轨道交通信号电源(电磁兼容)

信号电源

一、概论一、概论

1、信号设备对供电的基本要求：可靠、稳定和安全。(1)可靠性信号电源为一级负荷，由第一类电源供电。a、电源按可靠程度分为三类：第一类电源：能取得两路可靠的独立电源(其中一路为专盘专线或其他重要线路接引供电)；供电容量满足信号设备的最大用电量；电压、频率的波动在容许范围之内，或电压波动虽较大但能稳压。第二类电源：只能取得一路电源，但质量较好，供电容量、电压和频率的波动情况与第一类电源相同。第三类电源：不能满足第一、二类电源条件的其他电源。

几个名词:可靠电源——能昼夜连续供电，因维修和事故的停电有一定限制的电源。有关规定为：因维修的计划停电，第一类电源每路每月一次，每次不超过4h；第二类电源每月一次，每次不超过10h。独立电源——不受其他电源影响的电源。专盘专线——是指供给信号设备10kV以下的不与其他负荷共用的专用

b、按因事故停电造成的后果，可将信号供电的负荷等级划分如下：凡发生停电就会造成运输秩序混乱的负荷——一级凡偶而短时停电不会马上打乱行车计划，但停车时间长也会影响运输秩序的负荷——二级；其他——三级。

C、各级负荷对应的电源要求一级负荷：由第一类电源供电时，一般不需另设备用电源，但要求自动或手动转换两路电源时，供电中断时间不长于0.15S，以免在电源转接过程中使原吸起的继电器落下而影响行车。在第二类电源地区需结合电源情况综合考虑，可用二类电源作为主电源，但需设备用电源。二级负荷可用第二类电源供电，但也需设置备用电源。第三类电源原则上不用作一级负荷的电源交流供电电压波动，一般在380V供电母线上为±10%，因一般供电变压器输出为400V，所以实际上允许的交流供电电压波动范围为420V～360V。直流供电电压波动，一般为±10%。但对于电子设备，还必须采用专用的稳压设备。频率波动为±0.5Hz。(2)稳定性

负荷功率因素不低于0.85。信号设备的导线截面应经计算确定，以免导线压降过大使设备电压不足而不能正常工作。对于信号电源设备，因其由电网供电，负荷的变化将引起供电电压的波动，故须设有稳压装置，以保证电压稳定在规定的范围之内。a、信号电源输出应按照信号系统冗余的要求，进行相应地配置。

b、由于信号设备供电种类和电压等级较多，必须分路供电，并用变压器隔离，力求发生故障时缩小故障范围，避免故障扩大化。c、信号设备的专用交、直电源要求对地绝缘，防止接地故障时造成电路错误动作。供电变压器的初级和次级间应用铜板隔离接地。

(3)安全性

d、必须考虑防雷，防止浪涌电压影响，以及安全接地问题。

e、使用电缆供电时要考虑电缆芯线间的分布电容形成串电的问题，必要时应分开电缆供电。f、高压设备要隔离，以保证人身安全2、信号设备的供电概况

（1）车站联锁设备的供电概况a、大站继电集中联锁的供电概况（见图）大站继电集中联锁是一级负荷,应引入两路可靠的的独立电源.

b、中、小站继电集中联锁的供电概况在自动闭塞区段，中、小站继电集中联锁通常由自动闭塞高压线路接引供电；在非自动闭塞区段，中、小站继电集中联锁是二级负荷，一般只接引一路第二类电源供电，此外，还应考虑计划停电检修时，要采用备用电源。

（1）区间闭塞设备的供电概况a、半自动闭塞的供电概况半自动闭塞的电源分为线路电源和局部电源，前者向临站发送闭塞信号，后者供本站闭塞电路使用，当站间距小于11.4km时，两者可合并。b、自动闭塞的供电概况自动闭塞是一级负荷。自动闭塞的用电点是沿铁路均匀分布。一般1-2km就有一个信号点要供电，且自动闭塞区段的车站一般都采用电气集中联锁，所以需修一条信号专用10kv电力线路供自动闭塞和该区段的其他信号设备用电。3、信号电源组成⑴输入切换系统实现1路和2路供电的自动和人工切换⑵输入输出防雷系统为信号电源设备和后级信号设备提供防雷、防浪涌保护。⑶不间断供电系统（UPS）输入电出现故障时后备时间内通过后备电源供电从而保证电源输出的不间断，同时提供纯净稳定的正弦交流电。⑷变压稳压系统拥有稳压、变压、稳流等功能，根据信号设备需要，提供适用、稳定、安全的电源输出。二、UPS

不间断供电系统又称不间断电源或不停电电源，英文缩写为UPS（UninterruptiblePowerSystem），是一种现代化电源设备。两路电源转换过程中至少要中断供电几十毫秒，这对一般的继电设备没有严重影响。但对于计算机系统及计算机控制的负载，它们对供电的质量和可靠性有着更严格的要求，不允许有3～5ms的中断供电。否则，计算机正在处理的信息便会丢失或发生错误。此外，供电电压、频率、波形的变动，也会使计算机造成错码、漏码而无法正常工作`。计算机已越来越广泛地应用于铁路信号领域的各个方面，对于应用计算机的各信号系统，必须配备UPS，以保证不间断供电，使系统正常工作。UPS额定功率单位为VA，一般地铁使用有5KVA、10KVA、30KVA等1、UPSUPS的主要功能有两路电源无间断切换、隔离干扰、电压变换、频率变换和后备功能。⑴两路电源的无间断切换两路电源可通过UPS实现无间断切换。⑵隔离干扰在UPS中，交流输入电源经整理后由逆变器对负载供电，可将电网电压的瞬时间断、谐波、电压波动、频率波动、噪声等各种干扰与负载隔离，使电网的干扰不影响负载，而且负载也不干扰电网。⑶电压变换通过UPS，可将输入电源的电压变换成所需要的电压。⑷频率变换通过UPS，可将输入电源的频率变换成所需要的频率。⑸后备

UPS中的蓄电池储存有一定能量，市电间断时蓄电池通过逆变器继续供电。

（1）

后备式UPS

市电正常时，市电经滤波后送给负载，同时给蓄电池充电，市电断电或过高、过低时，逆变器将蓄电池的直流电转换为交流电送给负载。转换时间由继电器动作时间和逆变器启动时间决定，一般要求在10ms以内。后备式UPS的优点是电路简单，价格较低。但由于存在转换时间，输出电压易受电网波动的影响，供电质量不够高。(2)在线式UPS

市电正常时，输入的交流电先经输入滤波器滤除电网中的污染，再经整流滤波，给蓄电池充电，也给逆变器供电。由逆变器输出稳压稳频的交流电供给负载。市电断电时，逆变器将蓄电池提供的直流电变换为交流电供给负载，实现不间断供电。正常工况

在正常工作状况下电能由市电进入整流器（供给逆变器和电池，保证电池的满充状态），逆变器将产生一个完全独立的输出正弦波供给负载（电器设备）。市电失败

市电一旦失败（这是指市电中断或不正常），系统将用电池储备的能源来逆变为交流电，一旦市电中断时间过长，当电池的电耗尽时，逆变器将停止工作。这时，UPS将无法对所连的设备供电。市电恢复时，逆变器将又由整流器供电，电池也将继续充电，以备下一次市电失败之需。电子旁路

如果逆变器无法工作（过载，过热），旁路会自动将负载切换到市电。如果切换由过载引起，当负载降到100%以下时，负载将自动切换回逆变器。如果切换由过热引起，只有其温度降到警报温度以下时，负载才被自动切换回逆变器。如果出现严重的过载或短路，电磁旁路断路器将跳开以保护UPS。如果电流的大小不足以启动断路器，UPS将由软件关断，以保护UPS及其所连的设备。当正常工况恢复时，软件或短路器将自动复位，负载将无延时地切换回逆变器。在旁路操作状态下，如果能源供给中断，将无法对负载供电。如果UPS处于过载工况下，他将无法保护负载。手动旁路

位于后板的手动旁路能手动将系统手动地切换到旁路。他有两个位置：“1”是正常位置，“2”是维修位置（这时，负载将直接被连到市电）。这样，不用切掉负载，就可以进行检修。2、蓄电池

UPS（不间断电源）之所以能够在断电后，继续为计算机等设备供电，就是因为它的里面有一种储存电能的装置在起作用，这种储能的装置就是蓄电池。其主要功能是：（1）当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。（2）当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载。蓄电池能把电能变为化学能储存起来，使用时再把化学能转变为电能放出来。电能变为化学能的过程，称为蓄电池的充电。化学能变为电能的过程，称为蓄电池的放电。其充放电过程，可重复多次。按电解液性质的不同，分为酸蓄电池和碱蓄电池。铅酸电池有一百多年的历史，由于它具有电压稳定、供电可靠、原料丰富、造价较低、电气性能良好的优点，得到广泛应用。但普通铅蓄电池在使用过程中，需要经常加水、补酸，还会产生腐蚀性气体，污染环境，损伤人体和设备，其使用受到很大限制。目前主要使用阀控铅蓄电池，阀控铅蓄电池密封好，无泄漏、无污染，能确保安全，而且在整个使用过程中无需任何维护，得到广泛应用。铅蓄电池的容量，标志着储存电量的多少，一般用安时（AH）表示。电池容量的大小由“安时数(AH)”这个指标反映,其含义是按规定的电流进行放电的时间.相同电压的电池,安时数大的容量大;相同安时数的电池,电压高的容量大,通常以电压和安时数共同表示电池的容量,如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH.。在规定工作条件下，蓄电池能放电的最低容量称为额定容量。它是以充足了电的蓄电池，放电至规定的终止电压的电量。在特定的放电电流，电解液温度和放电终止电压等条件下，蓄电池实际放出的电量称为实际容量。影响蓄电池容量的主要因素是放电电位，电解液的温度和浓度。同一铅蓄电池在不同放电率下，放出的容量不同；放电率（即放电电流）越高，蓄电池放出的容量较小；反之，则放出的容量就大。为避免深度放电，放电率低于正常放电率时，要适当提高放电终了电压。在-15～+45℃范围内，电解液温度越高，蓄电池放出的容量越大，电解液必须有一定的浓度，才能保证蓄电池有足够的容量。但密度高于1.30，电解液对极板和隔板的腐蚀作用增大，会使蓄电池容量下降，寿命缩短。

在外电路断开时，蓄电池容量自然损失，叫自放电。铅蓄电池的自放电较严重，通常每昼夜可损失额定容量的2％左右。铅蓄电池的效率通常为容量效率和电能效率。容量的效率是放出的容量与充电的容量之比，通常在84％～93％之间。电能效率是放电时输出的电能与充入的电能之比，通常在71～79％之间。铅蓄电池在使用中，由于活性物质脱落、硫酸化及隔板腐蚀等原因，容量将逐渐降低。容量降低到额定容量的70～80％后，就认为寿命结束了，阀控铅蓄电池寿命一般为10～20年。

电池的活化处理

活化处理是指对电池的均衡充电。下列几种情况都会导致电池的内阻增大、端电压太低或容量减小，这些电池需要通过均衡充电来恢复其原有的性能指标。

(1)长时间放置不用，超过静态存储时间的电池。常温环境，一般UPS电池的静态存储时间为9个月。当温度为31～40℃时，静态存储时间为5个月。

(2)放电后未能及时充电的电池。

(3)长期工作于浮充状态(即UPS长期工作于市电状态)并超过静态存储时间。

(4)不慎放电，将电池端电压放至低于终止电压。均衡充电电流一般选0.3C（C为蓄电池容量）或略小于0.3C。额定电压为12V的电池，均衡充电电压一般选14.5V。铅蓄电池三、信号电源屏

轨道交通信号电源屏技术标准主要参照铁路标准。先后有TB1528-84《信号电源屏技术条件》，TB/T1528-94《铁路信号电源屏通用技术条件》TB/T1528-2000《铁路信号电源屏》等配套标准。目前为TB/T1528..1～7《铁路信号电源屏系列标准》《铁路信号智能电源屏技术条件(暂行)》(运基信号〔2005〕458号)。1、信号电源屏概述

(1)输入电源：电源屏应有两路独立的交流电源供电，两路输入电源允许偏差范围，单相电压AC（176～253）V，三相电压AC（304～437）V，频率(49.5~50.5)Hz，三相电压不平衡度≤5％，电压波形失真度≤5％。(2)输入电压供电方式及转换方式：①供电方式a、一主一备供电方式可靠性较高的输入电源为主电源，另一路为备用电源。正常时由主电源向电源屏供电，当主电源断电时，备用电源自动投入运行。两路电源应能自动或手动相互转换。。b、两路同时供电方式两路电源同时向电源屏供电；当任一路电源断电时，另一路自动承担全部负荷供电。②转换时间无论何种供电方式，两路电源的切换时间（包括自动或手动）不大于0.15S。（3）电气参数

①额定工作电压电源屏常用的额定工作电压优选值为：输入回路AC220V，380V；输出回路AC380V,，220V，110V，24V，

DC24V，48V，220V②额定功率电源屏常用的额定功率优选值为：（2.5，5，10，15，20，25，30，50，60）KV.A③额定工作制正常情况下，继电器电源、信号机点灯电源、轨道电路电源、道岔表示电源、稳定备用电源、不稳定备用电源为不间断工作制；电动转辙机电源为短时工作制；闪光电源为周期工作制。（4）悬浮供电及隔离供电电源屏的交流、直流输出电源应采用对地绝缘的悬浮供电，输出电源端子对地绝缘电阻应符合要求。电源屏的各种采用隔离供电的方式，应根据系统要求合理分束，分别提供各路供电电源。（5）三相电源供电及相序检测电源屏供给各种负荷的容量应合理分配，当输入为三相交流电源时，各相的负荷应力求平衡。当车站装有三相交流转辙机时，电源屏的三相交流输出电源供电，必须设置相序检测装置，在三相断相或错相时发出报警信号。（6）不间断供电：对于有不间断供电要求的场合，应设置不间断供电电源，一般要求为半小时。（7）温升：电源屏的绝缘、元器件、端子、操作手柄的温升不应超过规定的限值。（8）噪声：在额定输入电压及额定负载的条件下，电源屏的整机噪声不超过65dB。（9）过流、短路保护：

①电源屏的各供电回路电源、各功能模块必须具有过流及短路保护功能。②电源屏的雷电防护应满足以下要求：

a、电源屏防雷元件的选择应考虑将雷电感应过电压限制到被电源屏的冲击耐压水平以下。

b、防雷元器件不应影响被防护电源屏的正常工作。

c、采用多级防护时，多级防护元件要合理配置。

d、被保护电源屏与防护元件间的连线应尽量短，防护电路的配线与其他配线应分开，其他设备不应借用防雷元件的端子。③电源屏防雷系统应统筹考虑，雷电防护器件可设在电源屏外。（10）保护接地

①电源屏的变压器铁心、电流互感器的二次回路、电机以及其他金属外壳部件应在电气上相互连接，并连接至保护接地端子。②电源屏的保护电路可由单独设置的保护导体或可导电的结构件构成，接地端子与各保护接地的接触电阻值应≦0.1Ω。③所有电路元件的金属外壳须用金属螺钉与已经接地的金属构件良好搭接。④保护导体应能承受设备的运输，安装时所受的机械应力，在短路故障时所产生的机械应力和热应力，其接地连续性不能破坏。⑤保护接地端子应设置在便于接线之处，不得兼作他用，并且当外壳或任何可拆卸的部件移去时应保持电器与保护接地导体之间的连接，保护接地端子螺钉应不小于M6，保护接地端子不允许连接到三相电源的中性线上。（11）介电性能：

①绝缘电阻在温度为15～35℃，相对湿度为45％～80％的气候条件下，电源屏输入、输出端子对地的正常绝缘电阻应不小于25MΩ。②电源屏额定冲击耐受电压应按规定执行。③工频耐压试验电压应按规定的要求进行。（12）智能化检测：智能化电源屏应具备：电源屏实时测试数据，故障信息处理、事故追忆、声光报警及紧急呼叫，电源屏输入、输出电压变化的日、月、年曲线，日常报表管理及历史数据保存，监测系统的远程组网及故障诊断，模块工作状态等基本监测功能。（13）指示灯、指示仪表、报警：

①指示灯

a、电源屏应设置清晰可见的指示灯，包括两路电源有电表示、两路电源中工作电源表示、主屏工作表示和备用屏电表示（采用主备屏工作方式的电源屏）、各种输出电源正常工作状态指示、输出电源故障指示。

b、指示灯应安装在电源屏前面板或模块前面板显著位置。

c、指示灯的颜色规定为：白色，输入回路工作、工作状态显示、输出回路工作；红色，输入有电、电源故障。②指示仪表电源屏应设置两路电源输入电压、整机输入电流、各主要回路输出电压电流的指示仪表。仪表应安装在电源屏前面板显著位置。仪表精度不低于2.5级。③报警电源屏应设灯光、音响报警。对于两路输入电压转换报警是向控制台提供主副电源工作状态。对输出电源故障、三相电源断相、三相电源错序（有相序要求的输出回路）、稳压（调压）装置故障设音响报警。（14）寿命和可靠性：电源屏内的关键部件，如接触器、继电器、断路器、开关等，其机械寿命和电寿命应负荷GB/T14048中和相应产品标准的规定，变压器的电寿命应为15年。

UPS的MTBF（平均无故障时间）为3000h，高频开关电压的MTBF为65000h。（15）冗余及维护：①电源屏各供电电压必须设有备用，当任一模块回路出现故障或进行维修时，应能转换至备用供电回路，继续保持供电，可采用如下备用方式。

a、1＋1主备方式每一供电电压均设有一条备用回路。

b、n+1主备方式

n个供电回路共用一条备用回路。②电源屏应便于维护，易于在线维修及更换故障部件。2、智能型信号电源屏

（1）信号电源屏的发展信号电源屏主要随着交流稳压器的发展而发展的。早期的电源屏曾采用过饱和电抗器、自藕变压器式稳压器等交流稳压设备，它们或因稳压性能较差，或因可靠性不高，而于20世纪70年代改用感应调压器进行交流稳压，20世纪90年代又采用参数稳压器、无触点补偿式稳压器，在稳压性能方面有所改进。信号电源屏内采用的控制电路由最初的铁磁三倍频率器改用晶体管分立元件组成的差动放大电路，进而改用由集成运算放大器组成的比较放大电路。有CJ10型交流接触器改为交流电源转换接触器、西门子或施耐德接触器，中间继电器改为电源屏用信号继电器。20世纪90年代还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。电源屏在结构、工艺方面也不断有所改进。最重大的发展是，从2000年开始，出现了智能型电源屏。它采用微型计算机技术，完成对电源系统的自动监测，并可远程监控；引入高频电力电子技术，对各种输入、输出单元和交、直流电源进行模块化，提高了供电质量和可靠性，实现了无维修化，使信号电源技术有了突破性的发展，以满足不断发展的信号设备的供电需要（2）智能型电源屏具有两个基础功能：①基本供电功能：根据不同规模的电气集中联锁站场、不同联锁方式、不同轨道电路制式、不同的区间自动闭塞方式等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，组合成各种车站电气集中联锁信号电源屏、驼峰编组场电源屏、区间闭塞电源屏、25Hz轨道电源屏等，或综合型信号电源屏，完成向各种信号设备供电的基本功能。

②智能辅助管理功能：应用计算机和通信、网络技术，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。（3）铁路信号智能型电源屏的配电系统功能单元可分为输入单元、模块单元、输出单元和智能监测单元：①输入单元：两路输入电源的引入、转换，交流集中稳压、整流，输入电源的浪涌抑制、雷电防护等。②模块单元：实现输出不同电压、容量、频率的交、直流电源，此部分是各家采用不同技术区别最大的地方，有的采用工频稳压（参数式稳压器或工频数字电压补偿型（微电脑补偿型）交流稳压器、工频隔离变压器）；有的采用高频电力电子技术的模块，同时也是模块化程度最高、最容易实现的部分。③输出单元：实现将各种经过稳定的输出电压进行分配、保护、监督，输出电源的浪涌抑制、雷电防护等。④智能监测单元：包括系统运行中的各种参数的实时采集、变换、处理、通信等，实现系统各种参数的监测、故障定位、报警、故障信息统计、储存等，同时可实现向微机监测提供电源运行参数的接口。（4）目前的智能型电源屏采用的系统技术可分为以下几种类型：

第一种、采用工频数字电压补偿型（微电脑补偿型）交流稳压电源或参数式稳压变压器、工频硅整流直流电源、工频50Hz铁磁分频器25Hz电源和电力电子高频直流开关电源、高频电子25Hz电源，根据生产单位技术能力、用户技术要求而组合电源系统，配备各种形式的工业控制计算机或单板计算机的智能数字型监测辅助功能。目前有2-3家采用的是这种系统集成技术。

第二种、采用电力电子高频交流稳压电源（高频隔离）、高频直流开关电源、高频电子25Hz电源，独立模块进行组合成电源系统，配备单板计算机的智能数字型监测辅助功能。目前有2-3家采用的是这种系统集成技术。

第三种、采用工频交流稳压（参数式或恒压变压器、微电脑补偿交流稳压器或工频变压器）、整流后，构成直流母线；分回路经DC/DC变换成直流电源，为各种直流信号设备供电；分回路经DC/AC逆变成各种交流电源，为各种交流信号设备供电，配备各种形式的工业控制计算机或单板计算机的智能数字型监测辅助功能。目前有2-3家采用的是这种系统集成技术。

第四种、高频化整流，构成直流母线；分回路经DC/DC变换成直流电源，为各种直流信号设备供电；分回路经DC/AC逆变成各种交流电源，为各种交流信号设备供电，配备各种形式的工业控制计算机或单板计算机的智能数字型监测辅助功能。目前有的厂家正在论证或研制中，尚没有经过现场实际验证。第一种类型：可根据用户要求和现有信号设备对电源技术指标的要求，可组成如下几种电源系统组成方式：①交流集中稳压+工频交流隔离+工频直流整流（全工频方式），电源系统组成方案见图

该电源系统的工作方式是：两路电源一主一备输入，经交流接触器自动切换后，由一套交流集中稳压器（无触点工频数字电压补偿型交流稳压器或参数式稳压器）稳压后，经过工频交流变压器进行变压、隔离变换后向信号点灯、轨道电路、道岔表示等交流信号设备供电；经过工频交流变压器进行变压、隔离，在采用单相或三相桥式整流后变换为直流电源向继电器、直流电动转辙机等直流信号设备供电。交流集中稳压器故障后自动转为旁路，由电网直接供电。模块单元的备用方式可采用1+1、N+1等备用方式，备用模块可手动或自动转换，此种备用方式可减少备用容量和数量。另外，还可采用将模块单元、输出单元做成主、备屏的备用方式，就像传统的电气集中电源屏的整屏备用方式一样，优点是一旦主屏发生严重的、短时难以恢复的事故，可以尽快转到备用屏，恢复向信号系统供电。此种电源系统在结构上，输入单元中的两路电源转换、交流稳压器和模块单元的大部分可做成标准化的模块。

该电源系统的优点是：

a、电气原理基本采用传统的工频电磁型电气集中电源屏技术。电路简单，器件直观，现场电务维修人员对电气系统比较熟悉，维修方便。

b、工频电磁器件，抗输入电源浪涌和抗输出负载的冲击性能比较好，负载适应性强，可耐受较大感性、容性负载的冲击。

c、工频电磁器件，不会产生高频电磁干扰，电磁兼容性好。d、工频器件可靠性高，寿命长。该电源系统存在的问题是：

a、采用一套集中稳压设备，故障后没有备用设备，直供后，失去了稳压功能，降低了供电质量。b、集中稳压设备采用工频稳压，对输入电源的干扰，例如高频闪变、尖峰等，防护性能差。c、交流电源模块不能并联输出，因此，两路输入电源转换时造成输出交流电源供电中断。d、铁磁分频器25Hz电源效率低，输入功率因数低，25Hz波形差，失真度大。变频器体积、重量大，不易模块化。e、直流电源采用工频变压器变压、隔离、单相或三相桥式整流，输出直流电压纹波系数大，交流输入侧谐波电流大，输入功率因数低，特别是大容量整流时，输入端谐波电流对电网的干扰大。f、备用模块或备用屏若采用冷备用方式，主用模块或主用屏故障报警后，操作人员需到现场手动操作切换至备用。②交流集中稳压+工频交流隔离+高频开关直流电源（工频+高频相结合），电源系统组成方案见图

该电源系统的工作方式是：两路电源一主一备输入，经交流接触器自动切换后，由一套交流集中稳压器（无触点工频数字电压补偿型交流稳压器或参数式稳压器）稳压后，在分回路经过工频交流变压器进行变压、隔离后向信号点灯、轨道电路、道岔表示等交流信号设备供电；向区间自动闭塞、继电器、直流电动转辙机等直流信号设备供电的直流电源是从两路电源切换后，经高频开关型直流电源并联均流输出。交流集中稳压器故障后自动转为旁路，由电网直接供电。模块单元的备用方式可采用1+1、N+1等备用方式，备用模块可手动或自动转换。此种电源系统在结构上，输入单元中的两路电源转换、交流稳压器和模块单元的大部分可做成标准化的模块。该电源系统的优点是：a、交流电源基本采用传统的工频电磁型电源技术。工频电磁器件，抗输入电源浪涌和抗输出负载的冲击性能比较好，工频器件可靠性高，寿命长。b、交流部分电路简单，器件直观，现场电务维修人员对电气系统比较熟悉，维修方便。

c、高频开关型直流电源模块具有完善的输入、输出保护功能，输入设置过压保护；输出设置过压、欠压保护；输出电流被限制在一规定的限值，当过载甚至短路时，其输出电流都能被可靠限制，能可靠地抵抗输出短路故障。保护反映速度快、功能可靠，既保护电源本身不被损坏，又保护了负载设备不受过电压、过电流的冲击。

d、由于高频开关型直流电源采用储能续流技术，在两路输入电源转换时，可保证直流输出不间断供电，同时，输出稳压精度高（可达1%），纹波成分低（峰值电压小于200mV），满足新型信号设备，如ZPW-2000型自动闭塞系统对直流供电要求不间断、交流纹波成分低等新的技术指标要求。高频开关型直流电源，可设置PFC功率因数校正，功率因数在0.95以上，大大减少了输入谐波电流对电网的干扰。e、直流电源模块采用并联均流输出，N+1或N+M备用方式，模块故障后可自动退出，不影响系统正常工作。

该电源系统存在的问题是：

a、交流部分采用一套集中稳压设备，故障后没有备用设备，直供后，失去了稳压功能，降低了供电质量。

b、交流电源模块不能并联输出，因此，两路输入电源转换时造成输出交流电源供电中断。c、25周电源可采用铁磁分频器，也可采用高频开关电子25Hz电源模块。但铁磁分频器效率低，输入功率因数低，25Hz波形差，失真度大。变频器体积、重量大，不易模块化。

d、交流备用模块若采用冷备用方式，主用模块故障报警后，操作人员需到现场手动操作切换至备用。③交流分散稳压+高频开关直流电源（工频+高频相结合），电源系统组成方案见图该电源系统的工作方式是：两路电源一主一备输入，经交流接触器自动切换后，经过分散的工频交流稳压器（无触点工频数字电压补偿型交流稳压器或参数式稳压器）进行稳压、隔离变换后向信号点灯、轨道电路、道岔表示等交流信号设备供电；向区间自动闭塞、继电器、直流电动转辙机等直流信号设备供电的直流电源是从两路电源切换后，经高频开关型直流电源输出。模块单元的备用方式可采用1+1、N+1等备用方式，交流备用模块可手动或自动转换。此种电源系统在结构上，输入单元中的两路电源转换和模块单元的大部分可做成标准化的模块。

该电源系统的优点是：a、分散式交流稳压电源采用工频电磁型电源，如参数式稳压器或无触点工频数字电压补偿型交流稳压器。工频电磁器件，抗输入电源浪涌和抗输出负载的冲击性能比较好。b、直流电源采用高频开关型直流电源模块，并联均流输出。N+1或N+M备用方式，模块故障后可自动退出，不影响系统正常工作。该电源系统存在的问题是：a、采用分散式交流稳压电源，数量多，同时故障点多。参数式稳压器由于存在着温升高，谐振电容寿命短，易爆等缺点，现已很少使用。目前大多采用无触点工频数字电压补偿型交流稳压器。b、交流电源模块不能并联输出，因此，两路输入电源转换时造成输出交流电源供电中断。c、25周电源可采用铁磁分频器，也可采用高频开关电子25Hz电源模块。但铁磁分频器效率低，输入功率因数低，25Hz波形差，失真度大。变频器体积、重量大，不易模块化。d、交流备用模块若采用冷备用方式，主用模块故障报警后，操作人员需到现场手动操作切换至备用。第二种类型：高频交流稳压电源模块+高频直流开关电源+高频电子25Hz电源（高频化），电源系统组成方案见图该电源系统的工作方式是：两路电源一主一备输入，经交流接触器自动切换后，采用分散的高频开关交流稳压模块向信号点灯、轨道电路、道岔表示等交流信号设备供电；采用高频开关型直流电源向区间自动闭塞、继电器、直流电动转辙机等直流信号设备供电。模块单元的备用方式可采用1+1、N+1等备用方式，交流备用模块自动切换。此种电源系统在结构上，模块单元可做成标准化的模块。

该电源系统的优点是：a、中小容量的交流电源采用高频开关型交流稳压模块，同高频开关直流电源模块一样，具有完善的输入、输出保护功能。

b、高频交流开关电源，由于采用了功率因数校正、高压储能、高频脉宽调制和交流逆变等技术，所以具有输出电源电压稳压精度高，波形失真度小，频率稳定的高指标的输出电源质量，由于采用的是交-直-交的工作方式，因此对质量差的电网电源具有一定的净化作用；同时，由于采用功率因数校正，功率因数在0.95以上，大大减少了输入谐波电流对电网的干扰；采用储能续流技术，在两路输入电源转换时，可保证交流输出不间断供电；单位功率体积比大，所以做成同等容量的模块体积要小，模块化程度高。c、25周电源采用高频开关电子25Hz模块，同样具有以上优点，可保证两路输入电源转换时，轨道电路不会出现红光带。

d、直流电源采用高频开关型直流电源模块，并联均流输出。N+1或N+M备用方式，模块故障后可自动退出，不影响系统正常工作。该电源系统存在的问题是：

a、高频开关型交流稳压模块，目前国内以中小容量的单相电源模块为主，技术相对成熟，质量基本能满足使用要求。但大容量交流电源，如三相交流转辙机电源，技术复杂，应用范围小，可靠性差，特别是成本很高。所以，目前几家的智能化电源屏，大容量交流电源，仍采用工频交流稳压电源，如采用无触点工频数字电压补偿型交流稳压器。

b、高频开关型电源模块，由于采用大量的电力电子器件，对系统集成综合技术要求高，若综合防护技术差，就存在着诸如输入抗电网干扰能力差、抗负载冲击能力差、防雷性能低等，同时对电磁兼容要求高。

c、目前的高频开关型交流电源模块不能并联输出，因此，在主、备模块转换时，输出交流电源仍不能做到不间断。

d、高频开关型交、直流电源模块的使用寿命还有待进一步的验证、考验。

e、高频开关型电源模块，电路复杂，维修需要专业技术人员进行，并需具备维修、测试、检验用的设备和仪器仪表。第三种类型，工频整流构成DC400V母线+高频50、25Hz交流开关电源+高频直流开关电源（工频+高频），电源系统组成见图

该电源系统的工作方式是：两路电源一主一备输入，经交流接触器自动切换后，经过工频稳压器（如恒压变压器无触点工频数字电压补偿型交流稳压器）或工频整流变压器升压、整流构成DC400V直流母线，或两路电源同时各自升压、整流后，并联构成直流母线。直流母线可并接电容或电池储存电能。然后，经过高频DC/AC逆变为交流电源输出，DC/AC逆变模块可并联均流输出，向信号点灯、轨道电路、道岔表示等交流信号设备供电；经过高频DC/DC变换为各种直流电源输出，DC/DC电源模块可并联均流输出，向区间自动闭塞、继电器、直流电动转辙机等直流信号设备供电。模块单元采用热备N+1或N+M冗余备用方式。此种电源系统在结构上，模块单元可做成标准化的模块。该电源系统的优点是：

a、采用直流母线储能，或两路电源同时整流并联工作，因此，在两路电源切换时，输出交、直流电源不间断；同时，所有输出交、直电源模块全部采用并联均流方式，不存在有接点的切换，因此，真正做到了在任何转换条件下的“零秒”切换。b、DC/AC逆变模块采用并联均流输出，可构成大容量交流电源输出，单、三相电源均能实现。

该电源系统存在的问题是：

a、由于输入端采用大容量工频稳压器或变压器升压、隔离、单相或三相桥式整流，滤波和高压储能，因此交流输入侧谐波电流大，输入功率因数低，输入端谐波电流对电网的干扰大，对电网造成较大污染。

b、集中的直流母线出现故障会导致系统瘫痪。

c、若采用两路电源同时供电的输入方式，当其中一路停电，由另外一路承担全部负荷，存在着质量较差的一路电源平时也参与工作，可能会干扰电源系统正常运行。另外，存在着每路输入电源过流防护值的设定问题，若按全部额定负荷设置，在两路电源同时工作时，设定值明显不合理。

d、输出交、直流电源模块大量采用均流并联的高频电力电子模块，电磁兼容问题体现的比较突出，相互干扰造成技术指标不稳定，性能下降。

e、目前交流逆变模块并联技术尚不成熟，据说在西方国家也是处于测试阶段，未到大规模应用的程度，国际上大型UPS并联先进技术也少见几例。目前，有些单位的智能化电源屏使用的交流逆变模块大多是国内小型企业自己开发的产品，技术先进性、产品可靠性、质量稳定性都不十分理想，在使用过程中出现过重大质量事故，严重影响行车安全。第四种类型：高频整流构成DC400V母线+高频50、25Hz交流开关电源+高频直流开关电源（完全高频化），电源系统组成见图

该电源系统的工作方式是：两路电源一主一备输入，经交流接触器自动切换后，经过并联均流的高频整流器升压、整流构成DC400V直流母线。直流母线可并接电容或电池储存电能。然后，经过高频DC/AC逆变模块并联均流输出交流电源，向信号点灯、轨道电路、道岔表示等交流信号设备供电；经过高频DC/DC变换为各种直流电源输出，模块并联均流输出，向区间自动闭塞、继电器、直流电动转辙机等直流信号设备供电。模块单元采用热备N+1或N+M冗余备用方式。此种电源系统实现了真正意义上的全高频化，全模块化。该电源系统的优点是：

a、此电源系统综合了第二种类型和第三种类型高频电源部分的特点，系统输入整流采用高频电力电子整流单元，并联均流输出，构成直流母线。高频整流单元由于采用了功率因数校正，功率因数在0.95以上，大大减少了输入谐波电流对电网的干扰，电源系统输入阻抗几乎接近纯阻性，减少了对电网的干扰；另外，整流后的直流母线电源电压稳定，谐波成分少，为后面的DC/AC、DC/DC变换模块提供纯净的直流电源，保证交、直流电源模块输出纯净、稳定、可靠的电源。因此，此电源系统可以称的上是真正的“绿色”电源。

b、在两路电源切换时，输出交、直流电源不间断；同时，所有输出交、直电源模块全部采用并联均流方式，因此，真正做到了在任何转换条件下的“零秒”切换。

c、由于交、直电源模块全部采用并联均流方式，因此，可组成任意容量的单、三相输入、输出电源。同时，模块可设计成标准尺寸、标准容量系列的电源模块，便于规模化生产，同时也方便备件的储备、更换。

d、交流供电全面采用逆变技术，输入电源不受单相/三相的限制，同时，即可输出单相交流电源，也可输出三相交流电源。

e、模块功能齐全，具有完善的输入、输出保护功能，可实现“在线”设定、修改各项指标，真正实现“综合管理”、“智能供电”。

f、由于结构实现了全模块化，系统的满足“状态修”的要求。

g、按照综合UPS的方案设计系统，增加后备电池，可实现三路电源供电，为高速铁路或重要枢纽站提供更加先进、可靠的供电系统。该电源系统存在的问题是：

a、由于全部采用高频电力电子技术，在目前的技术和生产规模等条件制约下，存在着交流并联技术不成熟、输入输出抗干扰能力差、防雷性能低等，同时对电磁兼容要求高。

b、目前此系统尚处于论证、研制阶段，没有经过现场运行验证。目前，铁路信号电源屏输出电源按照供电对象性质应分为三种：●信号表示设备供电-----主要包括信号点灯、轨道电路、道岔表示等供电●动力设备供电----主要是道岔转辙机●信息设备供电----主要包括信息的产生和传输设备，如计算机联锁机及执行设备，自动闭塞移频信息设备，以及DMIS、CTC、微机监测等。信号表示供电的特点：受传输距离的限制，一般情况下是从室内高电压输出到现场设备终端再变换为低电压使用，因此，要求输出电压稳定、可调。信号点灯电源要求隔离、分束输出，轨道电路电源要求相位一致等。任何经过变换的电源模块可靠性均远不及电网的可靠性，因此，对于动力供电，在有