UPS電源在鐵路信號(hào)中的應(yīng)用與維護(hù)

張光輝

（濟(jì)南鐵路局青島電務(wù)段，山東 濰坊 261021）

UPS電源在鐵路信號(hào)中的應(yīng)用與維護(hù)

張光輝

（濟(jì)南鐵路局青島電務(wù)段，山東 濰坊 261021）

我國(guó)鐵路現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了“高速時(shí)代”，其關(guān)鍵是保障鐵路運(yùn)行的高效性，安全性和可靠性，這需要一套更加合理的科學(xué)的信號(hào)系統(tǒng)，然而，電源系統(tǒng)是信號(hào)系統(tǒng)的核心，因此，本文主要圍繞對(duì)UPS相關(guān)知識(shí)的簡(jiǎn)單介紹，探求UPS在鐵路信號(hào)中的應(yīng)用與維護(hù)。

UPS電源；鐵路；信號(hào)

隨著新時(shí)期鐵路事業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)步入了一個(gè)高速時(shí)代，而鐵路的優(yōu)勢(shì)不僅僅取決于它的快速，更重要的是它的安全性，鐵路信號(hào)的穩(wěn)定性決定了鐵路運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量，因此，UPS的運(yùn)用也在逐漸普遍。

1 UPS電源系統(tǒng)基本工作原理

1.1 工作原理

UPS電源簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一個(gè)不間斷電源，在遇到突發(fā)狀況時(shí)能夠及時(shí)的供電，它的主要組成部分為蓄電池、整流器、逆變器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)充電器等。此外在電網(wǎng)電壓的工作能夠正常進(jìn)行時(shí)，外電網(wǎng)電壓除了負(fù)責(zé)負(fù)載供電以外，還需要給UPS儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電；當(dāng)遇到突發(fā)事件時(shí)，如斷電，UPS電源才開(kāi)始發(fā)揮作用，把電通過(guò)逆變轉(zhuǎn)換將220v的交流電提供給負(fù)載，維持設(shè)備的正常運(yùn)行；在負(fù)載負(fù)荷過(guò)重時(shí)，UPS電源能夠?qū)⒆陨淼恼鞑糠纸o負(fù)載進(jìn)行供電。

1.2 UPS電源的主要分類(lèi)

UPS電源主要分為后備式UPS和在線式UPS兩種類(lèi)型，后備式UPS的功能部件主要包括充電器、逆變器、輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、自動(dòng)穩(wěn)壓等，它的性能特點(diǎn)表現(xiàn)為：當(dāng)市電存在時(shí)，市電的利用率可達(dá)98%以上，輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)會(huì)受到切換電流能力及動(dòng)作時(shí)間的限制。在線式UPS的功能部件包括輸入開(kāi)關(guān)、自動(dòng)穩(wěn)壓器、逆變器等，它的性能特點(diǎn)表現(xiàn)為：當(dāng)市電存在時(shí)，市電的利用率可達(dá)98%以上，在切換時(shí)間方面，在線式雖然也需要切換時(shí)間，但是逆變器是工作在熱備狀態(tài)，因此比后備式要短。

1.3 UPS電源在鐵路信號(hào)中的應(yīng)用

鐵路運(yùn)行部會(huì)存在任何的差錯(cuò)，像隨時(shí)都可能出現(xiàn)的供電中斷在鐵路中是不允許的，一旦供電不穩(wěn)定，就會(huì)造成不可估量的損失，而UPS電源的使用，打破了傳統(tǒng)的供電模式，保證了鐵路運(yùn)行的質(zhì)量。為了充分保證鐵路信號(hào)系統(tǒng)的高安全性、高可靠性和高可用性，鐵路信號(hào)電源現(xiàn)在大部分都配備了在線式UPS電源。鐵道部鐵運(yùn)［2008]19號(hào).“關(guān)于客運(yùn)專(zhuān)線信號(hào)系統(tǒng)若干問(wèn)題的指導(dǎo)意見(jiàn)”提出對(duì)信號(hào)電源系統(tǒng)的要求是：客運(yùn)專(zhuān)線車(chē)站及中繼站信號(hào)電源應(yīng)按照雙套大容量UPS備用方式配備電源，UPS容量負(fù)荷按照除轉(zhuǎn)轍機(jī)外的所有用電量計(jì)算，有維護(hù)人員值守車(chē)站UPS供電時(shí)間不應(yīng)小于30min，無(wú)人維護(hù)人員值守車(chē)站UPS供電時(shí)間不應(yīng)小于2h。

2 UPS電源的日常維護(hù)

2.1 UPS電源的巡檢

春季巡檢：為了保障設(shè)備在潮濕的雨季和雷季中的運(yùn)行安全，對(duì)設(shè)備接地系統(tǒng)狀況、耐壓參數(shù)與防雷部件等作檢查。

秋季巡檢：為了保證設(shè)備在干燥的冬季特別是春節(jié)期間保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)設(shè)備的性能指標(biāo)、負(fù)荷能力、電池容量、供電安全、機(jī)房安全等作檢查。

2.2 UPS電源日常的放電試驗(yàn)

（1）將機(jī)柜AC 220V輸入的開(kāi)關(guān)關(guān)閉，這時(shí)可以聽(tīng)到UPS斷電報(bào)警的“嘀嘀”聲，UPS已經(jīng)開(kāi)始放電過(guò)程。由于UPS不能過(guò)度放電，造成免維護(hù)電池組受損，可以通過(guò)UPS前面板電池指示燈了解UPS放電程度。

（2）當(dāng)UPS電池指示燈到第三格（共五格）的時(shí)候，將AC 220V輸入的開(kāi)關(guān)合上，使UPS充電。設(shè)備恢復(fù)正常。

（3）若信號(hào)設(shè)備所配備的是雙機(jī)熱備的UPS電源則應(yīng)首先確認(rèn)A、B機(jī)哪臺(tái)是熱備的；備機(jī)放電完成后，倒機(jī)將原主機(jī)成為備機(jī)，重復(fù)以上步驟。

3 UPS電源的常見(jiàn)故障分析

（1）蓄電池的電壓偏低，開(kāi)機(jī)充電時(shí)間為十小時(shí)以上，可蓄電池的電壓仍然偏低。發(fā)生此問(wèn)題原因：初步判定為蓄電池電路出現(xiàn)問(wèn)題或充電器電路出現(xiàn)問(wèn)題，可以進(jìn)行以下檢查

——查看此電路輸入和輸出的電壓是否在正常范圍內(nèi)；

——如果此充電電路是正常輸入，而輸出出現(xiàn)問(wèn)題，則應(yīng)該把蓄電池?cái)嚅_(kāi)，再次進(jìn)行檢測(cè)，如果還是有問(wèn)題，判斷為充電電路損壞；——如果斷開(kāi)蓄電池后充電電路的輸入和輸出都為正常，則說(shuō)明蓄電池因?yàn)楹芫脹](méi)有進(jìn)行充電或者已超出正常使用期等原因無(wú)法繼續(xù)使用。

（2）UPS在開(kāi)機(jī)之后，顯示器上沒(méi)有任何顯示，UPS不工作。問(wèn)題原因：觀察后初步判斷，問(wèn)題出現(xiàn)在市電輸入、蓄電池及市電檢測(cè)部分和蓄電池電壓檢測(cè)回路

——檢查市電輸入保險(xiǎn)絲正常與否；

——如果市電輸入保險(xiǎn)絲沒(méi)有燒毀，檢查蓄電池保險(xiǎn)是不是正常，某些UPS在自檢不出蓄電池的電壓時(shí)，會(huì)把UPS全部的輸出和顯示關(guān)掉；

——如果蓄電池保險(xiǎn)正常，檢查市電檢測(cè)電路工作是不是正常，如果市電檢測(cè)電路工作失常，UPS不具備無(wú)市電啟動(dòng)功能時(shí)，UPS也會(huì)關(guān)掉全部輸出和顯示；

——如果市檢測(cè)電路工作正常，需要檢查蓄電池電壓檢測(cè)電路是不是正常。

（3）有市電時(shí)UPS輸出一切正常，在無(wú)市電時(shí)蜂鳴器長(zhǎng)鳴，沒(méi)有輸出。分析：從現(xiàn)象可得出蓄電池和逆變器發(fā)生問(wèn)題，可以進(jìn)行以下檢查

——檢查蓄電池的電壓，看蓄電池是不是沒(méi)有充足電，若蓄電池充電不足，就要檢查是蓄電池自身的問(wèn)題還是充電電路的問(wèn)題；

——如果蓄電池工作電壓處于正常狀態(tài)，則檢查逆變器驅(qū)動(dòng)電路工作是不是正常，如果驅(qū)動(dòng)電路輸出沒(méi)有問(wèn)題，表示逆變器損壞；

——如果逆變器驅(qū)動(dòng)電路非正常工作，應(yīng)該檢查波形產(chǎn)生電路有無(wú)PWM控制信號(hào)輸出，如果有控制信號(hào)輸出，表示問(wèn)題發(fā)生在逆變器驅(qū)動(dòng)電路；

——如果波形產(chǎn)生電路沒(méi)有PWM控制信號(hào)輸出，應(yīng)看它的輸出是不是因保護(hù)電路工作而封鎖，如果沒(méi)有就查明保護(hù)原因；

——如果保護(hù)電路不在工作且工作電壓是正常，波形產(chǎn)生電路無(wú)PWM波形輸出就表示波形產(chǎn)生電路壞了。

為了更快發(fā)現(xiàn)故障原因，以上排查方法可顛倒順序進(jìn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)論再好的機(jī)器都有其使用壽命，在使用時(shí)也會(huì)出現(xiàn)故障，如果經(jīng)常進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)會(huì)增加其使用壽命，從而減少問(wèn)題發(fā)生，這就和人的生老病死是相同的道理，善待自己，保養(yǎng)好自己，壽命就會(huì)長(zhǎng)，身體棒。所以，不要因?yàn)闄C(jī)器是高智能而不去維護(hù)保養(yǎng)，要知道預(yù)防在任何時(shí)候都是安全運(yùn)行的重要保障。

［1]鄭凌琳，任艷玲，陳建萍.UPS的正確使用及維護(hù)方法［J].科技傳播.2013，23（07）：13-14.

［2]馬晨鵬，王嵐.鐵路信號(hào)雙電源轉(zhuǎn)換問(wèn)題分析與對(duì)策［J].電源技術(shù)應(yīng)用.2013，24（07）：16-17.

［3]齊志勇.機(jī)房動(dòng)力配電機(jī)UPS電源配置探討［J].技術(shù)與市場(chǎng).2012，15（09）：17-18.