論智能電源在信號領域的應用

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)中應用智能電源技術就能有效提升信號領域供電的可靠性。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的分析，對信號領域應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)技術的未來發(fā)展。

關鍵詞 智能電源；信號領域；應用

前言

在信號系統(tǒng)運行中智能電源充當著重要的電能供應角色，由于信號系統(tǒng)對于電能供應可靠性的要求較高，因此在其中應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，為此信號領域普遍應用了智能電源[1]。

1 信號系統(tǒng)對智能電源技術的要求

高速鐵路和城市軌道的建設、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)電源應適應當前信號技術的發(fā)展，為信號設備提供各種電源，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)不同信號設備的用電需求，采用配置相應電源模塊的方法，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；二是以自動控制為核心，應用功率電子與電磁技術、模塊化系統(tǒng)冗余設計，電源模塊熱插拔，滿足信號設備的不間斷供電要求。智能電源系統(tǒng)具有智能化、網(wǎng)絡化、模塊化、標準化等特點，且其安全、可靠、使用方便、容易維護[2]。

2 信號系統(tǒng)應用的智能電源技術特征

2.1 智能化

智能化是應用計算機多媒體技術，實現(xiàn)對設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、遠程組網(wǎng)、系統(tǒng)設備及負載設備定性、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，主要應用了編程控制（PLC）技術、單板機微電腦技術、工控機微電腦技術、筆記本微電腦技術。在中央監(jiān)測模塊所應用的監(jiān)測技術方面，主要應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。電源設備的智能化，是為實施狀態(tài)維修提供的理論數(shù)據(jù)和科學管理依據(jù)，滿足電務維修管理的要求，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)，從技術應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、技術含量低，沒有摒棄原有電源屏的技術模式，不適應信號系統(tǒng)技術發(fā)展要求。②采用工頻技術和高頻電力電子技術相結合的（N+1）或（1+1）方式備用的模塊，其特點是技術成熟、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的（N+1）或（N+M）備用的開關電源模塊，其特點是通過AC/DC，DC/AC，DC/DC等電源逆變鎖相技術，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，運用高頻開關電源的并聯(lián)均流技術的電源輸出模塊實現(xiàn)了零轉(zhuǎn)換，運用“H”型輸入配電結構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)遠程遙控以及設備工況冗余自動調(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)的標準，專門針對智能電源系統(tǒng)的生產(chǎn)和設計制定了相關的認定細則，打破了智能電源系統(tǒng)剛剛興起時從智能監(jiān)測方面、模塊應用方面、結構設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)絡化設計。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，目前通過標準的網(wǎng)絡接口就能實現(xiàn)信息交換，資源共享。但是由于模塊技術和組裝加工質(zhì)量的差異，鐵標要求的模塊互換在實際應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 結束語

總之，在智能化技術不斷發(fā)展和應用的過程中，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)中應用越來越廣泛，我們可以通過對智能電源的改進來適應信號領域的發(fā)展，目前，全國軌道交通建設中，智能電源系統(tǒng)以高技術含量、高可靠性、高效率、高智能化程度而被越來越多的應用著。

參考文獻

[1] 李想.信號智能電源屏斷路器跳下原因分析及解決辦法[J].中國新通信，2016，18（07）：113.

[2] 李風華.鐵路信號智能電源屏常見故障處理[J].山東工業(yè)技術，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[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用探討[J].城市建設理論研究（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；學歷：碩士，現(xiàn)就職單位：上海航天電子通訊設備研究所，武器裝備工程部，研究方向：單片機測控、電源等。