[发明专利]全高频无切换接点的铁路信号智能电源屏

说明书

技术领域

本发明涉及铁路信号电源屏，特别涉及的是一种全高频无切换接点的铁路信号智能电源屏。

背景技术

我国铁路运输向高速、高密、重载发展，需要现代化铁路信号设备相适应。随着计算机技术、网络技术、现代通信技术等现代化技术的发展，出现了自动化程度更高，控制范围更大，更集中化的新型信号系统，他们具有网络化、综合化、智能化的特点。显然，对信号设备提供动力的铁路信号电源屏提出了更高的要求。它要求信号电源不仅更安全，更可靠，而且智能化程度更高。本公司与广州铁路电务工厂共同研发的PZXG1型铁路信号智能电源屏是一种全部采用电力电子技术及计算机技术的无切换触点的静态供电系统，真正做到输入输出全部实现零中断供电。交、直流电源模块全部经过AC-DC-AC(或AC-DC)高频变换，真正实现模块化，均能并联均流工作，智能监测功能完善。成为一种高精度、高效率、高功率因数、高可靠性、低温升、低失真度、低噪音、节能环保、维护简便，能满足各种现代铁路信号设备用电要求的新一代铁路信号智能电源屏。它使铁路信号智能电源屏实现了新的跨越。

一、铁路信号电源屏发展历程和现状

我国铁路信号电源，从20世纪60年代后期，进入了一个不断改进，逐渐完善，不断发展的新的历史时期，出现了信号电源屏。并且随着时间的推移，逐步形成门类齐全的信号电源系列。然而，各型电源屏的改进和发展(除三相交流转换机，25Hz轨道电源屏)主要是采用不同的交流稳压器。

早期的电源屏曾采用过饱和电抗器、自耦变压器式稳压器等交流稳压设备，它们稳压性能较差，或因可靠性不高，于20世纪70年代改用感应调压器进行交流稳压；20世纪90年代又采用参数稳压器，无触点式稳压器进行稳压。在稳压性能方面有所改进。因此第一代电源屏是随着交流稳压器的工频电磁技术发展而发展的。

最重要的发展是从2000年开始，出现了智能电源屏。因为随着铁路运输现代化迅猛发展，铁路信号技术和设备有了长足的进步，而供电设备却严重滞后于信号技术的发展。原有铁路信号电源尽管有所改进，但是采用传统工频电磁技术，供电系统庞大、效率低、可靠性不高、智能化程度低，列车行车安全存在隐患，已明显不能适应现代信号技术的发展，急需更新换代。在这种情况下，采用电力电子技术及计算机技术的新一代铁路信号智能电源屏应运而生，并且获得迅速的发展，这是信号电源技术的重大进步。

智能电源屏又有一个不断深化不断改进的发展过程。从电源屏中主电路的组合技术来看，分别有采用工频电磁技术的智能电源屏、工频电磁技术和高频电力电子技术相结合的智能电源屏、全高频电力电子技术的智能电源屏。

(1)采用工频电磁技术的智能电源屏。

这种电源屏是指电源的稳压、整流、分频、隔离部分，均采用基于工频电磁系统的铁磁稳压器、相控整流器、铁磁分频器、E(R)型隔离变压器等器件组成，它是在原电源屏的基础上增加了监测功能，对能够模块化的部分进行了模块化。在主电路系统中，两路电源以一主一备的切换方式工作，各输出电源模块为1+1方式备用。

这类电源屏的特点价格较低，但技术落后，故障较多，整机效率低，重量大，噪音和温升高，两路电源切换和主备模块切换时输出电源会瞬间中断供电。

(2)工频电磁技术和高频电力电子技术相结合的智能电源屏。

此类电源屏在电源屏的不同部位、不同回路中分别采用了工频元器件和高频电力电子器件；在主电路系统中，两路电源以一主一备切换方式工作。

继电器电源、自动闭塞电源，采用高频开关电源技术，实现了模块并联均流，两路电源切换时供电不中断。信号点灯电源，50Hz轨道电路采用工频电磁技术，两路电源切换时输出电源会出现瞬间中断(小于0.15s)。直流转辙机电源，25Hz轨道电源和局部电源，有采用电力电子技术的，也有采用电磁技术的。

这类电源屏的价格较低，技术较先进，工作较可靠，效率较高，直流输出电压连续可调，两路电源切换时直流部分供电不中断。但技术的完整和系统性不够，交流部分技术落后，效率低，重量大，噪音高，两路电源切换时输出电源还会瞬间中断供电。行车安全仍存隐患。

(3)全高频电力电子技术的智能电源屏。

这类电源屏，是指电源屏各部分的功能器件全部由高频调制的电子电路组成，但它又分为有切换接点和无切换接点两种类型。

A.有切换接点的智能屏。两路电源一主一备切换工作，各类模块主、备工作，系统中存在两路电源切换和交流部分主、备模块切换两个切换环节。