铁路信号冗余电源控制系统设计与实现

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1、铁路信号冗余电源控制系统设计与实现于国旺：朔黄铁路发展有限责任公司，高级工程师，河北肃宁，062350摘要：随着信号技术的发展，对铁路信号电源屏提出越来越高的要求，设计新型不间断电源屏具有重要意义。基于电力电子变流器冗余技术，研发铁路信号冗余电源控制系统，实现双路电源不间断供电。在仿真平台上进行仿真研究，表明该系统能够实现预期目标。关键词：供电系统；不间断冗余供电；智能控制瞬问断电，《铁路信号维护规则》规定该瞬间断电不得大于0．15S，但正是这0．15s断电，经常造成开放的信号机意外关闭，无车的区段意外闪烁红光带，从而影响信号设备的正常使用

2、并缩短使用寿命。凶此研发铁路信号冗余电源控制系统(简称系统)，实现当电源屏两路输1问题的提出入电源主备用切换时，电源屏输出电源不间断供电，从信号电源屏是铁路信号的关键设备，其稳定可靠性而保证信号设备在两路输入电源切换时的正常T作。是信号设备正常工作的基础。随着信号技术的发展，微总之，电源屏要向高安全、高可靠、标准化、模块机联锁、UM71、PZW2000等电子设备已在朔黄铁路得化、智能化、一体化、免维护、不间断的方向发展。从到广泛应用。目前朔黄铁路运量不断提高，行车密度加设备正常使用、对运输的影响角度来讲，设备故障要隐大，对铁路电务设备，尤其

3、是信号电源屏提出了越来越形化(通过冗余技术或特性超限报警等进行处理)，不高的要求。朔黄铁路现有电源屏分为区间电源屏和站内影响其正常使用；从对设备维护要求来讲，设备故障要电源屏。站内电源屏分为普通电源屏和智能电源屏。上公示化，减少电源故障影响，从而满足信号设备的供电述电源屏均采用两路外网输入，一路主用，一路备用。需求，适应我国铁路信号技术发展需要，改变目前铁路当主用电源停用转入备用电源T作时，电源屏输出均有信号电源滞后信号系统技术发展的局面。一62．．(：毫悬CH

4、NESERA／LWAYS203f07一一Ac(220±10)V。用于：计算机联

5、锁、站内2系统设计与实现信号机点灯、区间信号机点灯、道岔表示、稳压备用、2．1技术和功能要求50周轨道电路、动态。(1)电源屏在正常工作情况下，必须满足各类电一一Ac(220±6)V。用于：25Hz轨道。源的稳定可靠输出，输出各项指标满足《铁路信号维护——AC(110±3)V。用于：25Hz局部。规则》标准，实现系统稳定性与可靠性的设计。一一AC(24±3)V或AC(12±1)V。用于：表示灯。(2)电源屏过压、过流、过热保护电路，发现异一一AC(24±3)V或AC(12±1)v(闪光频率每分钟常自动切除，同时给出相应的报警信息，严禁因电源

6、屏60～120次)。用于：闪光。内部元器件和负载设备发生故障时，出现较大的人身、一一Dc(220±10)V。用于：直流电动转辙机。设备不安全因素，实现设备故障导向安全特性的设计。一一三相Ac(380±15)v。用于：交流电动转辙机。(3)研究独立的监测电路，使监测功能更加完一一DC(24-I．-1)V。用于：继电器、UM71、善，并预留微机监测及远程联网接口，实现相应设备接PZW2000区间控制。口的设计。一一DC24～60V。用于：闭塞。2．2技术指标(9)每种电源模块上，应有输出电压电流指示。(1)保证电源屏输出的各种电源不问断供电，消

7、对各个模块的工作状态应有实时监督，预留微机监测接灭由于瞬间断电造成的液压断路器跳闸、信号白复、电口。子设备死机等故障。2．3总体设计方案(2)两路输入电源中任意一路断电或供电，该屏由于铁路信号电源屏输出既有交流负载，又有直流可给出相应的提示，其输出的各种电源均应保持连续稳负载，同时电压等级既有380V，又有220V、24V等，定(电压、频率、相位等各项指标均无任何变化)，电这就增加了铁路信号不问断电源屏的设计难度。针对目气集中、自动闭塞、微机联锁等各种信号设备均应没有前朔黄铁路发展对电源屏的需求，设计中采用共用直流任何反应(主副电指示灯及电

8、铃除外)。母线模式。该方案通过2套脉冲宽度调制(PWM)整流装(3)所有输出模块均允许热插拔，当任一输出模置，将I路交流输入和Ⅱ路交流输入高频整流，输出稳定块故障后，与其并联的模块应自动承担该模块所有功的直流(DC400v)。原信号电源屏需改造为直流母线能，在任一模块故障及插拔更换过程中，该屏输出的各(DC400V)供电的设备。设计方案原理见图1。为达到种电源均应保持连续稳定(电压、频率、相位等各项指不同负载交直流不问断供电的需求，原理图中DC／AC及标均无任何变化)。DC／DC模块采用了冗余设计，但图1中未给予显示。(4)提高电源转换效率

9、，做到节能环保，功率因数应大于0．9。(5)电源屏输入电压范围应满足单相交流220×(1±0．2)V和三相四线交流380X(1-I-0．2)V，频率50X(1±0．01)Hz。(