Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Шатохин Виталий Анатольевич

Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики
<
Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Шатохин Виталий Анатольевич. Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.08 Санкт-Петербург, 2007 169 с., Библиогр.: с. 160-169 РГБ ОД, 61:07-5/4639

Содержание к диссертации

Введение

1 Современное состояние вопроса построения систем электропитания 7

1.1. Анализ отечественных СЭ ЖАТ 8

1.2. Анализ СЭ, применяемых в других отраслях и за рубежом 29

1.3. Классификация и анализ устройств бесперебойного питания 33

1.4. Выводы и постановка задач исследования 35

2. Параметрическая совместимость СЭ 36

2.1. Общие сведения о структуре СЭ 36

2.2 Оптимизация структуры системы бесперебойного питания 40

2.3 Расчет токов короткого замыкания 48

2.4. Выводы по разделу 2 66

3. Концепция построения систем бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов ЖАТ 67

3.1. Выбор системы электроснабжения 67

3.2. Эксплуатационно-технические требования к СЭ 76

3.3. Исследование автономных источников тока 99

3.3.1. Аккумуляторная батарея 99

3.3.2. Резервная электростанция 111

3.4 Выводы по разделу 3 120

4. Исследование СЭ ЖАТ на функциональную безопасность и ЭМС 121

4.1. Анализ СЭ на функциональную безопасность 121

4.2. Методы обеспечения функциональной безопасности СЭ 128

4.3. Анализ СЭ на ЭМС 136

4.4. Методы обеспечения электромагнитной совместимости СЭ 138

4.5. Компенсация реактивной мощности 145

4.6. Выводы по разделу 4 150

5 . СЭ микропроцессорных комплексов ЖАТ УЭП-МПК 151

5.1. Система УЭП МПК: структура, диагностика, мониторинг 151

5.2. Методы проектирования УЭП-МПК 155

5.3. Методы технического обслуживания УЭП-МПК 156

5.4. Выводы по разделу 5 157

Заключение 158

Список используемых источников 160

Введение к работе

В транспортной системе страны из всех видов транспорта железнодорожный транспорт является на сегодняшний день самым безопасным. Важная заслуга в этом принадлежит системам железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ), обеспечивающим эту безопасность. Применение систем ЖАТ на современной элементной базе, таких как релейно-процессорные (РПЦ) и микропроцессорные (МПЦ) централизации стрелок и сигналов на станциях, микроэлектронные системы автоматической блокировки на перегонах, обозначило смену поколений оборудования ЖАТ.

Особую актуальность для обеспечения безопасности, отказоустойчивости, долговечности и живучести микроэлектронного оборудования приобретает качество и бесперебойность их электропитания. Совершенствованием систем электропитания (СЭ) решается часть общей проблемы совершенствования всего комплекса электроснабжения систем ЖАТ. Создание СЭ, отвечающих требованиям прогрессивных систем ЖАТ, является одной из важнейших задач в деле повышения пропускной способности транспорта и обеспечения безопасности движения поездов.

Большой вклад в решение проблем электропитания ЖАТ внесли Д.А.Коган, З.П.Эткин, М.М.Молдавский, В.Р.Дмитриев, Б.С.Сергеев, В.И.Смирнова, В.П.Багуц, Н.П.Ковалев, А.М.Костроминов, А.Ф.Петров, М.А.Новиков, Н.М.Степанов, В.А.Кононов и др.

Развитие рынка технических средств (ТС) управления технологическими процессами неизбежно ставит новые проблемы, которые, в первую очередь, ощущают на себе те, кто монтирует и эксплуатирует эти ТС. СЭ ЖАТ выделились в самостоятельный класс ТС со своими сложившимися правилами и

особенностями эксплуатации. Соответственно, появились и проблемы, присущие данному конкретному классу, такие как:

- обеспечение бесперебойного, то есть непрерывного во времени,
электропитания современных систем ЖАТ;

- отсутствие корректной нормативной базы по созданию и эксплуатации СЭ;

- несовершенство технических решений по организации электропитания,
которые к тому же вступают в противоречие с новой редакцией ПУЭ [1];

- отсутствие в терминологии гармонизации с общепромышленными СЭ;

- обеспечение электромагнитной совместимости более чувствительного к
помехам, по сравнению с релейными ТС, микроэлектронного оборудования и
т.п.

В то же время не только современные ТС как потребители предъявляют повышенные требования к СЭ, но и СЭ диктуют требования потребителям с целью энергосбережения и повышения надежности комплекса систем в целом за счет упрощения и сокращения элементов. Только комплексный подход, предусматривающий сбалансированное взаимодействие оборудования внешней энергосистемы, внутрипостовых устройств электропитания и конечного оборудования потребителей, позволяет достигнуть высоких экономических показателей и обеспечить непрерывность перевозочного процесса.

В соответствии с законом о техническом регулировании N184-03 [2], вступившем в действие с 01.07.2003, многие технические вопросы будут решаться не государством, а профессиональным сообществом. Согласно идеям, лежащим в основе этого закона, государство отказывается от подробного регулирования многих технических вопросов, которое имело место ранее, за исключением особо важных, например, имеющих непосредственное отношение к жизни и здоровью людей. Это приведет к резкому сокращению

финансирования со стороны государства разработок многочисленных ГОСТов, руководящих указаний, инструкций, типовых проектных решений и т.п. А поскольку для ведения серьезных работ одного энтузиазма недостаточно, многие технические вопросы будут решаться самостоятельно отдельными министерствами, ведомствами, в ряде случаев отдельными институтами и специалистами. Учитывая еще и то, что свободные рыночные отношения сопровождает широкий ассортимент предлагаемой продукции можно утверждать о том, что задача потребителя по выбору оборудования, оптимально реализующего необходимые ему функции, значительно усложнилась и данная тенденция в дальнейшем будет еще больше усугубляться. Поэтому необходимо дать проектным организациям, проектирующим железнодорожные объекты, четкие обоснованные ориентиры для решения поставленных перед ними задач. Целью исследования является:

анализ существующих СЭ и выявление их недостатков;

синтез унифицированной СЭ микропроцессорных комплексов ЖАТ.

Для реализации целей исследования решению подлежат следующие задачи:

оценка применимости отечественных и зарубежных СЭ к ЖАТ;

оценка степени унификации потребителей;

разработка структуры СЭ переходного периода и перспективной;

разработка требований к элементам СЭ;

разработка методики оценки безопасности и электромагнитной совместимости СЭ;

разработка методов проектирования СЭ;

разработка методов технического обслуживания СЭ.

Анализ СЭ, применяемых в других отраслях и за рубежом

На функциональной схеме типовой СЭ здания изображены основные линии энергоснабжения, выделены технологические и бытовые потребители (общее освещение, сеть электрических розеток для подключения бытовых электроприборов), технические средства и линии энергоснабжения, входящие в состав СЭ. Энергопотребители СЭ разделяются на две группы. К первой группе относят оборудование, требующее электропитания со стабильно высокими показателями качества электроэнергии, а также не допускающие (по условиям технологического цикла) перерывов в электропитании. В эту группу потребителей входит все компьютерное оборудование, системы связи, активное сетевое оборудование, аппаратура видеонаблюдения, сигнализации, медицинское оборудование. На схемах эта группа обозначена "Потребители СГЭ - "А"". Потребители этой группы подключаются к выходу УБП. Вторая группа содержит оборудование, подключаемое непосредственно к выходу ДГА, не требующее стабильно высоких качественных показателей качества электроэнергии и допускающее кратковременный перерыв (30-120 сек.) в электропитании. Эта группа потребителей включает в себя системы аварийного освещения, а также оборудование кондиционирования помещения для размещения комплекса УБП. На схемах эта группа обозначена "Потребители СГЭ - "В"". Также в эту группу включаются такие системы, как например, комплекс средств охраны, сигнализации и другое оборудование, защищенное локальными УБП.

Выделение в рамках СЭ групп потребителей, подключаемых к источникам электропитания различного типа (УБП и ДГА) позволяет достичь следующих результатов: Исключение из группы "А" таких потребителей, как системы кондиционирования и аварийное освещение позволяет снизить нагрузку на УБП, что, в свою очередь, увеличивает время автономной работы УБП в аварийном режиме и дает возможность использовать УБП меньшей мощности.

УБП осуществляет гальваническую развязку между сетями электропитания компьютерного и коммуникационного оборудования и сетью электропитания технологического оборудования (в частности, системы кондиционирования). Это позволяет значительно снизить уровень помех в сети защищенного электропитания при включении и выключении оборудования, характеризующегося нелинейным характером и большими пусковыми значениями тока потребления.

В системе постоянного тока, характерной для электропитания особо важных потребителей, исключающих возможность некачественного питания от входной сети, основу составляет шина постоянного тока, к которой параллельно подключены источники и потребители. Источники переменного тока подключены через выпрямители, источники постоянного тока через коммутирующие устройства. Потребители постоянного тока напряжением, совпадающим с напряжением шины подключаются непосредственно к шине через устройства токовой защиты, потребители постоянного тока напряжением, отличным от напряжения шины и потребители переменного тока - через DC/DC и AC/DC преобразователи соответственно. Так как потребители не допускают запитки непосредственно от некачественного напряжения сети даже в аварийных режимах в системе отсутствует байпас, а проблема повышения надежности решается резервированием, при этом в базовой системе не резервируется сама шина. Для сверх особо важных потребителей применяется дублированная система постоянного тока, но в этом случае конечные потребители должны иметь два альтернативных входа питания. 1.3. Классификация и анализ устройств бесперебойного питания

Существует два основных класса УБП: с «холодным» и с «горячим» аккумуляторным резервом. УБП с холодным резервом характеризуются тем, что преобразователь постоянного напряжения в переменное в нормальном режиме работы отключен от нагрузки и подключается к ней только при недопустимых отклонениях входного напряжения. Различают два основных типа УБП с холодным резервом: off-line и line-interactive. УБП с горячим резервом характеризуются тем, что преобразователь постоянного напряжения в переменное постоянно подключен к нагрузке, поэтому в них отсутствуют потери времени на переключение с основного питания на резервное. Среди УБП с горячим резервом различают два основных типа: on-line и с дельта преобразованием. Ниже приведен сравнительный анализ указанных УБП.

Off-line: Иногда его еще называют защитой «в режиме standby». Это недорогое решение предназначено для оборудования, которое требует минимальной защиты электропитания. УБП класса off-line обеспечивает резервирование питания в случае полного пропадания питания, однако не способен выдать чистый синусоидальный ток на выходе.

Line-interactive: УБП этого класса стоят дороже. Системы класса line-interactive не только обеспечивают базовую защиту питания в случае полного его пропадания, они также сглаживают всплески сигнала. УБП класса line-interactive лучше всего подходит для защиты нагрузки, для которой чистый синусоидальный ток на выходе не является критически важным условием успешной работы оборудования.

Оптимизация структуры системы бесперебойного питания

В период опытной эксплуатации УЭП-МПК на станции Петербург - Сортировочная - Московская Октябрьской ж.д. была выявлена закономерность, заключающаяся в неравномерном характере загрузки УБП в зависимости от технологии и объемов работы станции, размеров движения, степени заполнения приемо-отправочных путей и т.п. [19]. Статистически, на основе протоколов работы УБП определен характер потребления мощности нагрузками и установлено, что предельные значения потребления обусловлены увеличением потребляемой мощности кратковременно стрелочными электроприводами и продолжительно рельсовыми цепями при максимальном заполнении путей. При этом до 90% общего времени наработки СЭ загрузка УБП не превышала 25% от максимально возможной нагрузки, на которую она была рассчитана. Характер потребления мощности нагрузками ЖАТ В основной временной интервал, длиной tj и от t2 и далее потребляемая мощность невелика и равна P№

Очевидно, что повышение коэффициента использования ресурсов влечет снижение стоимости оборудования по отношению к единице выполняемой работы. В этой связи возникает задача выбора оптимальной мощности вводных, выпрямительных, преобразовательных устройств и емкости АКБ, составляющих СЭ.

Другим негативным аспектом малого значения коэффициента использования УБП является завышение проектной мощности ДГА. Это влечет за собой сокращение времени безотказной работы ДГА, так как для него является крайне неблагоприятным работа на нагрузку, составляющую менее 30% от его номинальной мощности, что имеет место в 90% случаев. В тоже время ДГА в первые моменты времени после запуска не может взять на себя более 60% мощности от своего номинального значения. Следовательно, необходимо обеспечить, чтобы мощность, отбираемая от ДГА в первый момент после запуска, находилась в пределах от 30 до 60 % его номинальной мощности. Реализация данного требования напрямую зависит от выбора мощности УБП с обеспечением необходимой степени ее загруженности, то есть от оптимизации работы УБП.

Постановка задачи. Для использования оптимизационных методов при проектировании СЭ разработана «скелетная схема» (рис.7) функционирования системы [20], то есть структура взаимосвязей оптимизируемых узлов (вводные устройства, АКБ, выпрямитель, зарядное устройство и инвертор). Задача оптимизации сводится к выбору параметров составляющих элементов и режимов их работы, соответствующих наилучшему значению характеристического показателя качества функционирования СЭ.

Решение задачи. Для соединения в проекте непрерывно действующего УБП с нагрузкой, характеризующейся неравномерным потреблением электроэнергии, предлагается подход решения задачи простой системы управления запасами [21]. Роль производителя играют вводные устройства и выпрямитель, роль склада - АКБ, роль продавца - инвертор, роль потребителя -нагрузки ЖАТ. При этом потребительский спрос имеет неравномерный характер и зависит от технологии эксплуатационной работы станции. Характеристики энергопотребления и пиковых нагрузок предполагаются заданными, так как определяются внешними по отношению к системе факторами.

В самом простом случае можно выбрать Рн = Рмакс. При этом в течение длительного интервала времени, которому соответствует потребление электроэнергии Рдл, работа УБП будет осуществляться с недогрузкой. С другой стороны, можно было бы выбрать такой режим работы УБП, который бы позволял обеспечить требуемую энергию в нормальном режиме, а для обеспечения пиковых нагрузок использовать энергию, запасенную в АКБ. В интервалах времени, когда потребление незначительно, осуществляется подзаряд АКБ (пополнение запаса) для последующего использования при увеличении потребления. При этом оптимальная емкость батареи С0ПТ будет складываться из емкости неприкосновенного запаса Снз для обеспечения нагрузки при отсутствии фидера и дополнительной емкости Q, допз компенсирующей пиковое потребление. Все промежуточные проекты отличаются от рассмотренных различными сочетаниями использования запасов накопленной электроэнергии в АКБ. Задача заключается в выборе оптимального проекта.

Характеристический показатель качества проекта естественно выбрать в виде полных затрат, которые включают затраты на эксплуатацию УБП, а также капитальные вложения, связанные с приобретением оборудования СЭ. Основными независимыми переменными являются: 1) Рвп - проектная мощность выпрямителя; 2) Ринв - проектная мощность инвертора; 3) САКБ - проектная емкость АКБ. Предполагается, что основной характеристикой СЭ является отдаваемая нагрузке мощность Рн, при этом должно обеспечиваться ее непрерывное питание от АКБ при отсутствии входного фидера в течение 1 часа (0 г 60).

Работа СЭ определяется из условия: При этом должен обеспечиваться подзаряд АКБ в период снижения нагрузок. Характеристический показатель качества проекта включает капитальные вложения в оборудование вводных и выпрямительных устройств: Ci = aj + а2Рву, где ai и а2 - эмпирические параметры, связанные с затратами на комплектацию оборудования, где константа ai - независимая составляющая от производительности СЭ, а коэффициент а2 связан с изменением мощности. Капитальные затраты на АКБ находятся с помощью зависимости С2 = (bj + b2 +b3) Сбат, где b], b2, Ьз - эмпирически определяемые константы, отражающие удельные зависимости капитальных вложений на приобретение (bi), эксплуатационные расходы на капитальный ремонт (Ь2) и содержание (Ьз) АКБ.

Эксплуатационно-технические требования к СЭ

Объектами электропитания постовых СЭ являются: - электрической централизации стрелок и светофоров; - диспетчерской централизации и диспетчерского контроля за движением поездов; - путевой блокировки; - путевого оборудования АЛС и САУТ; - контроля свободности пути на основе счёта осей; - устройств механизации и автоматизации сортировочных горок; - переездной сигнализации, автоматических шлагбаумов и устройств заграждения; - оповещения о приближении поезда; - контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда; - пожарно-охранной сигнализации; - аварийного освещения. СЭ должна предусматривать ввод и коммутацию напряжения не менее чем от двух внешних независимых источников переменного тока одного из следующих типов: трехфазного с глухозаземленной нейтралью и линейным напряжением 380В; трехфазного с изолированной нейтралью и линейным напряжением 380В; трехфазного с изолированной нейтралью и линейным напряжением 220В; однофазного с изолированными выводами и напряжением 220 В.

Тип источника и их количество определяется техническим заданием на разработку (ТЗ). В СЭ должна предусматриваться возможность подключения ДГА или дополнительного независимого источника питания переменного тока.

СЭ должны обеспечивать питание нагрузки от одного из подключенных источников, контроль напряжения, с возможностью автоматического и ручного режимов переключения и выбора основного и резервного источников, бесперебойность электропитания микропроцессорных устройств ЖАТ и гарантированное электропитание остальных устройств ЖАТ и устройств железнодорожной связи. В состав СЭ должен входить аппарат обеспечивающий отключение источников электропитания переменного тока с видимым разрывом цепи. СЭ должны обеспечивать защиту от сверхтоков и ослабление импульсов перенапряжений из внешних сетей. СЭ должны обеспечивать возможность подключения каждого УВК микропроцессорных систем ЖАТ через отдельные устройства токовой защиты.

В СЭ должен быть обеспечен автоматический переход на электропитание от другого источника при следующих повреждениях: -понижение напряжения источника более, чем на 20% от номинального значения на время более 1,0 с; -пропадание напряжения одной из фаз трехфазного источника. СЭ должны обеспечивать гальваническую развязку нагрузок, если данная развязка необходима по соображениям безопасности функционирования системы ЭЦ. В СЭ должна быть предусмотрена световая сигнализация о режиме работы каждого внешнего источника питания, возможность контроля напряжения источников питания щитовыми или переносными измерительными приборами и передачи информации о режиме работы каждого внешнего источника питания в систему телеконтроля. Для исключения перерыва электропитания устройств ЖАТ, на работоспособность которых влияет время переключения фидеров и время запуска ДГА, а также для обеспечения параметров качества электроэнергии должна применяться система бесперебойного питания с необходимым временем автономной работы при расчетной максимальной нагрузке.

В СЭ ЖАТ с одним УБП должно предусматриваться питание УВК и приборов, обеспечивающих восстановление действия систем ЖАТ, от индивидуальных устройств бесперебойного питания или непосредственно от аккумуляторной батареи. В СЭ с резервируемым УБП устройств ЖАТ, индивидуальные УБП или дополнительная АКБ для питания УВК и приборов, обеспечивающих восстановление действия систем ЖАТ, не устанавливаются.

Нагрузки общего назначения: освещение, теплоснабжение, водоснабжение, вентиляция, кондиционирование, пожарная сигнализация и система автоматического пожаротушения, очистка стрелок от снега, как правило, должны обеспечиваться гарантированным питанием от отдельного распределительного устройства. Основное питание нагрузок общего назначения должно быть от КТП ВЛ продольного электроснабжения, а резервное питание -от КТП ВЛ СЦБ.

В металлических модулях (контейнерах) с аппаратурой ЖАТ и на постах ЭЦ с расчетной мощностью потребления от сети питания до 5 кВА допускается подключение нагрузок общего назначения к ВУ УЭП ЖАТ.

В УЭП должна быть предусмотрена система гальванического разделения цепей питания стрелок, сигналов, рельсовых цепей по паркам, горловинам или направлениям движения. Мощность УЭП для питания рабочих цепей стрелок должна быть рассчитана: - при последовательном переводе на одновременный перевод двух стрелок; -при параллельном переводе на одновременный перевод 6 или 12 стрелок (в зависимости от конфигурации станции). При применении системы электропитания с частичным аккумуляторным резервом объекты для питания от аккумуляторной батареи могут выбираться как по маршрутам движения поездов по станции, так и по функциональным группам (стрелки, рельсовые цепи, светофоры и т.д.). Система электропитания с частичным аккумуляторным резервом по маршрутам движения поездов должна сохранять питание устройств, обеспечивающих действие ЭЦ по главным путям станции. При электропитании устройств механизации и автоматизации сортировочных горок от цепи гарантированного питания должны предусматриваться технические решения, обеспечивающие на время переключения фидеров довод остряков не менее 6 стрелок одновременно. Для служебно-технических зданий с оборудованием ЭЦ, ГАЦ, АБ должны применяться системы заземления: ТТ или TN-S для нагрузки общего применения и IT для бесперебойного электроснабжения устройств ЖАТ с подключением к общей системе через двухобмоточный разделительный трансформатор и контролем сопротивления изоляции.

Для УЭП, размещаемых в металлических модулях (контейнерах), должна использоваться система заземления типа IT с подключением нагрузки через разделительный трансформатор и контролем сопротивления изоляции.

Методы обеспечения функциональной безопасности СЭ

По безопасности к СЭ предъявляется требование по отсутствию генерации частот, совпадающих с рабочими частотами путевых приемников рельсовых цепей и по недопущению превышения выходного напряжения как при штатных режимах работы, так и при возникновении в СЭ отказов программно-аппаратных средств [44].

СЭ, применяемые в системах ЖАТ должны иметь сертификат соответствия или декларацию о соответствии требованиям безопасности. СЭ, соответствие которых требованиям безопасности не подтверждено сертификатом или декларацией соответствия, не могут быть допущены к применению в системах ЖАТ ОАО «РЖД». Сопроводительная документация должна содержать информацию о допуске СЭ к применению в системах ЖАТ ОАО «РЖД», а также содержать необходимую и достаточную информацию для обеспечения безопасной установки, эксплуатации и утилизации. Техническое задание на разработку СЭ должно содержать минимальные и исчерпывающие требования, выполнение которых обеспечит защиту от: поражения электрическим током; возникновения пожаров; воздействия электромагнитных полей; шума электроустановок; тепловых воздействий; перегрузок по напряжению и току. Конструкция СЭ должна исключать возможность прямого контакта с опасными токоведущими частями этого оборудования;

По защите от доступа к опасным частям и вредного воздействия в результате проникновения внутрь оболочки твёрдых тел и воды согласно ГОСТ 14254 аппаратура электропитания в рабочем положении должна относиться к классу IP30.

Электрическая прочность изоляции клемм электропитания СЭ относительно корпуса и относительно изолированных от них остальных клемм должна быть не менее: - для цепей с номинальным напряжением 380 В - 2,5 кВ; - для цепей с номинальным напряжением 220 В и менее - 2,0 кВ; - для цепей с номинальным напряжением менее 60 В, предназначенных для питания постовых устройств ЖАТ- 0,5 кВ; Сопротивление изоляции клемм отдельных приборов электропитания относительно их корпусов и относительно изолированных от них остальных клемм должно быть не менее: - для номинального напряжения питания 380 В в нормальных климатических условиях - 1000 МОм, и при воздействии верхнего значения повышенной влажности - 50 МОм; - для номинального напряжения питания 220 В в нормальных климатических условиях - 200 МОм, и при воздействии верхнего значения повышенной влажности- 10 МОм; - для номинального напряжения питания 24 В в нормальных климатических условиях - 100 МОм и при воздействии верхнего значения повышенной влажности - 5 МОм. Конструкция питающих устройств должна соответствовать требованиям пожаробезопасности изделия согласно ГОСТ 12.1.004. С целью обеспечения пожаробезопасности питающих устройств применение пожароопасных материалов и элементов допускается только при невозможности их замены. Должны быть предусмотрены средства защиты от возникновения опасных и вредных производственных факторов пожароопасности в соответствии с [1].

Внедрение в эксплуатацию устройств бесперебойного питания (УБП), не гарантирующих отдельные нормируемые параметры выходного напряжения, которые оказывают опасное влияние на работу рельсовых цепей, требует применения технических решений, позволяющих исключить возникновение опасных ситуаций. Одним из возможных способов решения этой задачи является включение в параллель двух УБП, связанных между собой высокоскоростным интерфейсом, по которому они осуществляют взаимный контроль. При неисправности одного из УБП рельсовые цепи и цепи кодирования переключаются на резервное питание в обход УБП. Второй способ заключается в создании устройства, контролирующего качество выходного напряжения УБП и, в случае несоответствия его установленным нормам, переключающее рельсовые цепи на резервное питание. В соответствии с планом НИОКР ОАО «РЖД» предприятием «Стальэнерго» при участии автора разработано устройство безопасного контроля напряжения УБКН, которое принято 23.12.2005 г. в постоянную эксплуатацию на Московской ж.д. УБКН предназначено для непрерывного контроля действующего значения выходного напряжения УБП и уровня гармонических составляющих основной частоты контролируемого напряжения в полосе от 400 до 800 Гц. УБКН формирует сигнал управления внешним исполнительным реле СЦБ первого класса надежности, с помощью которого УБП отключается от нагрузки, если качество выходного напряжения не соответствует установленным нормам. УБКН имеет два варианта исполнения: УБКН1 - обеспечивает защиту устройств автоблокировки от повышенного напряжения электропитания. УБКН2 - обеспечивает защиту устройств автоблокировки от повышенного значения уровней гармонических составляющих питающего напряжения. УБКН изготавливается в корпусе реле НШ и размещается в питающих установках и на релейных стативах. УБКН имеет выходы для передачи информации о режиме аварийного отключения УБП и переходе на резервное питание в систему диспетчерского контроля и на пульт ДСП. Областью применения УБКН является аппаратура электропитания рельсовых цепей на станциях и на перегонах при автоблокировке с централизованным расположением аппаратуры. УБКН представляет собой микропроцессорное устройство. Требуемый уровень безопасности и надежности прибора обеспечивается за счет непрерывного диагностирования параметров каждого узла и перехода УБКН в защитное состояние в случае обнаружения одиночного отказа. УБКН является необслуживаемым устройством, работает до отказа и периодических осмотров и проверок в РТУ не требует. Диапазон рабочих температур — от минус 20С до плюс 60С. Технические характеристики и функциональные возможности:

Похожие диссертации на Системы бесперебойного электропитания микропроцессорных комплексов железнодорожной автоматики и телемеханики