ZPW-2000A试验沙盘中电源屏技术设计

摘 要：伴随我国轨道交通的跨越式发展，铁道信号类专业人才培养过程迫切需要适应铁路人才的需求。铁路信号类模拟沙盘有助于学生测试沙盘仿真设备的室内外参数，保证室内外设备的联锁关系。本文就沙盘的电源屏技术进行了介绍，不断提高理实一体的人才培养模式。

关键词：ZPW-2000A;轨道电路;智能电源屏

中图分类号：U284文献标识码：AHT

当前我国高速铁路飞速发展，路网规模占世界高铁60%以上[1]。ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞轨道电路有列车占用检查和传递行车信息的作用，对于保证列车行车安全与提高线路运营效率具有重要作用。ZPW-2000A试验沙盘系统的建设对提高铁道信号类专业学生的实践技能的培养具有积极意义。沙盘形象直观、互动性强，电源屏是其中重要一环，承担着为微机监测、道岔表示、联锁、信号点灯、稳压备用、沙盘、轨道继电器、区间继电器、转辙机、区间移频、熔丝报警、半自动闭塞等供电。

1 电源系统需求

为满足室内外轨道电路与信号电路的连接，电源系统需满足总容量≤10kVA的微机联锁车站，使各参数在模拟沙盘仿真设备上可进行测试，且要保证室内外良好的联锁关系较困难，主要存在：

（1）微型电动转辙机难以实现道岔位置转换后自动断电;

（2）道岔转换完成后，给出正确表示过程与动作过程不能公用外线;

（3）ZPW-2000A轨道电路的各项参数在沙盘轨道上难以实现。

本套电源系统由一面屏组成，B屏为交流电源模块、直流电源模块、输入转换单元和监控端共同构成。

整套电源设备根据ZPW-2000A型轨道电路的结构功能特点具有以下特点：

（1）智能化设计。监測电源系统的参数和状态，并具有故障报警、显示、记录功能。

（2）网络化功能。与微机监测实现网络通信，使得信号电源由“故障修”向“状态修”的转变，最终达到车站信号电源的无人值守，推进智能交通系统的发展。

（3）标准模块化设计。根据现场灵活配置电源系统，整个电源屏有两路输入，电源模块采用“N+1”互补成对冗余的热机备份工作方式保证系统的可靠性。

（4）两路电源快速切换系统。保证继电器电源、电码化电源和25HZ电源不间断供电。

2 电源系统设计与实现

考虑ZPW-2000A功能实现的要求及微型电动转辙机难以在道岔转换到位后自动断电的问题，智能电源屏参数的设置如下：

（1）电源输入：三相AC304V～437V，50Hz±1Hz;

（2）电源系统容量：10kVA。

2.1 分压电路的设计

为满足负载电路的电压需求，如沙盘（AC220V/10A）、轨出1和轨出2（12V/4A）以及信号点灯（12V/4A），总体的分压由采用的380V稳压器模块变成220V/10A和220V/5A、12V/4A。

稳压模块的电压输入输出均为220V，电流输出为22.7A。当稳压模块出现故障时，监测系统的人机界面将给出稳压模块故障告警信息，同时模块告警指示灯亮。模块处于不稳压直供状态，需及时检查输入电压参数，判断模块是否为欠电压保护状态。若输入电压正常，检査稳压模块是否处于过电流或短路保护状态。

2.2 24V控制电源的设计

为实现对系统的保护和负载电路的控制，设计了24V控制电路的结构。

（1）输入过电压保护。当交流输入电压超过内部设定值，则模块自动停机保护。交流电压恢复正常后，模块自动恢复正常。

（2）输入欠电压保护。若交流输入电压值低于额定，则模块限流以降低其输出电量。当交流输入电压继续跌到低于内部设定保护值时，则模块自动保护。当交流输入电压恢复正常后，模块自动恢复正常。

（3）输出过电压保护。当整流模块直流输出电压超过内部设定值，则模块自动停机且锁位，需重开机恢复。

2.3 电源屏间连接线

如下图所示为智能电源屏间的连接线。

3 结语

本文自主探索信号室平台，结合学校建设规划，搭建平台，扩大相关专业学生的培养范围，有利于提高铁道信号类专业学生的实践技能，构建仿真结合的实训场景，解决复杂的教学问题。

参考文献：

[1]孙永福，何华武，郑健.中国铁路“走出去”发展战略研究[J].中国工程科学，2017（5）：1-8.

[2]傅柄棋，张宏宇，何立.石油储罐区模拟沙盘设计[J].消防科学与技术，2019（7）.

[3]李洪健，李飞.沙盘推演在数字出版项目中的应用性思考[J].科技与出版，2019（3）：134-137.

[4]张永贤，徐雪松，余江松.ZPW-2000A型无绝缘轨道电路建模与仿真研究[J].华东交通大学学报，（3）：70-74.

[5]王保松.大秦重载铁路ZPW-2000A轨道电路低道床现状分析及建议[J].铁路通信信号工程技术，2018（6）.

基金项目：计算机联锁及区间ZPW-2000A模拟沙盘实训系统探索（2014-27）

通讯作者：李晓艳（1979-），女，陕西渭南人，硕士，副教授，主要研究方向为铁路信号自动控制。