地铁信号系统电源设计方案及相关故障应对办法研究Word下载.docx

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Faultresponses号电源的保障供应及信号系统电源子系统的安全。

信号系统电源设计方案的合理性、信号电源故障后的应对办法，越来越受到轨道交通设计和运营部门的高度重视。

一方面要求设计方案合理，另一方面，要求一旦电源故障能够形成高效保障解决方案。

轨道交通的单一线路及其形成路网后的线路，1信号电源的重要性信号系统作为行车指挥的重要系统，离不开信王喜军:

铁道第三勘察设计院集团有限公司工程师300251王小飞:

铁道第三勘察设计院集团有限公司工程师300251收稿日期:

2012-03-21由于平方线绝缘皮易老化、电缆沟潮湿，会造成电源接地电流超标。

效果。

2.支筋。

3.缆盒。

4.5.6.将组合架侧面端子板固定支筋改用尼龙2.组合侧面端子与端子板支筋相碰造成电源实接地。

3.电缆盒、机构进水造成电源虚接地。

采用成熟的热可塑电缆接续技术减少电4.箱、盒、机构配线通过引入孔时磨破皮造做好箱盒密封。

改进配线工艺，箱盒引线孔采用橡胶皮堵。

夏潮季节增加电缆绝缘全程测试次数，发成电源接地。

5.6.继电器接点与鉴别板绝缘不良造成虚接地。

控制台固定单元块挂钩与按钮接点片相连，现问题及时处理。

造成接地。

7.测试盘各种熔断器座绝缘不良造成接地。

4.2预防和减少电源接地故障的对策参考文献何文卿6502电气集中电路M北京:

中国铁道出版社，1982王秉文6502电气集中工程设计M北京:

中国铁道出版社，1997（责任编辑:

张利）121.将电源屏引出的各种电源平方线改为信号电缆，1997年以来逐步进行电源线改造取得明显19铁道通信信号2012年第48卷第7期都对系统的安全性、可靠性、稳定性要求极高，因为一旦发生故障后不能及时恢复正常运营，就会由于客流量相对较大较集中，而给客流疏导带来非常巨大的压力，容易发生拥挤踩踏事件。

所以，信号系统的电源至关重要。

地铁运营安全评价标准规定:

“信号系统的供电等级为一级负荷，设2路独立电源，并有自动切换装置，确保信号电源的不间断供给”。

蓄电池。

信号系统负荷主要由计算机类负载、动力设备负载组成。

地铁信号系统的供电特点是:

一级负荷，由来自变电所的2段母线分别馈出一路电源，末端自动切换，再配送到UPS输入端，由UPS再进入电源屏，然后由电源模块输出到负载端。

方案一:

一级负荷直接引入电源屏。

在早年继电联锁系统应用过程中，由于对电源的品质要求较低，一级负荷引入后直接由电源屏输出到相关的负载。

方案二:

一级负荷+UPS。

信号系统设备的用电，均采用一级负荷，配置信号系统使用单独的UPS，设旁路开关，UPS故障时自动或手动切换到市电。

信号系统中的计算机及电子设备采用UPS保障，动力设备（如转辙机）不采用UPS，个别城市也有将转辙机采用UPS的实施方案，但转辙机作为动力操作设备，对UPS容量有一定的要求，需要扩大UPS的容量。

方案三:

一级负荷+综合UPS。

近年来，为满足整合UPS的需要，轨道交通弱电系统UPS整合为综合UPS，UPS向着环保、节能、高效的方向迈进。

在弱电UPS整合过程中，信号电源也作为弱电系统的一部分，将信号系统用UPS的容量也整合在弱电系统中，弱电UPS为通信、信号、AFC、2信号系统电源子系统设计方案电源设计的技术要求1智能化和网络化。

实现实时集中监测和远程监控，故障时及时显示和告警，并具有故障记忆的功能。

2.1模块化设计。

实现系统的免维修，少维护，2各电源模块采用“1+1”方式热机备份，确保系统的高可靠性。

3电源模块采用无损伤热插拔技术，在线更换时间小于3min，维护快捷方便。

4独特的2路交流输入自动切换装置，保证系统的直流电源不间断输出。

5超宽的工作电压范围。

输入电压范围为AC165275V，整流模块的效率不低于90%。

6具有完善的防雷击和过电压防护措施，保证系统在恶劣的条件下可靠工作。

综合监控（含FASBAS）等弱电专业供电。

2.2电源设计遵循的规范和规程就城市轨道交通而言，电源系统的设计主要是2.4电源系统方案优化设计信号电源系统的优化，主要是对UPS部分进行优化设计。

采用UPS并机技术提高整个UPS电源的可靠性，成为目前设计主推的设计方案，并从技术上进一步探索提高可靠性的方案。

UPS的冗余主要有2种:

串联冗余和并联冗余。

串联冗余是采用同机型的2套UPS设备串联，实现主从热备，主机一直满载，备机蓄电池长期浮充，有一定的转换时间，扩展较困难，可适用性较小。

并联冗余指采用2套或2套以上的UPS设备并联均分负载，相比串联冗余优势明显，在轨道交通信号系统中推荐采用并联冗余。

并联UPS有单机方案、并机方案2种。

单机方案:

所有负载均可做到互为备份，2台UPS分别为各自负载供电，如红网电源、蓝网电源，UPS1/2分别为红/蓝网电源供电，2台UPS之间不关联，可允许2台UPS带载不一样。

并机方案:

经UPS参考和比照国铁的技术标准和规范，结合具体的项目建设情况，提出电源的设计标准。

主要参照的规范如表1中所示，规范中有对信号供电电源相应章节的描述。

表1城市轨道交通电源系统遵循或参照的规范序号规范规范号12345678铁路信号电源屏通用技术条件城市轨道交通信号系统通用技术条件地铁设计规范城市快速轨道交通工程项目建设标准建筑物电子信息系统防雷技术规范铁路信号设计规范铁路信号站内联锁设计规范计算机联锁技术条件TB/T1528-94TB/T1528-94GB50157-2003建标104-2008GB50343-2004TB10007-2006TB10071-2000TB/T3027-20022.3电源系统方案信号系统的电源设备，称之为电源系统，主要包括三大部分:

电源屏;

UPS（不间断电源）;

20RAILWAYSIGNALLINGCOMMUNICATIONVol.48No.72012供电的所有负载的进线电源均来自2台UPS，当其中任何一台UPS故障时，另一个UPS可继续为经UPS供电的所有负载继续供电。

2台UPS的输出端经母排输出，为后端负载供电。

如图1所示。

3.2UPS故障UPS电源系统由4部分组成:

整流器、电池组、逆变器和开关控制。

整流器件采用可控硅或高频开关整流器，具有可根据外电的变化控制输出幅图1典型UPS并机方案电源系统图比较而言，单机较并机方案，其UPS容量可减少一半，节省成本;

而并机时，即使其中一台UPS故障，另一台UPS可继续为经UPS供电的负载提供纯净稳定、安全、可靠的不间断电源，不影响后端负载供电，提高了系统可靠性，并允许负载无备份。

度的功能。

逆变器具有恒压输出功能，当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变。

净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲，储能电池除可存储直流直能外，对整流器来说就像接了一只大容量电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。

图2为UPS工作原理示意图。

断路器K1控制主路交流电源输入;

整流器将交流电源变成直流电源;

逆变器进行DC/AC变换，将整流器和蓄电池提供的直流电源变换成交流电源输出;

蓄电池组在交流停电时通过逆变器向负载供电。

输入电源也可以通过旁路静态开关从旁路回路向负载供电。

另外，在对负载供电不间断情况下而对UPS内部进行维修时，可使用维修旁路开关K3。

3电源故障的分类及影响范围轨道交通线路，一般由高架或者地下线路组成，数据传输系统保证在线路范围内车-地通信的畅通、及时，保证系统通信的稳定性和可靠性。

3.1引入电源故障引入电源故障，可以分为2类:

一级负荷引入电源屏的部分故障;

UPS电源输出到电源屏的故障。

这类故障多由连接线缆的接头松动造成，个别情况下是由线缆断裂造成。

此类故障一旦酿成，信号设备将全部或部分失电，对运营的危害较大。

3.3电源模块故障现在通用的智能电源屏，其电源输出都采用模21铁道通信信号2012年第48卷第7期的数据，对一个周期内的电源数据进行实测和抽检，对数据进行分析后作出阶段性评价，并归纳今后维修电源的应对策略。

5信号电源故障应对办法5.1增设电源视频监控在信号设备室或者信号电源室，安装视频监控，方便电源故障时设备状态的判定。

一般来说，目前运用在城市轨道交通的电源都具有电源监测系统，可对设备的电源参数、设备状态进行实时监测，但增加视频监控可以作为对电源设备及系统设备的全程监视，为设备运转及维修决策提供依据，同时也可以对设备的人为误动起到一定的监视作用。

图2UPS工作原理图块化输出，电源可以从一个模块输出，也可以由一个模块输出多路电源。

电源模块故障后，由该模块