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驼峰调车设备的供电概况

驼峰信号设备类型较多，这里主要说明自动化驼峰的供电情况。

自动化驼峰控制系统和动力室供电等级为一级负荷。自动化驼峰供电系统设计应符合TB 1008的要求。

（1）自动化驼峰控制系统供电

自动化驼峰控制系统应由两路独立的三相交流电源，分别经专用的变压器供电，不允许其他用电设备接入。应采用在线式UPS向系统计算机、工作站、输入/输出通道等设备供电。UPS宜双机热备、故障自动切换。UPS的容量应满足系统需求，并留有20％～30％的余量，其蓄电池供电时间应不少于10min。宜采用智能的UPS，其监测信息与过程控制计算机接口相连。

控制系统的其他设备，包括车辆减速器、转辙机、信号机、轨道电路、组合柜、雷达、测长测重设备、车轮传感器、光挡、车辆存在探测器、气象站等由驼峰电源屏供电。驼峰电源屏的技术性能应符合TB/T 1528.5的各项要求。室内、外直流电源应分别由不同的整流、稳压设备供电，并对地绝缘。

（2）动力室供电从20世纪60年代后期，我国铁路信号电源进入了一个不断改进、不断完善、不断发展的时期，出现了信号电源屏，并且随着技术的进步和铁路的发展，逐步形成了门类齐全的信号电源系列。从设备的智能化程度来看，铁路信号电源屏包括普通电源屏和智能电源屏。

普通电源屏主要是随着交流稳压技术的发展而发展的，主要的区别是采用了不同的交流稳压器。交流稳压器技术主要经历了三个阶段，分别是自耦变压器稳压、感应调压器稳压和无触点补偿稳压器稳压。

在20世纪60年代中期，信号电源屏刚出现时，采用自耦变压器、磁饱和稳压器进行稳压。它们稳压性能较差，可靠性不高。

20世纪70年代，开始采用感应调压器、稳压变压器进行稳压，稳压性能有所改善，但是具有响应速度较慢、体积大或负载性能差等缺点。

20世纪90年代，开始采用微电子补偿式（无触点自动补偿稳压器）来进行稳压。该方式可靠性高，整个补偿系统无触点，无机械传动，响应速度快，稳压精度高。

从控制器件发展角度看，信号电源屏的控制电路曾采用由晶体管分立元件组成的差动放大电路，后改用由集成运算放大器组成的比较放大电路。由CJ10型交流接触器改为交流电源转换接触器、西门子接触器，中间继电器改为电源屏用信号继电器。从保护器件发展角度看，用断路器代替熔断器，用隔离开关代替闸刀开关，大大提高了可靠性。驼峰电源屏是驼峰信号设备的供电装置，在驼峰调车场，继电器和转辙机电源有其特殊要求，在两路引入电源转换时不允许断电，应保证转辙机正常转换，因而必须设置直流备用电源且能浮充供电。驼峰电源屏视所采用的转辙机类型不同，分为电动型和电空型两种，按容量分为15kV·A、30kV·A两种。

25Hz轨道电源屏是电气化区段25Hz相敏轨道电路用的电源屏，它提供25Hz的轨道电源和局部电源。按变频原理，25Hz轨道电源屏分为铁磁变频式和电子变频式。按容量，分为小站（800V·A）、中站（1600V·A）、中站（2000V·A）、大站（4000V·A）四种，分别适用于不超过20、40、60和120个轨道区段的车站。

区间电源屏是多信息移频自动闭塞供电装置，现自动闭塞均采用集中设置方式，由区间电源屏供给本站管辖范围内区间各信号点的信号机点灯电源和移频轨道电路电源。

三相交流转辙机电源屏是提速区段交流转辙机用的电源屏，S700K、ZYJ7型转辙机均采用380V交流电源，由该电源屏供电。按容量又分为5kV·A、10kV·A、15kV·A、30kV·A四种。

智能电源屏

铁路信号智能电源屏采用模块化结构和电力电子技术，是具有实时监测、报警、记录及故障定位功能的供电设备。

铁路信号智能电源屏是向铁路信号设备供电的重要设备，具有两个功能：

（1）基本供电功能

根据不同规模的站场、不同的联锁方式、不同的轨道电路制式、不同的区间自动闭塞方式、不同信号设备的供电要求，选配不同频率、不同容量、不同电压种类的交、直流电源单元，组合成各种继电联锁电源屏、驼峰电源屏、区间电源屏或综合信号电源屏，完成向各种信号设备供电的基本功能。

（2）智能管理功能

应用计算机技术，对供电系统各个环节、关键器件的运行参数、状态进行监测、管理、记录、通信、报警、分析等。项目小结众所周知，制造开关电源设备的技术理论基础是电力电子技术，也就是说电力电子技术的进步是推动开关电源设备发展的前提。有了先进的电能变换技术，就可以使电能的利用更趋合理、高效、**和方便。从电能变换的发展历程来看，早期主要依靠旋转式的电动机和发电机来实现交流电与直流电之间的变换，现在完全可以依靠电能变换电路来实现交流与直流的变换，历经了由“动”到“静”的过程，电能变换技术主体内容也演变为现代电力电子技术。因此，关注开关电源设备的发展趋势，实际上在很大程度上就是关注现代电力电子技术的发展的技术基础。

同步整流技术就是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术。它能大大提高DC-DC变换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压造成的死区电压。功率MOSFET属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系。用功率MOSFET做整流器时，要求栅极电压的相位必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。

同步整流的MOSFET控制通常分为三种方式，即由变压器绕组直接驱动控制、由控制IC驱动控制及专用驱动控制电路控制。对于非隔离型变换器，同步整流的MOSFET控制通常由控制IC驱动控制，具有控制时序准确、驱动电压恒定、不受输入或输出电压影响的优点；对于隔离型变换器，同步整流的MOSFET控制通常采用另外两种方式。

目前，同步整流技术在DC-DC模块电源领域得到了广泛的应用。随着MOSFET设计工业技术的进步，当今的MOSFET的性能大大提高。例如，IR公司的MOS管IRF7821，其大导通电阻仅为9.1mΩ，开关时间小于10ns，栅电荷仅9.3nC，而且在逻辑电平下驱动即可。同步整流技术几乎可以应用到各种电路拓扑，并且可以与其他技术相结合，从而形成了各具特色的同步整流技术。例如，有源钳位技术与同步整流技术结合，实现了软开关同步整流技术，进一步降低了同步整流MOS管的开关损耗，效率也得到了进一步提高。同步整流技术的关键在同步整流管的驱动控制上，不同的驱动方式对效率的影响有较大差别。

软开关功率变换技术通时，二极管反向恢复过程已经结束，因此二极管反向恢复问题亦不存在。di/dt和dv/dt的降低使得EMI问题得以解决。由此可见：软开关技术在改善功率器件开关条件方面效果明显，使高频化成为可能。近年来，对软开关技术的深入研究使电力电子变换器的设计发生了革命性的变化。软开关技术的应用使电力电子变换器具有更高的效率、更高的功率密度、更高的可靠性。正因为如此，软开关技术从理论一出现就显示出了蓬勃的生命力，受到各国专家学者的广泛重视，至今仍是电力电子领域比较活跃的研究方向之一。

软开关的分类方法有很多，广义上的软开关可以分为借助电路控制信号的合理安排以实现软开关，泛称为控制型软开关电路；在电路中增设缓冲电路以实现软开关，泛称为缓冲型软开关电路；在直流侧或交流侧设置谐振电路以实现软开关，泛称谐振型软开关电路。而本书所指的狭义软开关变换器，从功率器件实现软开关的工作模式出发，可以分为QRC、零开关PWM变换器（Zero Switching PWM Converter）和零转换PWM变换器（Zero Trans-ition PWM Converter）；按照其实现软开关而采取的时间-比率控制方式，软开关技术可分为脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation，PFM）方式、PWM方式和移相（Phase Shifted，PS）控制方式。

在上述几种软开关技术中，PS控制方式由于不需要额外增加或增加很少的谐振元件及辅助开关，同时容易输出较大功率，因而在开关电源领域得到了非常广泛的应用。

（5）控制技术

在开关电源的控制技术中，常用的控制方式有电流型控制、多环控制、电荷控制及单周期控制，其中电流型控制、多环控制已得到较普遍应用；电荷控制及单周期控制使得开关电源动态性能有了很大的提高。下面将分别加以阐述。④具有良好的并联运行能力。