济南铁路局济南供电段山东济南250000
摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，铁路变配电所综合自动化系统在全路逐步推广使用，使得各变配电所以及各个车站的信号电源供电装置设备运行的信息透明，方便了值班人员的工作，将各所的信息送至调度中心，使得调度人员可以实时了解全网的工作情况，这样就使铁路信息电源系统的供电安全更具可靠性，使得各所均可以实现无人值班，做到调度自动化。
关键词：变配电所综合；自动化系统；调度自动化系统；微机保护
引言
随着我国铁路的迅速发展，铁路运输对信号技术设备的可靠性、可用性等要求越来越高，铁路信号电源屏能否为信号技术设备提供可靠的不间断电源就显得十分重要。
1铁路信号电源的分类
1.1Y型电源技术
在Y型电源技术中，两种引入电源的方式：①主要的；②备用操作，交流接触器自动切换，高频电子480Hz电源的使用，高频直流开关电源，工频交流稳压电源等独立模块，单板计算机的应用满足了智能数字监控辅助功能的要求。电源切换后，向工频交流稳压器疏松，整流后形成直流母线。采用高频开关电源模块，将电路从AC转换为直流，提供开关、块设备、直流继电器等直流负载信号设备。在交流负荷中，参数稳压器、交流稳压器，由数字微电脑补偿，在故障过程中，通过自动或手动的旁路直接供电，将电压集中、稳定，然后将电路进行转换和隔离，以供交流负载信号装置，如开关、轨道电路、信号灯等。而此类电源技术模式存在一定的问题，在电源的过程中，应用了交流接触器组，难以在规定的0.15s时间内完成切换，同时，交流接触器线圈不能完全丢失在电源高压测量中。在交流部分，使用一套冷备用稳压器，或没有备用设备，在故障后，需要手动切换。对备用设备的运行状态进行有效监测是困难的。
1.2假“Ｈ”型供电结构
二路引入电源同时工作，经交流接触器自动切换后，二路电源分别给部分模块单元工频交流稳压器供电，配备单板计算机进行智能数字型监测；交流负荷采用经过分散的工频交流稳压器进行稳压、隔离变换后，向信号点灯、轨道电路、道岔表示等信号设备供电；直流负荷则经高频开关型直流电源输出，为直流继电器、闭塞设备、道岔等设备供电；模块单元多采用Ｎ＋１或１＋１等备用方式，交流备用模块可手动或部分自动转换。假“Ｈ”型供电结构及工作原理示意如图２所示。存在不足：电源输入采用交流接触器组，且需要动作２台交流接触器，切换时间可能大于要求的０．１５ｓ，断电会导致工频交流稳压器停止工作；供电高压侧断相，切换交流接触器线圈不能完全失电时，易造成部分工频交流稳压器不能正常工作，部分信号设备因此失电；输出单元模块与“Ｙ”型相同，需要人工切换，实质为假“Ｈ”型供电。总之，目前国内铁路信号智能电源屏还没有统一的或确切定义的技术条件或行业标准，现场在用的主流信号电源屏，均达不到理想的双路输入电源“零”切换输出的要求，电源屏输出中断引起的信号设备失电故障，占信号设备故障的比重较大。
2铁路信号电源供电的自动化信息管理系统
2.1监控功能
包括常说的“四遥”功能，即遥控、遥测、遥调、遥信，这是变配电所综合自动化的一个最基本的功能，它通过微机完成变配电所的所有管理工作和人工操作，包括对断路器的跳合闸控制等，其中遥测是指完成对模拟量采集测量的工作，通常应对站所的电流、电压、有功、无功、功率因素进行测量统计，系统还应具备对开关变位，各种保护的动作及动作次数，主变风扇的转、停，气体压力降低等信号实时上传，对各种开关设备进行分、合操作，对变压器有载调压装置实时调整，对电网电压的合格率统计，功率因数自动补偿等动能。
2.2报警功能
对各个保护装置的保护动作情况能在计算机上实现报警功能，提醒值班人员注意，并处理事故。在各保护装置自检异常时，可以通过计算机报警，提示维护人员检修设备。变配电所综合自动化系统使得所内的设备运行的信息透明，方便了值班人员的工作，将各所的信息传至调度中心，使得调度人员可以实时了解全网的工作情况，这样有利于保障和提高电网供电的安全、可养性，使得各个变配电所可以实现无人值班、少人值守的运行方式，这就是我们常说的铁路信号电源调度自动化系统。对于铁路信号电源供电的管理部门，（供电段）信号电源自动化信息管理系统更是十分必要的。由于调度自动化系统对于通信信道的要求较高。在设计阶段应充分考虑调度自动化系统的通信要求，沿铁路线路尽量采用光缆通道。每个站点必须分配专用信道，以求从根本上解决调度自动化系统的信道问题使各个站所，无人值班成为可能。
2.3铁路信号电源结构和工作原理
在电源输入断口，采用了二路引入电源同时工作的电路结构，采用无接触式开关电源，满足零中断的要求。高频直流开关电源和交流开关电源是用来校正和稳定电压的。电源开关由电源开关单元模块完成，并使用单板计算机。检测比较电流、电压差、相序、相位等，在电源要求无法满足的情况下及时切换控制，满足输入电源零切换的要求。在信号电源输出端口，采用了二路直流400V母线，作为电路结构，直流变换分回路，向转辙机、自动闭塞、直流继电器等设备电源。控制计算机和相同的时钟总线控制，直流/交流转换分回路，均流、并联输出，向480Hz继电器轨道电路、道岔表示灯、轨道电路、电源信号照明及其他设备。交流模块可用于控制逆变电路使用相同的时钟总线和计算机控制，同时完成零、振动，提供交流电源输出的清洁正弦交流电。而输出直流电源，双单元件模块，均匀，冗余热备份并行。直流电源和交流功率单元输出模块，在几乎所有情况下都将采用并行流模式，可以满足输出模块零切换的需要。
2.4输出端口主备单元模块“零”切换分析
信号电源输出端口的电路结构为二路ＤＣ４００Ｖ母线，分回路经ＤＣ／ＤＣ变换后，为直流继电器、自动闭塞、转辙机等设备供电；由控制计算机与统一的时钟母线控制，分回路经ＤＣ／ＡＣ变换后，经并联均流输出，为信号点灯、轨道电路、道岔表示灯、２５Ｈｚ轨道电路等供电；ＤＣ／ＡＣ交流模块采用可控制逆变电路，在同一时钟（时钟母线）和控制计算机的控制下，实现同时起振、同时过零的洁净正弦交流电；直流、交流电源输出均可以实现双单元模块并联均流冗余热备份；所有输出交、直电源单元模块全部采用并联均流方式，实现了任何转换条件下的输出单元模块“零”切换。存在的不足：由于全部采用高频电力电子技术，特别是可控交流逆变电路中大量采用进口大功率晶闸管，生产成本较现场大量运用的铁路信号智能电源屏高出约２．５倍。综上分析，采用二路引入电源同时工作、电源输入无触点切换、直流母线供电、交直流输出并联均流冗余等技术方案，可以实现铁路信号设备供电“零”切换的需求，属信号理想电源。
结语
铁路信号电源的自动化信息管理（调度）系统已在全路各局推广使用，并取得了良好的效果，确保了铁路信号电源供电的安全和可靠性，保障铁路系统运行安全，使列车运行的不断提速成为可能。
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