本文格式為Word版，下載可任意編輯——鼎漢綜合智能電源屏（系統設計方案及說明）系統設計方案及說明

一、設計指導思想及意圖

北京鼎漢技術有限公司（原北方華為）依托艾默生網絡能源有限公司（原華為電氣）在電力電子技術、智能監控技術上的強大技術優勢，成功研制的PZ系列鐵路信號智能電源系統于2023年6月通過鐵道部部級鑒定，目前已在全路各大鐵路局、城市軌道交通等領域得到廣泛應用，累計銷售1200余套，其中城市軌道交通項目累計銷售190余套，產品的技術先進性、質量穩定性得到全路的普遍認可。在城市軌道交通項目中，相繼為上海地鐵五號線、一號線、二號線、八號線及七號線停產場項目；為廣州地鐵一、二、三、四、五號線項目；北京地鐵四、十號線；南京地鐵一號線；深圳地鐵項目等提供信號電源供應，相繼協同的信號主設備供應商包括：阿爾卡特、西門子、USS、阿爾斯通等。

本次投標的綜合智能電源屏是具有智能監控、高可靠、高安全、高效率、少維修、操作便利的鐵路信號電源設備，主要功能是向上海地鐵6號線的正線、控制中心車輛段、及試車線的所有的信號系統設備（含信號機、電動轉轍機、DCS軌旁設備、計軸設備、設備室內的區域控制器、DCS設備、繼電器、聯鎖設備等）提供穩定可靠的交、直流電源。

二、系統遵循的主要技術指標及規范

我公司提供的綜合智能電源屏系統遵循的主要技術指標及規范如下：

????????????

GB191包裝儲運圖示標志

GB2423.1電工電子產品基本環境基本試驗規程試驗A：低溫試驗方法GB2423.2電工電子產品基本環境基本試驗規程試驗B：高溫試驗方法GB2423.4電工電子產品基本環境基本試驗規程試驗Db：交變濕熱試驗方法GB/T16435.1遠動設備及系統接口GB/T13729運動終端通用技術條件JJG01電測量變送器

GB2828逐批檢查技術抽樣程序及抽樣表GB2829周期檢查技術抽樣程序及抽樣表TB1424通信信號產品的溫升

TB1433鐵路信號產品正常工作環境條件TB1447信號產品的絕緣電阻

???

TB1448通信信號產品的絕緣耐壓

TB/T1528.1-2023鐵路信號電源屏第一部分:總則

TB/T1528.3-2023鐵路信號電源屏第三部分:繼電聯鎖信號電源屏TB/T1528.4-2023鐵路信號電源屏第四部分：計算機聯鎖信號電源屏

?????????

TB/T1476鐵路信號箱、架、柜外型其本尺寸系列GB4942.2低壓電器設備外殼防護等級IEC-439

低壓成套配電裝置標準

GB4943-1995信息技術設備（包括電氣事務設備）的安全（idtIEC950：1991）GB/T14048.1-1993低壓開關設備和控制設備總則(eqvIEC947-1:1988）GB14048.2-1994低壓開關設備和控制設備低壓斷路器（eqvIEC947-2:1988）GB/T14715-1993信息技術設備不休止電源通用技術條件TB/T2496-2000信號微機監測系統技術條件

GB7251.1-1997低壓成套開關設備和控制設備第一部分：型式試驗和部分型式試驗成套設備（idtIEC439）

?GB/T17626.2-1998電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗（idtIEC61000-4-2：1995）

?GB/T17626.3-1998電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗（idtIEC61000-4-3：1995）

?GB/T17626.4-1998電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗（idtIEC61000-4-4：1995）

?GB/T17626.5-1999電磁兼容試驗和測量技術浪涌（沖擊）抗擾度試驗（idtIEC61000-4-5：1995）

?GB/T17626.6-1999電磁兼容試驗和測量技術射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗（idtIEC61000-4-5：1996）

三、系統基本功能描述

PZ系列鐵路信號智能電源系統的主要功能是向上海地鐵6號線的正線、控制中心車輛段、及試車線的所有的信號系統設備（含信號機、電動轉轍機、DCS軌旁設備、計軸設備、設備室內的區域控制器、DCS設備、繼電器、聯鎖設備等）提供穩定可靠的交、直流電源，注意特點如下：

高可靠性：所有元器件均降額使用，延長使用壽命；電源模塊采用“1+1〞或“N+1〞備份方式，確保了系統的高可靠性。

適應性強：1）系統整體散熱設計，采用自然冷卻散熱方式，允許工作環境溫度范圍為－5℃～＋50℃，在沒有空調的房間能可靠正常運行；2）超寬的允許工作電壓范圍（AC380/220V±25％），特別適用于電網電壓不穩定的電化區段；3）同行業領先的防雷技術，在多雷區可保障設備正常運行；4）所有電源模塊均采用EMI濾波技術，對外電網帶入的高次諧波進行有效抑制，特別適用于27.5Kv網電；5）電磁兼容達到國家A級標準，不影響其它電子設備的正常使用。

維護性好：1）故障定位、故障信息中文顯示；2）除集中液晶顯示外，所有電源模塊均設有電壓、電流、頻率、相位數字顯示裝置，明了直觀；3）電源模塊可實現熱機插拔，在線維護簡單快捷；4）電纜連接多采用插接方式，儉約維護時間；5）輸入配電和輸出配電采用抽屜式插框方式，維護便利。

完善的自我保護功能：1）輸入過/欠壓保護；2）輸出過壓/限流/短路保護；3）完善的雷擊防護措施；4）模塊過溫保護；5）全部采用阻燃電纜。

綠色環保：1）高效率：單個電源模塊效率大于92%，整機系統效率大于85%；2）高功率因數：所有電源模塊均采用PFC（功率因數校正）技術，功率因數達0.99，減少前級供電系統的無功損耗，降低投資費用，減少運營成本；3）低噪音：采用高頻開關電源技術和自然冷卻技術，避免了工頻噪音和風扇運轉噪音；4）無污染：采用PFC技術，避免了模塊內部高次諧波對外電網的污染，有效采用EMI技術，電磁兼容性好。

智能監控：監控系統采用三級集散式監控方案，各級監控自成體系。監控單元能實時顯示電源系統的各項運行參數、運行狀態、告警狀態、設置參數、系統配置數據。界面友好，具有在線幫助、數據邊界檢查功能。

監控單元可對系統輸入、模塊輸出模擬量進行遙測；實現配電系統開關量、模塊狀態量等信號的遙信功能。監控單元可根據采集到的數據對系統故障進行聲光報警，產生相應的動作，同時能上報到后臺主機。用戶可查閱歷史告警記錄和當前記錄。

四、系統集成方案1、集成方案說明

PZ系列鐵路信號智能電源系統主要由切換系統、電源模塊、監控系統及防雷系統四大部分組成，各個部分主要功能及技術指標如下：

輸入切換單元

輸入切換單元采用在華為公司通信電源已經使用多年、證明可靠的智能切換控制系統，同時考慮到信號電源系統與鐵路信號電源系統的差異性，在本電源屏的設計中兩路輸入時采用獨特的“H－Y〞型式配電方案，如下圖：

Ⅰ路輸入3LQF2KM1KM2KM43LQF1UPS/穩壓器QF3KM3兩路輸入原理圖Ⅱ路輸入

其中QF2和QF3為手動切換空氣開關，KM1-4為交流接觸器，QF1為單刀雙擲開關。當兩路輸入均正常時，交流接觸器KM1、KM3吸合，KM2、KM4斷開。當Ⅱ路輸入故障時，KM1、KM4吸合，KM2、KM3斷開。當Ⅰ路輸入故障時，KM2、KM3吸合，KM1、KM4斷開。

這種方案確保切換單元工作的可靠工作，更換、檢修便利，切換單元做到了熱備份，同時具備了自動和手動切換功能，實現輸出不休止。

QF1的作用主要是為故障應急和手動選擇輸入電源而設計的，一路切換系統故障使UPS的供電脫離故障的輸入回路，選擇另外一路供電。

輸入電壓波動范圍為380V±25%；輸入電源頻率范圍為50Hz±6%。具有可靠的輸入電源過壓/欠壓/斷相/錯相檢測，具有測量電流、電壓的功能；其中過壓檢測范圍為0.9—1.3U（輸入電壓）、欠壓檢測范圍為0.7—1.1U(輸入電壓)、測量電壓、電流精度小于0.5%。

負載分派靈活調整，除在公司內部設計中考慮平衡狀況設計外，還可以根據現場狀況進行調整，使各供電回路做到三相平衡。

智能電源模塊

系統的各個組成部分均采用模塊化結構。直流模塊采用高頻開關電源功率因數自動調整技術（PFC技術），輸出采用自主均流“N+1〞冗余配置，交流轉轍機模塊輸出采用“1+1〞電子互鎖主備配置，提高系統可靠性、靈活性，實現系統的免維修，少維護；更換模塊時間小于1min。

采用華為公司無損傷熱插拔專利技術（專利號：99216547.4），其輸出和輸入都有

軟起動和電流限制裝置，帶電插拔不會引起系統輸出電壓的擾動。

高可靠快速保護以及專門設計的短路回縮特性，確保模塊長期短路不會損壞，完善的保護功能保證了系統與模塊安全可靠運行。

模塊本身具有獨立的內嵌式CPU監控板，可自我監控模塊的工作狀態，從而成為一個真正的智能電源模塊。模塊工作的所有信息均可通過RS485口傳輸到監控模塊，便利后臺實時監控各模塊狀態。

安規模塊EMC：通過信息產業部北京電話交換設備質量監視檢驗中NO.EMC2023001檢驗。

防雷設計：通過鐵道部產品質量監視檢驗中心通信信號檢驗站檢驗。

電源模塊采用高效率設計，熱損耗低，系統結構設計充分考慮了散熱問題，可以做到自然散熱方式。

智能監控系統

監控系統采用三級集散式監控體系，各級監控自成體系，下級監控保證在上級監控故障或不存在時能獨立工作，產生告警信息；上級監控可以對下級監控的工作狀態和數據進行匯總處理。第一級監控為模塊監控和配電監控，監測模塊信息和系統配電信息；其次級監控為監控單元為電源系統的人機交互接口，對第一級監控數據進行匯總顯示和故障定位；第三級監控為全線電源的信息匯總。具有如下特點：

第一級：模塊監控和配電監控

每個電源模塊都是一個智能單元，電源模塊內有一塊模塊監控CPU板。模塊監控板的功能有：①采集模塊的輸出電壓、電流值②采集電源模塊的工作狀態，包括保護、故障、工作/備用。③顯示該模塊的保護、故障告警信息。④通過RS485口與監控模塊通信。配電監控對整個系統的配電狀態進行監測，完成輸入、輸出配電的數據采集、干結點輸出