МДК 02.01 Основы технического обслуживания устройств систем СЦБ и ЖАТ

(Перейти в содержание модуля)

Тема 1.1.  Построение электропитающих устройств систем СЦБ и ЖАТ

1.1.2. Электропитание станционных устройств систем СЦБ и ЖАТ

Электропитание микропроцессорных устройств систем СЦБ и ЖАТ

Особенностью электропитания систем, выполненных на средствах вычислительной техники, является необходимость обеспечения надежного электроснабжения и защиты от воздействия электромагнитных помех. Недопустимы даже кратковременные перерывы, так как исчезновение питающего напряжения на доли одного периода может вызвать сбой в работе компьютеров, потерю данных вплоть до необратимого разрушения целостности программного кода.

Электромагнитные помехи, распространяющиеся по цепям электропитания, могут вызвать не только неправильную работу программного обеспечения, но и выход из строя микропроцессорных устройств систем СЦБ и ЖАТ. Поэтому электропитающие установки микропроцессорных систем выполняют на основе источников бесперебойного питания (ИБП) по схеме рис. 1.

Рисунок 1 - Структурная схема электропитания микропроцессорных систем АДЦУ

Источники бесперебойного питания выполняют две основные функции:  обеспечивают требуемое качество электроэнергии на выходе и резервное электропитание устройств в случае полного отключения внешнего электроснабжения. Из всего многообразия типов ИБП для питания микропроцессорных систем ЖАТ наиболее приемлемым является ИБП, выполненный по технологии "онлайн". Преимуществами ИБП типа "онлайн" являются отсутствие разрыва кривой выходного напряжения при переходе на резервный источник, аккумуляторную батарею, синусоидальная форма выходного напряжения в любом режиме работы, лучшие, по сравнению,, с другими ИБП стабилизационные и помехоподавляющие характеристики. В случае нарушения работы какого-либо элемента ИБП входное напряжение посредством автоматического внутреннего байпаса напрямую коммутируется на нагрузку (режим обхода - by-pass  mode).

УЭП-МПК
Устройства электропитания микропроцессорных комплексов

Основной особенностью электропитания микропроцессорных  комплексов (УЭП-МПК) является обеспечение непрерывности управления в системах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) при пропадании фидеров и незапуске или отсутствии дизель-генератора.

Это достигается применением мощных устройств бесперебойного питания (УБП), в которых используется аккумуляторная батарея (АКБ), рассчитанная на продолжительность энергоснабжения не менее двух часов. При этом сложные вычислительные комплексы микропроцессорных централизаций получают идеально качественное энергоснабжение от преобразователей УБП, а время переключения при переходе на батарею равно нулю благодаря использованию on-line архитектуры УБП.

В УЭП-МПК применена параллельно-резервированная структура, обладающая двукратным запасом мощности, при этом каждый из УБП работает как равноправный и, в случае возникновения отказа одного из них, вся нагрузка перераспределяется на исправный УБП. Такое решение позволяет не только обеспечивать непрерывность питания при отказе одного из УБП, но и обеспечить техническое обслуживание и ремонт без отключения нагрузок.

УЭП-МПК допускает настройку на один из двух автоматических режимов работы: равноценных фидеров или с указанием преобладания. УЭП-МПК использует современную элементную базу коммутационных и диагностических устройств (автоматы, устройства контроля качества электроэнергии фидеров с расширенным количеством контролируемых параметров), а также новое поколение преобразовательной техники (трансформаторы с высоким КПД, с вентилируемыми обмотками и уменьшенными пусковыми тока; IGBT-транзисторы и др.) с высоким ресурсом гарантированной работоспособности.

В системе применены современные устройства защиты от импульсных атмосферных (грозовых) перенапряжений многократного действия. Этот комплекс мероприятий сокращает регламентные профилактические работ по поддержанию работоспособности УЭП-МПК. Структура УЭП-МПК представлена ниже.

---

Основные функции

Обеспечение бесперебойным электропитанием следующих устройств и подсистем: релейных схем электрической централизации (ЭЦ) и увязок; устройств автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры; средств вычислительной техники; напольного оборудования (стрелок, рельсовых цепей, сигналов, тормозных упоров и т.п.); вспомогательных подсистем (связь, аварийное освещение). Измерение параметров качества напряжения внешнего электроснабжения; Автоматическое переключение нагрузки с одного фидера на другой при пропадании или несоответствии в работающем фидере нормируемых значений таких параметров, как амплитуда напряжения, перекос фаз, неполнофазность, слипание фаз, нарушение чередования фаз и др.; Автоматический (в случае пропадания внешних фидеров) и ручной режимы запуска и остановки дизель-генератора (ДГА); Гальваническая развязка цепей питания устройств СЦБ от внешних источников переменного тока; Управление режимами питания сигналов «День», «Ночь» и двойного снижения напряжения; Аварийное дистанционное отключение (от дежурного по станции) энергоснабжения при возникновении нештатных ситуаций (пожар, затопление и др.) Учет потребления электроэнергии; Защита нагрузок от перенапряжений и помех по цепям питания; Защита персонала от поражения электрическим током; Диагностика и удаленный мониторинг УЭП-МПК с функциями протоколирования и архивации; Два основных варианта конструктивного исполнения для крупных и малых станций. Для малых станций КРУ и ВУ объединяются в единый конструктив.

 

---

Особенности и преимущества

Обеспечение функционирования всего комплекса устройств СЦБ в полном объеме при полном пропадании внешнего электроснабжения; Высокоинтеллектуальная система бесперебойного питания обеспечивает непрерывность и качество электропитания всех нагрузок, а также оптимальное содержание аккумуляторных батарей и диагностику предотказного состояния для продления их срока службы; Устройства предназначены для эксплуатации в жесткой электромагнитной обстановке (по требованиям к техническим средствам III класса по ГОСТ Р 50656-2001); В батарее применены герметизированные малообслуживаемые свинцово-кислотные клапаннорегулируемые аккумуляторы со сроком службы 10 лет. Благодаря этому обеспечивается сокращение работ по содержанию и улучшаются условия труда персонала; Схемы УЭП-МПК допускают системы заземления электрических сетей типа TN-C, TT, и IT; Аппаратура не требует специализированных помещений; Возможность применения для малых, средних и крупных станций, а также питания устройств систем диспетчерского управления и систем автоблокировки с централизованным размещением оборудования; Встроенные средства самоконтроля и используемая параллельно-резервированная структура позволяют перейти на обслуживание по состоянию; Возможность работы от стационарного или мобильного ДГА без дополнительных цепей увязки; Питание цепей управления низковольтным напряжением (24В постоянного тока), чем обеспечивается стабильность работы коммутирующей аппаратуры при просадках внешнего энергоснабжения; Благодаря специальным средствам контроля параметров выходного сигнала из УБП обеспечивается возможность питания тональных рельсовых цепей, критичных по безопасности к амплитуде и гармоническим составляющим питающего напряжения; Модульное исполнение вводных устройств по принципу конструктора «Lego» позволяет минимизировать избыточность для конкретного объекта и сэкономить средства Заказчика; Эргономичный дизайн; Пространственно-логическая компоновка оборудования в конструктивах с обеспечением визуального контроля состояний приборов (индикация) и коммутационного оборудования (в том числе с видимым разрывом силовых цепей); Исполнение в конструктивах с односторонним или двухсторнним обслуживанием позволяет компактно размещать и сокращать занимаемые площади; Возможность дополнения опциями не только технического, но и коммерческого учета потребления электроэнергии.

---

Дигностика и удаленный мониторинг

Новой функцией, реализованной в системе, является диагностика и возможность удаленного мониторинга УЭП-МПК. Эта опция инсталлируется в виде отдельного программного модуля в составе АРМ электромеханика (ШН). Диагностические точки проектируются в УЭП-МПК таким образом, чтобы обеспечить непрерывный контроль токопрохождения во всех узлах схемы системы с возможностью последующего ее отображения на экране АРМ ШН. Минимизация числа диагностических точек достигается сочетанием телеизмерений напряжений и телесигнализации дискретных состояний коммутационных приборов (контроль обеспечивается с помощью дополнительно устанавливаемых контактов).

Дополнительно через SMNP-адаптер осуществляется контроль каждого из УБП. При этом в АРМ ШН передаются, контролируются и протоколируются следующие параметры УБП:

• температура АКБ;
• ток заряда/ разряда АКБ;
• режимы работы УБП (работа преобразователей или байпас);
• фактическая мгновенная загрузка УБП;
• прогнозируемая продолжительность обеспечения питания от АКБ с учетом изменений нагрузок;
• неисправности УБП.

Получаемая в АРМ ШН на основе совокупности дискретных и аналоговых величин логическая модель функционирования УЭП-МПК позволяет получить визуальный контроль места отказа на схеме системы, а также своевременно информировать обслуживающий персонал о прогнозируемых предельных и недопустимых параметрах энергоснабжения.

В составе технических средств АРМ ШН предусмотрен программный модуль увязки с системами удаленного мониторинга (АПК ДК, АДК СЦБ) для возможности контроля и диагностики УЭП-МПК в АРМ ШЧД и в Центре мониторинга дороги.