論智能電源在信號領(lǐng)域的應(yīng)用

摘 要 信號收集與傳輸系統(tǒng)是一個對于運行穩(wěn)定性要求較高的系統(tǒng)，因此其電源供電也要盡量保證穩(wěn)定性，我們在信號系統(tǒng)中應(yīng)用智能電源技術(shù)就能有效提升信號領(lǐng)域供電的可靠性。本文從信號系統(tǒng)對于智能電源的需求講起，通過智能電源所搭載技術(shù)的分析，對信號領(lǐng)域應(yīng)用的智能電源進行了探討，并通過現(xiàn)有問題分析展望了智能電源系統(tǒng)技術(shù)的未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞 智能電源；信號領(lǐng)域；應(yīng)用

前言

在信號系統(tǒng)運行中智能電源充當(dāng)著重要的電能供應(yīng)角色，由于信號系統(tǒng)對于電能供應(yīng)可靠性的要求較高，因此在其中應(yīng)用電源供電時不僅要保證電源的供電效率還要保證電源穩(wěn)定性，為此信號領(lǐng)域普遍應(yīng)用了智能電源[1]。

1 信號系統(tǒng)對智能電源技術(shù)的要求

高速鐵路和城市軌道的建設(shè)、微機連鎖的普及、行車指揮的調(diào)度集中、區(qū)間閉塞、編組作業(yè)的自動化程度提高等都要求信號系統(tǒng)電源應(yīng)適應(yīng)當(dāng)前信號技術(shù)的發(fā)展，為信號設(shè)備提供各種電源，而智能電源系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的以車站規(guī)模或以信號設(shè)備對電源的需求來區(qū)分電源屏的模式，可根據(jù)不同信號設(shè)備的用電需求，采用配置相應(yīng)電源模塊的方法，靈活、方便地組成不同功率、容量和功率冗余度、不同輸出分路數(shù)量的智能電源系統(tǒng)。智能電源系統(tǒng)功能上要具備兩路220V或380V50Hz電源可靠供電；輸出電源間相互隔離；各種輸出電源均需保證可靠供電；微機設(shè)備需要UPS不間斷供電；防雷保護等。智能電源系統(tǒng)主要由兩部分組成，一是以計算機技術(shù)為主體，實現(xiàn)智能監(jiān)測電源系統(tǒng)狀態(tài)的智能監(jiān)測部分，主要完成智能化任務(wù)；二是以自動控制為核心，應(yīng)用功率電子與電磁技術(shù)、模塊化系統(tǒng)冗余設(shè)計，電源模塊熱插拔，滿足信號設(shè)備的不間斷供電要求。智能電源系統(tǒng)具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化等特點，且其安全、可靠、使用方便、容易維護[2]。

2 信號系統(tǒng)應(yīng)用的智能電源技術(shù)特征

2.1 智能化

智能化是應(yīng)用計算機多媒體技術(shù)，實現(xiàn)對設(shè)備使用情況的綜合分析、管理。具有工況實時監(jiān)測記錄、故障定位報警、圖文報表輸出、遠(yuǎn)程組網(wǎng)、系統(tǒng)設(shè)備及負(fù)載設(shè)備定性、定量使用率分析等功能，有蓄電池的系統(tǒng)同時還具備蓄電池的智能管理功能。實現(xiàn)這些功能，在計算機硬件運用方面，主要應(yīng)用了編程控制（PLC）技術(shù)、單板機微電腦技術(shù)、工控機微電腦技術(shù)、筆記本微電腦技術(shù)。在中央監(jiān)測模塊所應(yīng)用的監(jiān)測技術(shù)方面，主要應(yīng)用分散采集分散顯示加集中監(jiān)測、分散采集集中監(jiān)測、集中采集集中監(jiān)測等不同的監(jiān)測技術(shù)。電源設(shè)備的智能化，是為實施狀態(tài)維修提供的理論數(shù)據(jù)和科學(xué)管理依據(jù)，滿足電務(wù)維修管理的要求，方便實現(xiàn)無人值守和集中監(jiān)控[3]。

2.2 模塊化

模塊化是智能電源系統(tǒng)的重要特征之一，是整個系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分，是衡量系統(tǒng)可靠性、先進性、高質(zhì)量性能的重要環(huán)節(jié)，從技術(shù)應(yīng)用和性能上可分為以下3種形式：①由工頻的穩(wěn)壓器加隔離變壓器的（1+1）或（N+M）方式備用的模塊，其特點是工作可靠，價格便宜，但重量大、噪音溫升高、技術(shù)含量低，沒有摒棄原有電源屏的技術(shù)模式，不適應(yīng)信號系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展要求。②采用工頻技術(shù)和高頻電力電子技術(shù)相結(jié)合的（N+1）或（1+1）方式備用的模塊，其特點是技術(shù)成熟、工作可靠、價格適中，但交流部分效率低、有的電源切換時輸出電源會瞬間斷電，有的輸出電源不能滿足相互隔離的要求。③全高頻電力電子技術(shù)的（N+1）或（N+M）備用的開關(guān)電源模塊，其特點是通過AC/DC，DC/AC，DC/DC等電源逆變鎖相技術(shù)，實現(xiàn)各種電源的并聯(lián)均流輸出，無切換接點成為靜態(tài)的工作系統(tǒng)，實現(xiàn)了不間斷供電，完成了智能型電源系統(tǒng)的技術(shù)整合。在沒有蓄電池時，實現(xiàn)了兩路電源切換的零轉(zhuǎn)換，這種模塊特別適合智能化、自動化、信息化程度高的干線鐵路、旅客專用線鐵路、高速鐵路、大型編組站、城市軌道交通系統(tǒng)的使用[4]。

2.3 自動化

以往普通的電源系統(tǒng)中小站采用自動控制，大站均采用手動控制，只有兩路電源采用自動轉(zhuǎn)換，而智能電源系統(tǒng)完全實現(xiàn)了各路輸出電源的自動轉(zhuǎn)換，運用高頻開關(guān)電源的并聯(lián)均流技術(shù)的電源輸出模塊實現(xiàn)了零轉(zhuǎn)換，運用“H”型輸入配電結(jié)構(gòu)的兩路電源切換電路，解決了信號系統(tǒng)兩路電源供電時“上電冒險競爭”的問題，確保了輸入切換時間的要求，自動化程度大幅度的提高，目前基本實現(xiàn)了遙測和遙信，將來實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控以及設(shè)備工況冗余自動調(diào)配管理將是智能電源系統(tǒng)的又一次提升[5]。

3 目前應(yīng)用中存在的問題

目前，鐵道部已經(jīng)發(fā)布了智能電源系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，專門針對智能電源系統(tǒng)的生產(chǎn)和設(shè)計制定了相關(guān)的認(rèn)定細(xì)則，打破了智能電源系統(tǒng)剛剛興起時從智能監(jiān)測方面、模塊應(yīng)用方面、結(jié)構(gòu)設(shè)計方面五花八門的局面，這給使用部門的選型和維護帶來了很大的便利，也大大方便了信號系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計。過去智能電源系統(tǒng)和調(diào)度監(jiān)督無法兼容各自為政，無法為微機連鎖電路提供必要的接口信息，目前通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口就能實現(xiàn)信息交換，資源共享。但是由于模塊技術(shù)和組裝加工質(zhì)量的差異，鐵標(biāo)要求的模塊互換在實際應(yīng)用中還存在很大的離散性和不兼容性。另外，在城市軌道交通中信號系統(tǒng)電源組網(wǎng)還依賴電源屏自己具備的組網(wǎng)功能獨立組網(wǎng)，還不能跟國外的信號系統(tǒng)整合在一個網(wǎng)絡(luò)之中。第三，因為信號系統(tǒng)的不間斷供電要求，要求大功率的交流穩(wěn)壓系統(tǒng)的可靠性以及與電源系統(tǒng)的整合進一步改善[6]。

4 結(jié)束語

總之，在智能化技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用的過程中，智能電源作為能夠有效提升電源供電穩(wěn)定性和可靠性的產(chǎn)物在信號系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛，我們可以通過對智能電源的改進來適應(yīng)信號領(lǐng)域的發(fā)展，目前，全國軌道交通建設(shè)中，智能電源系統(tǒng)以高技術(shù)含量、高可靠性、高效率、高智能化程度而被越來越多的應(yīng)用著。

參考文獻

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[2] 李風(fēng)華.鐵路信號智能電源屏常見故障處理[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（20）：128.

[3] 梁青義.信號智能電源屏常見故障及維修處理措施[J].電子世界，2017，（11）：140.

[4] 樓曉亮.淺談鐵路信號理想電源技術(shù)[J].鐵道通信信號，2017，53（11）：50-52.

[5] 趙榮華.鐵路信號智能電源屏的應(yīng)用探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017，（31）：164.

[6] 王中敏，魏源.鐵路信號智能電源屏通訊故障分析[J].價值工程，2014，33（08）：225-226.

作者簡介

周勤（1984-），女，江蘇泰興；學(xué)歷：碩士，現(xiàn)就職單位：上海航天電子通訊設(shè)備研究所，武器裝備工程部，研究方向：單片機測控、電源等。