,以 防电源接地.若参考电流小于100mA,可将电阻逐渐调小至零.以测出JF直 接接地电流,然后将与JZ相接的表笔移开,并与JF电源相接,用上述同样的 方法则可测出JZ电源的接地电流.
铁路信号设备包含电气集中、驼峰信号自动化、计算机联锁、三相交流转 辙机、25Hz相敏轨道电路、区间移频自动闭塞、TDCS、CTC、CTCS、 ATP等多种类、多制式设备。
一、传统铁路信号电源屏（第一笫二代普通电源屏） 通常由交直流A屏+稳压屏+交直流B屏组成，其原理框图如下︰ 共同特点是有一个专用的稳压器 1.防雷，2.断相保护，3. 输入输出防护，4.监督报 警电路，5.开关指示灯 Ⅰ路
-0.5
10.闭塞电源 11.不稳备电源 12.闪光电源 13.表示灯电源
DC60V～120V AC220V±10V AC24V±3V AC24V±3V
方法3.输入相序检查 1) Ⅰ路与Ⅱ路电源输入相序检查
Ⅰ路电AC220V 1D-1 1D-2 V V 1K 2K Ⅱ路电AC220V 1D-3 1D-4 1D-1和1D-3，1D-2和1D-4测出电压为零或380V时 表示输入相序正确
输出电源要求
1.信号点灯电源2组 2.轨道电路电源2组
AC220V±10V AC220V+20
-10
3.道岔表示电源2组
4.直流转辙电源 5.移频电源 6.计算机电源 7.TDCS电源 8.微机监测电源 9.继电器电源
AC220V+20
-10
DC220V+20
-10
AC220V±10V AC220V±10V AC220V±10V AC220V±10V DC24V+3.5
信号电源屏分类
• 按用途分︰电气集中电源屏、区间自动闭塞电源屏、提速电源屏、 25Hz电源屏、驼峰电源屏、计轴电源屏等 • 按用点规律划分︰大站电源屏、中站电源屏、小站电源屏 • 按智能化程度分︰普通电源屏、智能电源屏 • 按输入电源分类︰220v输入电源屏、380v输入电源屏 • 按输出作用分类︰交流屏，直流屏，电池屏，稳压屏„等
大站电源屏… 1).三相断相保护 电力线断相保护 屏内部三相断相保护 2）.调压电路
微电子补偿式稳压 • 稳压原理是在相线中串入升降压变压器，由智能单元在模块输出端采样输出 电压，判断输出电压是否超出设定电压范围。如果输出电压低于设定电压， 将适当的变压器同相开关打开。这样就可以在变压器的次级得到适当的与输 入电源同相位的电压叠加于相电压上，从而提升输出电压；如果输出电压高 于设定电压，将适当的变压器反向开关打开，这样就可以在变压器的次级得 到适当的与输入电源相位相反的电压叠加于相电压上，从而降低输出电压。 其中要求每个变压器均可以正向或反向接入或断开变压器的输入。 • 它的优点是成本低、可靠性高、单机容量大、效率高， • 缺点是响应慢、不能连续稳压、自身带来电源扰动、不支持热插拔等。 开关电源稳压 • 高频开关电源稳压采用高频开关电源技术、逆变技术、SPWM变换技术、 电子锁相技术使电源完成交流-直流-交流的变换过程。由于其有交流-直流 的变换过程，所以其输出电源不受输入电网的波动、突变等的影响，其输 出稳定可靠，成为信号智能电源屏的主流稳压方式。此方案是目前智能电 源屏稳压的主流方案。 • 优点：体积小、节能、功率因数高、噪声小 • 缺点：电路复杂、成本较高
2)A屏与B屏输入相序检查
1D-1 1D-2 1D-1 1D-2 V
为什么要检查电源相序？因为相序不同 时切换电源会造成断保险故障。
A屏
B屏
1D-1和1D-2分别对地测试..
作业题：
1.测量交流220V电源对地电流时,应在使用的电流表的一根表笔上接0.5A• 丝,在另一根表 熔 笔上串接___欧姆的电阻. (答:550) 2.如果所有电源对地绝缘良好,测量JF对KZ有交流24V电压,说明__与JZ混电. 答:KZ 3.电源输出端接有负载时,信号灯电源.轨道电源.• 岔表示电源.表示灯电源对地电流均不 道 得大于__________. 答:20mA 4.电源屏直流和交流电路的电源及负载对地绝缘电阻用500V兆欧表测量(在20℃±5℃,相 对湿度95%-98%的环境)应不小于( ) . 答案:1MΩ 5.电源屏各路输出电源对地电压之比不应大于______倍. 答:3
A B C N
Ⅱ路
1XLC
2XLC
ຫໍສະໝຸດ Baidu
电源转换不超过0.15秒
稳压器
交直流 A屏 交直流 B屏
输出
1. PZX-10Z信号电源屏(北京铁通康达铁路通信信号有限公司)
这种屏简单﹑直观﹑稳定﹑易于操作比较适合我们的设备使用，但存在稳压精度不高﹑ 电源净化不好﹑体积庞大﹑安全性不足等缺点。我段很多站采用：石围塘..街边..小塘，培 训基地等 主要特点 1. 电网在176v～253v变化时，输出稳压220v±3﹪； 2. 采用正弦能量分配式交流净化稳压电源； 3. Ⅰ路和Ⅱ路电源可手动，自动转换，转换时间不超过0.15秒； 4. 稳压器故障可切换到直供，稳压器可完全断电进行维修； 5. 转动面板上旋纽至“维修” ，可不停电更换交流接触器； 6. AB屏转换可以不断电，控制台不用破封；
我段目前的电源屏
1. 大站三相感应式电源屏(机械感应调压器式稳压) ----天津信号工厂 三水西，春湾，春湾驼峰 三水西驼峰，阳春 2. 磁饱和稳压式电源屏----天津信号工厂 三水 肇庆 高要 腰古 大降坪等 3..微电子补偿式稳压电源屏----(北京铁通康达铁路通信信号有限公司) 1)PZX-10Z信号电源屏 石围塘..街边..小塘，培训基地等 2) PJL计算机联锁信号电源屏 佛山，三眼桥 4. 信号智能电源屏PZGWJ-10/380/25 (北京鼎汉技术股份有限公司) 旺科，横岗，大井，电白，信宜 5 .信号智能电源屏 广州西智能屏
稳压器设计的变化
自动补偿稳压器（机械调压型稳压、感应调压器稳压） • 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，输出波形失真小。 • 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。 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 与线性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。 • 其优点是可耐受变化波动极大的电网电压，有超高的抗电网尖峰、 浪涌能力，较强的抗过载能力，具有自动保护/恢复特性。 • 缺点是噪音大、损耗大、温升高、谐振电容需要频繁更换等。
掌握几个方法
方法1. AB屏转换即主副屏转换；
方法2.稳压转直供方法
使AB屏同时有电，转换输出开关，确认输出正 常后断开其中一个屏的输入
先向下打直供，再断稳压输入
操作要求： 1. 必须在天窗点内进行； 2. 检査完试验办理接车或发车 进路，转换两路电源观察信号 和闭塞机是否关闭。 注意事项： a. 交直流屏的3J 4J解锁用不 要取下； b. 闪光电源输出在闪光继电噐 内调整； C . 转换两路电源有时使移频跳 保险问题。 检查内容要点： 1. 两路电源切换； 2. 输出各类电源测试； 3. AB屏转换； 4. 电源相线对称检查； 5. 对地电流测试(不大于20mA ) 6. 对地电压测试(两线对地电压 不大于3倍) ； 7. 对地绝缘测试应 (不小于 1MΩ) 。