鼎漢綜合智能電源屏(系統(tǒng)設計方案及說明)

系統(tǒng)設計方案及說明一、設計指導思想及意圖〔原北方華為〕依托艾默生網(wǎng)絡能源〔原華為電氣〕20236領域得到廣泛應用，累計銷售1200余套，其中城市軌道交通工程累計銷售190余套，產(chǎn)品的技術先進性、質(zhì)量穩(wěn)定性得到全路的普遍認可。在城市軌道交通工程中，相繼為上四、五號線工程；北京地鐵四、十號線；南京地鐵一號線；深圳地鐵工程等供給信號電源供給，相繼協(xié)作的信號主設備供給商包括：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(jiān)控、高牢靠、高安全、高效率、少修理、6及試車線的全部的信號系統(tǒng)設備〔DCS〕供給穩(wěn)定牢靠的交、直流電源。二、系統(tǒng)遵循的主要技術指標及標準我公司供給的綜合智能電源屏系統(tǒng)遵循的主要技術指標及標準如下：GB191包裝儲運圖示標志GB2423.1電工電子產(chǎn)品根本環(huán)境根本試驗規(guī)程試驗A：低溫試驗方法GB2423.2電工電子產(chǎn)品根本環(huán)境根本試驗規(guī)程試驗B：高溫試驗方法GB2423.4電工電子產(chǎn)品根本環(huán)境根本試驗規(guī)程試驗Db：交變濕熱試驗方法GB/T16435.1遠動設備及系統(tǒng)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(chǎn)品的溫升TB1433 鐵路信號產(chǎn)品正常工作環(huán)境條件TB1447 信號產(chǎn)品的絕緣電阻TB1448 通信信號產(chǎn)品的絕緣耐壓TB/T1528.1-2023鐵路信號電源屏第一局部:總則 TB/T1528.3-2023鐵路信號電源屏第三局部:繼電聯(lián)鎖信號電源屏TB/T1528.4-2023鐵路信號電源屏第四局部：計算機聯(lián)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idtIEC95199〕GB/T14048.1-1993(eqvIEC947-1:1988〕GB14048.2-1994〔eqvIEC947-2:1988〕GB/T14715-1993信息技術設備不連續(xù)電源通用技術條件TB/T2496-2023信號微機監(jiān)測系統(tǒng)技術條件 低壓成套開關設備和掌握設備第一局部：型式試驗和局部型式試驗成套設備〔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IEC61000-4-4：1995〕 GB/T17626.5-1999〔沖擊〕抗擾度試驗idt61000-4-5：1995〕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(tǒng)根本功能描述PZ系列鐵路信號智能電源系統(tǒng)的主要功能是向上海地鐵6號線的正線、掌握中心車輛段、及試車線的全部的信號系統(tǒng)設備〔DCS〕供給穩(wěn)定牢靠的交、直流電源，留意特點如下：：全部元器件均降額使用，延長使用壽命；電源模塊承受1+備份方式，確保了系統(tǒng)的高牢靠性。－5℃～＋50℃，在沒有空調(diào)的房間能牢靠正常運行；2〕超寬的允許工作電壓范圍AC380/2202％〕，特別適用于電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定的電化區(qū)段〕同行業(yè)領先的防雷技術，在多雷區(qū)可保障設備正常運行〕EMI27.5Kv網(wǎng)電；5〕電磁兼容到達國家A級標準，不影響其它電子設備的正常使用。均設有電壓、電流、頻率、相位數(shù)字顯示裝置，清楚直觀〕4〕〕輸入配電和輸出配電承受抽屜式插框方式，維護便利。全部承受阻燃電纜。綠色環(huán)保：1〕92%，整機系統(tǒng)效率大于85%；2〕高PFC〔功率因數(shù)校正〕0.99，削減前級供電系統(tǒng)的無功損耗，降低投資費用，削減運營本錢〕PFCEMI技術，電磁兼容性好。智能監(jiān)控：監(jiān)控系統(tǒng)承受三級集散式監(jiān)控方案，各級監(jiān)控自成體系。監(jiān)控單元能實時顯示電源系統(tǒng)的各項運行參數(shù)、運行狀態(tài)、告警狀態(tài)、設置參數(shù)、系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)。界面友好，具有在線幫助、數(shù)據(jù)邊界檢查功能。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(tǒng)集成方案1、集成方案說明PZ系列鐵路信號智能電源系統(tǒng)主要由切換系統(tǒng)、電源模塊、監(jiān)控系統(tǒng)及防雷系統(tǒng)四大局部組成，各個局部主要功能及技術指標如下：輸入切換單元輸入時承受獨特的“H－Y”型式配電方案，如下圖：3LKM23LKM2QF1UPS/穩(wěn)壓器KM4QF33L

QF2 KM1Ⅱ路輸入KM3兩路輸入原理圖其中QF2和QF3為手動切換空氣開關，KM1-4為溝通接觸器，QF1為單刀雙擲開關。當KM4，KM2、KM3斷開。當Ⅰ路輸入故障時，KM2、KM3吸合，KM1、KM4斷開。同時具備了自動和手動切換功能，實現(xiàn)輸出不連續(xù)。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(tǒng)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%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于0.5%。進展調(diào)整，使各供電回路做到三相平衡。智能電源模塊系統(tǒng)的各個組成局部均承受模塊化構造。直流模塊承受高頻開關電源功率因數(shù)自動調(diào)整技術PFC技術〕，N+”冗余配置，溝通轉轍機模塊輸出承受“1+1”電子互鎖主備配置，提高系統(tǒng)牢靠性、敏捷性，實現(xiàn)系統(tǒng)的免修理，少維護；更換模塊時間小于1min。承受華為公司無損傷熱插拔專利技術〔99216547.〕，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(tǒng)輸出電壓的擾動。的保護功能保證了系統(tǒng)與模塊安全牢靠運行。CPURS485后臺實時監(jiān)控各模塊狀態(tài)。安規(guī)模塊EMC：通過信息產(chǎn)業(yè)部北京交換設備質(zhì)量監(jiān)視檢驗中NO.EMC2023001檢驗。防雷設計：通過鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)視檢驗中心通信信號檢驗站檢驗。到自然散熱方式。智能監(jiān)控系統(tǒng)故障定位；第三級監(jiān)控為全線電源的信息匯總。具有如下特點：第一級：模塊監(jiān)控和配電監(jiān)控CPU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(tài)，包括保護、故RS485點輸出掌握、聲光報警及通信等功能。其次級：監(jiān)控單元RTOS〔實時多任務操作系統(tǒng)〕為系統(tǒng)平臺，具有如下功能：顯示與設置功能：能實時顯示電源系統(tǒng)的各項運行參數(shù)、運行狀態(tài)、告警狀態(tài)、系統(tǒng)開關量、模塊狀態(tài)量等信號的遙信功能。告警與記錄功能：監(jiān)控模塊可依據(jù)采集到的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)故障進展聲光報警，產(chǎn)生用戶可依據(jù)實際狀況設定告警級別，并可為每種告警類型設定對應的繼電器輸出，也可設為無繼電器輸出。用戶可查閱歷史告警記錄和當前記錄，歷史告警記錄包括告警類型名、發(fā)生時間、完畢時間，當前記錄中則只有告警類型名和發(fā)生時間，顯示挨次按發(fā)生時間的先后來顯示。歷史告警記錄按循環(huán)存儲方式保存最多100條，超出100條則自動去除最舊的告警記錄。MODEM、RS232、RS485/RS422RS485MODEM碼〔最多三組，設置時必需通過密碼校驗。用戶可依據(jù)需要設置成其中一個干接點信號輸出。第三級：遠程監(jiān)控RS422、RS485、RS232和Modem串行接口，通過適當?shù)慕M網(wǎng)方式可以對進展遠程實時動態(tài)監(jiān)測和治理。承受計算機及通信網(wǎng)絡技術對系統(tǒng)各輸入、輸出回路的電壓、電流開關量進展全面監(jiān)測，并能以圖像、表格、文字說明等方式在電源屏上進展顯示。這種分散分級監(jiān)控體系使各構成單元〔電源模塊、防雷單元、配電單元等〕具有智例如電源模塊故障和系統(tǒng)配電故障除可以上級監(jiān)控中報告外還可以通過自身表達告警信息。輸入輸出防雷單元防雷系統(tǒng)如以下圖所示：3L+N3L+N模塊模塊模塊模塊負載檢測探頭檢測探頭檢測探頭C級防雷D級防雷輸出防雷8/20μs20kA208/20μs1CDEHN，D2、各站電源屏機柜構造示意圖PZDT-00216OCC掌握中心ATS電源設備 PZDT-00216FS-A正線集中站電源設備 PZDT-00216FS-B正線非集中站電源設備PZDT-00216TT試車線 PZDT-00216MT修理培訓中心PZDT-00216DE車輛段 PZDT-00216DP停車場 五、系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理圖〔以正線設備集中站為例：系統(tǒng)工作原理說明：出以及防雷等。其工作原理是：UPS，經(jīng)過UPS進入交、直流模塊，模塊的輸出進入交、直流輸出配電單元，溝通模塊通過隔離變壓器隔離后給信號設備供電，直流模塊內(nèi)部高頻隔離后輸出給信號設備供電。在輸出端有多種保護監(jiān)控功能單元，全面保護信號設備安全。CPURS485RS485RS232、RJ45MODEMRJ45的集中監(jiān)控組網(wǎng)。六、系統(tǒng)容量大小序設備名稱序設備名稱型號規(guī)格單數(shù)備注號位量1智能電源屏PZDT-00216OCC套1掌握中心ATS電源設備2智能電源屏PZDT-00216FS-A套9正線集中站電源設備3智能電源屏PZDT-00216FS-B套19正線非集中站電源設備4智能電源屏PZDT-00216TT套1試車線5智能電源屏PZDT-00216MT套1修理培訓中心6智能電源屏PZDT-00216DE套1車輛段7智能電源屏PZDT-00216DP套1停車場外部接口監(jiān)控模塊具有與后臺主機和下級設備通信功能。外部通信接口共七個：接口，微機監(jiān)測儀或其他智能后臺；串口2：RS232串口3：連接MODEM；串口4：RS485/RS422串口5：RS485/RS422UPS；串口6：RS485/RS422串口7：RS485/RS422接口，環(huán)境監(jiān)測儀或其他智能設備。干結點接口/故障/UPSUPS/故障信/斷電轉/斷電60V計軸電源狀態(tài)-有電/斷電UPS電源狀態(tài)- 正常/故障信號機電源-白天供電/夜間供電Ⅰ路市電狀態(tài)-正常/故障Ⅱ路市電狀態(tài)- 正常/故障PIIS〔旅客向導牌〕電源熔絲狀態(tài)- 正常/斷絲協(xié)議1998準化習慣。八、類似系統(tǒng)成功運行的簡潔介紹〔原北方華為〕依托艾默生網(wǎng)絡能源〔原華為電氣〕20236790500穩(wěn)定性得到全路的普遍認可。PZDT系列城市軌道交通電源屏已經(jīng)成功應用于在城市軌道交通工程中，相繼為上海地鐵五號線、一號線北延長、一號線富錦路停車場、二號線西延長、八號線及七號線停產(chǎn)場工程；為廣州地鐵一號線、二號線、三號線、四號線、五號線工程；北京地鐵四號線、十號線；南京地鐵一號線；深圳地鐵一號線、四號線工程、長春輕軌一期工程，相3號線北延長工程。公司員工從產(chǎn)品設計、施工調(diào)試和售后效勞對城市軌道交通有深入的理解。1、系統(tǒng)性能參數(shù)85%〔30%～100%〕0.99使用壽命：適當維護，不小于15年絕緣電阻的氣候條件下，整機輸入、輸出端子對地經(jīng)過交便濕熱試驗后，其潮濕絕緣電阻值不小于25MΩ。2、高牢靠性PZ系列電源屏構造保護等級符合IP20。系統(tǒng)設計符合國際安全標準-EN60950。通過電磁兼容性的要求。PZ系列智能電源屏系統(tǒng)地考慮安全性設計，切實保證系統(tǒng)的安全牢靠。從技術和工藝方面多角度考慮了安全需求。PZ系列電源屏已于2023年6月通過了鐵道部的科技成果鑒定?！癗+1”前該系列電源屏已成功應用于全國各鐵路局和城市軌道交通工程。系統(tǒng)設備的平均故障間隔時間超過15平均無運行故障間隔時間超過20年，即系統(tǒng)全壽命周期為20年。3、可維護性PZ系列電源屏承受模塊化構造設計，關鍵環(huán)節(jié)承受備份設計思路，電源模塊承受華為公司無損傷熱插拔專利技術〔99216547.4限制裝置，帶電插拔不會引起系統(tǒng)輸出電壓的擾動，避開了輸出擾動帶來的負載損傷。輸出供電，維護快捷便利。系統(tǒng)構造工藝也保證了維護的便利性。4、可擴展性PZ系列電源屏承受模塊化設計思路，硬件構造可以積木式搭建擴容。集中監(jiān)測主機64個模塊的監(jiān)控力量，集中監(jiān)控能監(jiān)控255個電源系統(tǒng)，以滿足電源系統(tǒng)的擴展需要。5、電磁兼容性射電平。電磁兼容應滿足GB/T17626、GB9254—88A級、TB/T1528.1要求的標準。1〕端口壓降2〕尖峰、浪涌3〕共模差模電網(wǎng)和模塊之間的相互干擾。靜電好，整個機柜電器連接屏蔽，可以有效阻擋靜電放電的發(fā)生；EMC、EMIEMC、EMIPFC路的設計可有效供給功率因數(shù)的同時避開了供電與設備之間的相互干擾。6、過電壓、過電流保護系統(tǒng)輸入的過電流保護功能通過斷路器實現(xiàn)。當電壓恢復正常時自動開機；模塊輸出電壓超出過壓保護點時，模塊自動關機〔需要人工恢復，切斷對外部的電源供給，保障自身的安全；模塊輸出電流超出額定值時，即進入限流輸出狀態(tài)，輸出電流仍不能得到抑制時，輸出電壓直至被切斷。20%：1〕2V。具有輸出過壓保護電路，其輸出過壓保護電路可以嚴格限制其輸出電壓幅值。其前級變壓器的輸入電壓最大值及隔離高頻變壓器的線圈的匝比打算了其輸出電壓不會高于其額定輸出的＋20%。7、絕緣耐壓系統(tǒng)在大氣壓不低于84KPa時，系統(tǒng)輸入或輸出電壓UU≤60V， 50HZ 1000V1min，無擊穿或閃耀現(xiàn)象60V＜U≤220V，50HZ 1000V1min，無擊穿或閃耀現(xiàn)象220V＜U≤380V，50HZ 1200V1min，無擊穿或閃耀現(xiàn)象8、抗雷擊特性溝通輸入防雷：20kA，2040kA，11min。輸出防雷〔室外設備電源：模擬雷擊電流8/20μs，幅值5kA，10次，沖擊間隔大于1min。9、安全防護，有效地掌握設備溫升。接地線分開接入綜合接地系統(tǒng)。導電局部完全不外露、導線連接使用不需螺絲的彈簧籠式接線端子，有效保護人身安全。的振動，設備全部有防潮保護。10、接地要求電源系統(tǒng)的防雷接地和保護接地分別使用不同的接地體，保護地外接地線的線徑應不小于6mm2，接地電阻應小于10歐姆〔0.56mm22要求時，可通過加大接地體尺寸、加大埋設深度以及在接地體四周施以降阻劑予以解決。11、智能監(jiān)控故障定位；第三級監(jiān)控為全線電源的信息匯總。具有如下特點：第一級：模塊監(jiān)控和配電監(jiān)控CPU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(tài)，包括保護、故RS485點輸出掌握、聲光報警及通信等功能。其次級：監(jiān)控單元RTOS〔實時多任務操作系統(tǒng)〕為系統(tǒng)平臺，具有如下功能：顯示與設置功能：能實時顯示電源系統(tǒng)的各項運行參數(shù)、運行狀態(tài)、告警狀態(tài)、系統(tǒng)開關量、模塊狀態(tài)量等信號的遙信功能。告警與記錄功能：監(jiān)控模塊可依據(jù)采集到的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)故障進展聲光報警，產(chǎn)生用戶可依據(jù)實際狀況設定告警級別，并可為每種告警類型設定對應的繼電器輸出，也可設為無繼電器輸出。用戶可查閱歷史告警記錄和當前記錄，歷史告警記錄包括告警類型名、發(fā)生時間、完畢時間，當前記錄中則只有告警類型名和發(fā)生時間，顯示挨次按發(fā)生時間的先后來顯示。歷史告警記錄按循環(huán)存儲方式保存最多100條，超出100條則自動去除最舊的告警記錄。MODEM、RS232、RS485/RS422RS485MODEM碼〔最多三組，設置時必需通過密碼校驗。用戶可依據(jù)需要設置成其中一個干接點信號輸出。第三級：遠程監(jiān)控RS422、RS485、RS232和Modem串行接口，通過適當?shù)慕M網(wǎng)方式可以對進展遠程實時動態(tài)監(jiān)測和治理。承受計算機及通信網(wǎng)絡技術對系統(tǒng)各輸入、輸出回路顯示。這種分散分級監(jiān)控體系使各構成單元〔電源模塊、防雷單元、配電單元等〕具有智例如電源模塊故障和系統(tǒng)配電故障除可以上級監(jiān)控中報告外還可以通過自身表達告警信息。A、HXD-E、主要特點：承受高頻開關電源技術；承受自冷散熱方式，長壽命設計；承受PFC技術，功率因數(shù)大于0.99；承受先進的低壓差自主均流技術，具有較好的均流性能；設置了短路回縮特性，即使模塊處于長期短路狀態(tài)也不致?lián)p壞；/欠壓、輸出過/欠壓、過熱等；設有CPU監(jiān)控板，可與系統(tǒng)監(jiān)控模塊通信。、輸入特性序號工程指標備注1輸入電壓154V-286VAC2輸入電流≤8A3輸入溝通頻率50±5Hz4功率因數(shù)≥0.995效率滿載DC/DC≥85%、輸出特性：124VDC，324V-60VDC，相互隔離序號工程指標序號工程指標備注1額定電壓24VDC2額定電流22A33紋波系數(shù)≤0.5%4穩(wěn)壓精度24V-60VDC序號工程指標備注1額定電壓24V-60VDC24-60V2額定電流3〔482〔48〕3紋波系數(shù)≤0.5%4穩(wěn)壓精度≤±1%、保護特性序號工程指標備注124V≤7A2輸入過壓保護291±5VAC，回差20±5V3輸入欠壓保護149±5VAC，回差20±5V424V29±2V524V-60VDC輸出過壓保護+5V6過溫保護點90±5℃5)絕緣強度和絕緣電阻絕緣強度電壓時間漏電流絕緣電阻(500VDC)溝通側對地1500VAC/50Hz1min≤20mA≥25MΩ溝通側對直流側3000VAC/50Hz1min≤20mA≥25MΩ直流側對地500VAC/50Hz1min≤20mA≥25MΩ四路輸出之間2500VAC/50Hz1min≤20mA≥25MΩB、HXD-D11)承受高頻開關電源技術；承受自冷散熱方式，長壽命設計；承受PFC技術，功率因數(shù)大于0.99；承受先進的低壓差自主均流技術，具有較好的均流性能；設置了短路回縮特性，即使模塊處于長期短路狀態(tài)也不致?lián)p壞；/欠壓、輸出過/欠壓、過熱等；設有CPU監(jiān)控板，可與系統(tǒng)監(jiān)控模塊通信。序號序號項目指標備注1輸入電壓154～286VAC2輸入電流≤26A3輸入溝通頻率50±5Hz4功率因數(shù)≥0.995效 率滿載時DC/DC90%序號序號項目指標備注1額定電壓220VDC2額定電流16A3紋波系數(shù)≤0.1％4穩(wěn)壓精度≤±0.5％序號序號項目指標備注1輸出短路回縮≤5A2輸出過壓保護240±5VDC3輸入過壓保護2915VAC20±5V4輸入欠壓保護1495VAC20±5V5過溫保護點90±5℃絕緣強度電壓絕緣強度電壓時間漏電流絕緣電阻溝通側對地1500VAC/50Hz1min≤10mA≥25MΩ溝通側對直流側溝通側對直流側3000VAC/50Hz1min≤10mA≥25MΩ直流側對地1500VAC/50Hz1min≤10mA≥25MΩC、HXD-D21、主要特點：由三相隔離變壓器組成；完善的故障保護及告警功能；監(jiān)控板，可與系統(tǒng)監(jiān)控模塊通信。2、輸入特性序號工程指標備注1輸入電壓285V-475VAC〔線電壓〕2輸入電流≤32A〔相電流〕3輸入溝通頻率50±5Hz4功率因數(shù)≥0.955效率≥85%、輸出特性序號工程指標備注1輸出電壓380VAC三相四線制2輸出電流15A3穩(wěn)壓精度同外電網(wǎng)精度絕緣強度電壓絕緣強度電壓時間漏電流〔500VDC〕輸入、輸出側對地1500VAC/50Hz1min輸入側對輸出側3000VAC/50Hz1minD、HXD-H、主要特點：承受高頻開關電源技術；承受自冷散熱方式，長壽命設計；PFC0.99；設置了短路回縮特性，即使模塊處于長期短路狀態(tài)也不致?lián)p壞；完善的故障保護及告警功能，包括輸入過/欠壓、輸出過/欠壓、過熱等；CPU、輸入特性序號工程指標備注1輸入電壓285V-475VAC〔線電壓〕2輸入溝通頻率50±5Hz3功率因數(shù)≥0.994效率≥85%、輸出特性123項目指標備注額定電壓220VAC5A≤±3％、絕緣強度和絕緣電阻絕緣強度絕緣強度電壓時間漏電流輸入側對地輸出側對地1200VAC1200VAC50Hz50Hz1min1min≤20mA≤20mA絕緣電阻(50