Организация электропитания микропроцессорных централизаций

Организация электропитания микропроцессорных централизаций

Неотъемлемой частью любой системы ЭЦ являются источники электропитания, назначение которых бесперебойно обеспечивать системы электрической энергией требуемого вида и качества. Поэтому источники электропитания в новых системах ЭЦ существенно изменились: уменьшились их габариты, повысился КПД за счет применения наиболее рациональных интегральных микросхем, использования высокочастотного преобразования энергии постоянного тока и экономичных импульсных методов регулирования.

Система питания МПЦ Ebilock-950 соответствует общим для российских железных дорог принципам построения систем питания ЭЦ. Основными составляющими системы электропитания являются: вводный щит, на который подается питание от двух фидеров; специальная панель контроля и переключения фидеров; источник бесперебойного питания с изолирующим трансформатором; распределительный щит, с которого разводится питание по объектам централизации — в контейнеры объектных контроллеров, на устройства центрального процессора, для питания аппаратуры автоматизированных рабочих мест ДСП и электромеханика СЦБ, на стативы с релейным оборудованием. Обобщенная структурная схемы системы электропитания МПЦ и отдельного модуля показаны на рис. 2.50. Вместе с тем в организации питания устройств ЭЦ на базе процессорной техники имеются некоторые отличия.

Параметры электрических сетей не всегда соответствуют норме, поэтому актуален вопрос о гарантированном питании в случае возникновения неполадок электросети. Основными неполадками сетевого питания являются: авария сетевого напряжения (полное пропадание напряжения); долговременные и кратковременные подсадки и всплески напряжения; высоковольтные импульсные помехи; высокочастотный шум; выбег частоты.

Применение двух независимых фидеров питания позволяет значительно снизить вероятность полного пропадания сетевого напряжения, но остается полная зависимость от качества этого напряжения. Для обеспечения должного качества электропитания широкое распространение получили источники бесперебойного питания ИБП. Они позволяют гарантировать параметры питающего напряжения в жестких пределах (напряжение ± 1 %, частота ±0,1 %), избавиться от всякого рода высокочастотных и низкочастотных помех. В случае полного пропадания питающего напряжения ИБП способен поддерживать автономную работу системы в течение нескольких часов.

Существует также дополнительный режим работы ИБП, называемый «обход» (bypass), который заключается в питании нагрузки отфильтрованным входным сетевым напряжением в обход основной схемы преобразования ИБП. Различают автоматический и ручной режимы burras. Автоматический переход в режим burras производится устройством управления ИБП в случае перегрузки на его выходе или при неполадках в его жизненно важных узлах. Таким образом нагрузка защищается не только от изъянов питающего напряжения, но и от неполадок в самом ИБП. Ручное переключение в режим burras предусмотрено для возможности проведения сервисного обслуживания ИБП или его замены в «горячем» режиме, т.е. без перерыва питания нагрузки.

Центральный процессор Ebilock-950 является системой с дублированной структурой. Он имеет два абсолютно идентичных комплекта аппаратуры, один из которых находится в «горячем» резерве и включается в работу в случае сбоя или выхода из строя другого комплекта. Каждый комплект имеет свой блок питания 220 В, который вырабатывает все необходимые напряжения. Для повышения надежности системы левый и правый комплекты запитываются от различных фаз. Такое решение позволяет избежать полной остановки системы в случае пропадания одной из фаз питающего напряжения, так как система безопасно переключится на резервный комплект. Питание АРМ ДСП и АРМ ШН осуществляется по такому же принципу.

Система Ebilock-950 является распределенной, поэтому контейнеры с объектными контроллерами могут располагаться на значительном расстоянии от центрального поста. Для повышения надежности каждый контейнер получает питание с распределительного щита центрального поста по двум силовым кабелям, проложенным в разных траншеях. Такое решение требует установки в каждом контейнере вводного щита, способного контролировать фидеры и в случае необходимости производить переключение нагрузки с одного фидера на другой с использованием АВР. Дизель-генераторный агрегат (ДГА) Gesan—DP 63 (номинальная мощность 63 кВА) и панель управления, установленные в контейнере, обеспечивают работу системы автоматического ввода резерва (АВР) электропитания трехфазной сети 380 В, 50 Гц (см. рис. 2.50). ДГА установлен в комплексный контейнер, осуществляющий климат-контроль, коммутацию с внешними фидерами, охрану и пожарную безопасность ДГА и шкафа с аппаратурой. Электрическая система ДГА состоит из панели ручного управления и панели автоматического управления. В панель ручного управления вмонтированы: контроллер, тахометр, вольтметр, амперметр, лампа, счетчик моточасов, автоматический выключатель, переключаемый вольтметр, датчики температуры, заряда батареи, давления масла и уровня топлива. Основной элемент панели — контроллер GPM-2 — служит для управления запуском ДГА, его работой и остановкой. Кроме того, он отвечает за подачу сигналов тревоги и выполнение аварийных остановок ДГА. В панель автоматического управления вмонтированы аналогичные приборы и контроллер GESO. Этот контроллер осуществляет следующие режимы: автоматический (автотест с/без нагрузки) и ручной (ручной старт, переключение на генератор, стоп). Все ДГА с панелью автоматического управления снабжены системой подогрева для ускорения пуска двигателя и повышения быстродействия в целом. Система подогрева состоит из бака, встроенного в систему охлаждения двигателя, и нагревательного элемента с регулируемым термостатом.


В каждом контейнере может находиться несколько шкафов объектных контроллеров. В каждом шкафу размещаются до четырех полок с контроллерами и источник питания PSU, который вырабатывает все напряжения, необходимые для работы контроллеров. Источники питания системы объектных контроллеров выпускаются трех типов: PSU51 — источник питания стрелочных электроприводов, формирующий рабочие напряжения для питания двигателей стрелочных приводов, элементов внешней логики и дополнительных устройств; PSU61 — источник питания светофоров, обеспечивающий питание светофорных ламп и элементов внешней логики; PSU71 — источник питания внутренней логики системы.

Поскольку источники питания непосредственно влияют на безопасность движения поездов, к ним предъявляются высокие требования по функциональным характеристикам, электрическим параметрам и показателям надежности. Источники питания (системы объектных контроллеров) СОК в соответствии с требованиями ГОСТ 29192 -— 91 относятся к категории 2 — технические средства силовой электрической цепи, к классу 2.4—преобразователи электрической энергии, к подклассу 2.2.4 — источники вторичного питания для технических средств сигнальных и информационных цепей. Источники питания PSU51 и PSU61 в установившемся режиме имеют следующие технические возможности: обеспечивают независимую коммутацию входной и выходной обмоток трансформатора в соответствии со схемами «звезда» и «треугольник» и вырабатывают необходимые уровни напряжений и токов: ток холостого хода составляет не более 0,5 А; разница тока по отдельным фазам с первичной стороны источника питания при холостом ходе — не более 30 %; при полной нагрузке ИП СОК имеет КПД не менее 90 %. Источник питания PSU71 при выходном токе 6 А обеспечивает необходимую защиту от динамических перепадов напряжения. Из-за жесткой электромагнитной обстановки в местах эксплуатации ИП СОК к ним предъявляются высокие требования по электромагнитной совместимости. Подавление сетевых помех в источнике PSU71 выполняют фильтры. Для питания шкафа объектных контроллеров могут применяться два типа источников питания: трехфазный или однофазный (с учетом питания стрелочных электроприводов).

Распределение напряжений по контроллерам происходит следующим образом. Постоянное напряжение 24 В, питающее контроллеры, подается на специализированную плату, через которую питание распределяется по разъемам на задней стенке. Все другие напряжения, необходимые различным контроллерам для управления объектами (стрелками, светофорами, релейными интерфейсами), подаются непосредственно на платы. Каждый тип напряжения имеет несколько предохранителей, по одному на каждую плату в контроллере. При срабатывании предохранителя только одна плата остается без питания.

Все применяемые автоматические предохранители имеют дополнительные контрольные контакты. Схема контроля перегорания предохранителей (см. рис. 2.50) представляет собой токовую петлю, которая подключается к специальному входу в концентраторе. В случае срабатывания предохранителя концентратор посылает сообщение центральному компьютеру, которое затем отображается на АРМ ДСП. Сообщение содержит только номер шкафа, в котором это произошло, и не позволяет определить срабатывание какого предохранителя его вызвало. Такой подход оправдан тем, что в любом случае электромеханику придется пойти в контейнер объектных контроллеров и выяснить причину перегорания предохранителя. Определение предохранителя на месте не представляет никакой сложности, так как сработавший автоматический предохранитель имеет чисто визуальные отличия и для идентификации не требует никаких приборов.

Питание устройств микропроцессорной системы ЭЦ-ЕМ осуществляется также от двух независимых источников питания с применением ИБП (схема межпанельных соединений питающей установки показана на рис. 2.51). Контроль фидеров питания выведен на резервный пульт-табло прямопроводного управления и контроля. Подключение устройств ЭЦ-ЕМ к источникам питания осуществляется через устройства электропитания, которые состоят из щита выключения питания ЩВПУ (щит выключения питания управляемый) в помещении ДСП, щита автоматического распределения нагрузки с АВР, источника бесперебойного питания ИБП и распределительного щита РЩ.


Схема электроснабжения транспортабельного модуля промежуточной станции, оборудованной системой ЭЦ-МПК, представлена на рис. 2.52. Система электропитания состоит из двух трансформаторных подстанций: КТП-25/27, подключаемой к линии ДПР напряжением 27,5 кВ, и СТП-10/27, подключаемой к линии СЦБ. К модулю прокладываются кабели марки АВБбШв-1 в земляной траншее на глубине 0,7 м от планировочной отметки земли. Пересечения кабельной линии с линиями связи и СЦБ и с железнодорожными путями выполнены в асбоцементных трубах. Заземляющие устройства этих подстанций выполнены в соответствии с нормативными документами и не превышают 5 Ом. Заземление подстанций СТП, в том числе и используемых для питания релейных шкафов входных светофоров, выполнено присоединением к нейтральной точке ближайшего дроссель-трансформатора двумя стальными проводниками диаметром 12 мм (выравнивающий контур при этом не выполняется).


Admin добавил 12.06.2011 в 20:41
Вы можете дополнить или изменить данную статью, нажав кнопку Редактор