ZPW-2000A試驗沙盤中電源屏技術設計

摘?要：伴隨我國軌道交通的跨越式發(fā)展，鐵道信號類專業(yè)人才培養(yǎng)過程迫切需要適應鐵路人才的需求。鐵路信號類模擬沙盤有助于學生測試沙盤仿真設備的室內外參數(shù)，保證室內外設備的聯(lián)鎖關系。本文就沙盤的電源屏技術進行了介紹，不斷提高理實一體的人才培養(yǎng)模式。

關鍵詞：ZPW-2000A;軌道電路;智能電源屏

中圖分類號：U284文獻標識碼：AHT

當前我國高速鐵路飛速發(fā)展，路網(wǎng)規(guī)模占世界高鐵60%以上[1]。ZPW-2000A無絕緣移頻自動閉塞軌道電路有列車占用檢查和傳遞行車信息的作用，對于保證列車行車安全與提高線路運營效率具有重要作用。ZPW-2000A試驗沙盤系統(tǒng)的建設對提高鐵道信號類專業(yè)學生的實踐技能的培養(yǎng)具有積極意義。沙盤形象直觀、互動性強，電源屏是其中重要一環(huán)，承擔著為微機監(jiān)測、道岔表示、聯(lián)鎖、信號點燈、穩(wěn)壓備用、沙盤、軌道繼電器、區(qū)間繼電器、轉轍機、區(qū)間移頻、熔絲報警、半自動閉塞等供電。

1 電源系統(tǒng)需求

為滿足室內外軌道電路與信號電路的連接，電源系統(tǒng)需滿足總容量≤10kVA的微機聯(lián)鎖車站，使各參數(shù)在模擬沙盤仿真設備上可進行測試，且要保證室內外良好的聯(lián)鎖關系較困難，主要存在：

（1）微型電動轉轍機難以實現(xiàn)道岔位置轉換后自動斷電;

（2）道岔轉換完成后，給出正確表示過程與動作過程不能公用外線;

（3）ZPW-2000A軌道電路的各項參數(shù)在沙盤軌道上難以實現(xiàn)。

本套電源系統(tǒng)由一面屏組成，B屏為交流電源模塊、直流電源模塊、輸入轉換單元和監(jiān)控端共同構成。

整套電源設備根據(jù)ZPW-2000A型軌道電路的結構功能特點具有以下特點：

（1）智能化設計。監(jiān)測電源系統(tǒng)的參數(shù)和狀態(tài)，并具有故障報警、顯示、記錄功能。

（2）網(wǎng)絡化功能。與微機監(jiān)測實現(xiàn)網(wǎng)絡通信，使得信號電源由“故障修”向“狀態(tài)修”的轉變，最終達到車站信號電源的無人值守，推進智能交通系統(tǒng)的發(fā)展。

（3）標準模塊化設計。根據(jù)現(xiàn)場靈活配置電源系統(tǒng)，整個電源屏有兩路輸入，電源模塊采用“N+1”互補成對冗余的熱機備份工作方式保證系統(tǒng)的可靠性。

（4）兩路電源快速切換系統(tǒng)。保證繼電器電源、電碼化電源和25HZ電源不間斷供電。

2 電源系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

考慮ZPW-2000A功能實現(xiàn)的要求及微型電動轉轍機難以在道岔轉換到位后自動斷電的問題，智能電源屏參數(shù)的設置如下：

（1）電源輸入：三相AC304V～437V，50Hz±1Hz;

（2）電源系統(tǒng)容量：10kVA。

2.1 分壓電路的設計

為滿足負載電路的電壓需求，如沙盤（AC220V/10A）、軌出1和軌出2（12V/4A）以及信號點燈（12V/4A），總體的分壓由采用的380V穩(wěn)壓器模塊變成220V/10A和220V/5A、12V/4A。

穩(wěn)壓模塊的電壓輸入輸出均為220V，電流輸出為22.7A。當穩(wěn)壓模塊出現(xiàn)故障時，監(jiān)測系統(tǒng)的人機界面將給出穩(wěn)壓模塊故障告警信息，同時模塊告警指示燈亮。模塊處于不穩(wěn)壓直供狀態(tài)，需及時檢查輸入電壓參數(shù)，判斷模塊是否為欠電壓保護狀態(tài)。若輸入電壓正常，檢査穩(wěn)壓模塊是否處于過電流或短路保護狀態(tài)。

2.2 24V控制電源的設計

為實現(xiàn)對系統(tǒng)的保護和負載電路的控制，設計了24V控制電路的結構。

（1）輸入過電壓保護。當交流輸入電壓超過內部設定值，則模塊自動停機保護。交流電壓恢復正常后，模塊自動恢復正常。

（2）輸入欠電壓保護。若交流輸入電壓值低于額定，則模塊限流以降低其輸出電量。當交流輸入電壓繼續(xù)跌到低于內部設定保護值時，則模塊自動保護。當交流輸入電壓恢復正常后，模塊自動恢復正常。

（3）輸出過電壓保護。當整流模塊直流輸出電壓超過內部設定值，則模塊自動停機且鎖位，需重開機恢復。

2.3 電源屏間連接線

如下圖所示為智能電源屏間的連接線。

3 結語

本文自主探索信號室平臺，結合學校建設規(guī)劃，搭建平臺，擴大相關專業(yè)學生的培養(yǎng)范圍，有利于提高鐵道信號類專業(yè)學生的實踐技能，構建仿真結合的實訓場景，解決復雜的教學問題。

參考文獻：

[1]孫永福，何華武，鄭健.中國鐵路“走出去”發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].中國工程科學，2017（5）：1-8.

[2]傅柄棋，張宏宇，何立.石油儲罐區(qū)模擬沙盤設計[J].消防科學與技術，2019（7）.

[3]李洪健，李飛.沙盤推演在數(shù)字出版項目中的應用性思考[J].科技與出版，2019（3）：134-137.

[4]張永賢，徐雪松，余江松.ZPW-2000A型無絕緣軌道電路建模與仿真研究[J].華東交通大學學報，（3）：70-74.

[5]王保松.大秦重載鐵路ZPW-2000A軌道電路低道床現(xiàn)狀分析及建議[J].鐵路通信信號工程技術，2018（6）.

基金項目：計算機聯(lián)鎖及區(qū)間ZPW-2000A模擬沙盤實訓系統(tǒng)探索（2014-27）

通訊作者：李曉艷（1979-），女，陜西渭南人，碩士，副教授，主要研究方向為鐵路信號自動控制。