摘要：在火车运行过程中，配电室智能电源屏是一种综合、智能、科技含量高的新型设备。在使用过程中，智能电源屏和普通的屏幕有很大的区别。在买际使用过程中，铁路配电室智能电源屏也是经常会有故障产生，进行影响列车的正常通行。铁路配电室智能电源屏的应用使得铁路运输的安全性不断增加，同时对列车电源的管理也变的简单快速。
关键词：智能电源屏；故障；处理方法；电池维护
如今我国的客运及旅游铁路运输在不远的将来必将进一步的快速发展，客运铁路的线路越来也多，运行速度也越来越快，如何铁路的正常运行成为了业界关注的重点。铁路电源作为铁路交通中重要的一个环节，其运行的正产个与否直接决定这，铁路运输的行驶安全性，尤其是在当前中国高铁快速普及的前提下，由于列车速度的提升，交给列车员的反应时间越来越短，仅靠人工的方式来杜绝列车行驶中的隐患几乎成为了无稽之谈。铁路电源设备作为维持铁路运行的重要一个环节，是列车安全保障系统中的重要一环，而分配电源屏又是保证电源设备正常运行的重要组成部分，所以本文就铁路交通系统在日常运行的过程中配电室智能电源屏的常见故障和维护处理措施进行讨论。
一、铁路配电室智能电源屏简介
铁路电源智能电源系统主要有两部分组成：一是以自动控制为核心，应用功率电子预电磁技术、模块化系统冗余设计，电源模块热插拔，向车站内、外电源设备供电，分别向电源机点灯、轨道电路、道岔表示、电动转辙机、继电器、微机联锁、微机监测、调度集中、25Hz轨道电源等设备提供交、直流电源。满足了电源设备的不间断供电要求，是向车站联锁、区间闭塞、编组作业、行车指挥设备供电的电源设备。二是智能铁路电源系统，采用计算机技术为主体，实现智能监测电源系统状态的监测部分。
二、智能屏供电电源引起故障
电源一般是分成了两个线路，第一个就是贯通整个系统的电力线路，另外一个就是自行闭合的线路，这种电流线路的存在，在最大程度上保证了电源的24小时运行，当其中一路发生故障时，另一路线路变可接替故障线路保证继续供电。但是由于铁路线路固有的长度和穿越地区的性质决定了铁路信号的供电设施需要贯穿整个铁路沿线，以保证信号有效及时的传送。也正是因为铁路超长的陆地线路，导致了沿线突发状况发生的可能性，而且智能屏电源的日常检修工作，往往存在检修周期长或者推迟检修的情况。所以当出现天气恶劣、人力不可抗拒的自然灾害或者系统的用电量突然加大导致电压剧烈波动、停电，常常是维护人员难以及时的到达，致使以计算机为核心的智能控制系统无法运行，从而影响列车运行的安全。
1.电源接地
电源接地会阻碍电源设备的正常工作，对列车的行驶安全造成极大的威胁。电源正常状态下虽然与地线及其他的金属设备外壳处于分离的安全状态，当仅有一处地方连接起来并不会立即导致故障的发生，然而一旦发生第二次的连接现象，就会立刻出现短路，干扰电源设备的工作，极有可能导致重大事故。
2.监控系统出现供电问题
监控子系统是智能电源屏为了实现对系统各支路运行时电压、电流等数据的收集、以及采集各个模块、接触器等的运行状态，对数据和状态进行传输、分析，并对运行过程进行检测，判断正常与否，一旦有故障出现，及时作出警告而设立的辅助系统。由于监控子系统的电源来自智能屏的直流电源，所以当电网发生断电现象，监控子系统同时陷人瘫痪状态而无法进行正常的检测工作，错误的运行数据或故障不能被监控和记录。
三、铁路配电室智能电源屏的故障诊断系统
铁路电源智能电源故障诊断系统主要由电源屏在线监测系统、通信系统、数据分析系统和报警系统组成。
1.电源屏在线监测
现在广泛使用的铁路电源智能电源系统中，都有自身的数据监测系统，大多采用西门子公司的 S72200 系列 PLC 作为采集机，对各个电源屏进行现场贯通、自闭输入电源，各种模块输入输出电压、电流等数据采集、处理、显示和控制。
但存在的缺点是各电源屏 PLC 监控单元只监测本电源屏输入、输出电压、电流的状态，信息量少缺少开关量的采集和电源对地电压、电流的测试且不能联网和远程监控。
针对存在的问题进行了改进，利用既有的电源微机监测微机作为电源屏监测管理的上位机称为车站计算机，对各电源屏 PLC 监控单元的信息进行采集，完成信息管理、数据分析、数据存储、记录、故障诊断、故障报警、打印等功能。
远程管理计算机通过调制解调器、通信线与车站计算机通信，完成遥测、遥信、遥控功能，实现铁路电源系统的网络化。
监控系统包括：车站管理计算机、各电源屏 PLC 监控单元、调制解调器、通信线、远程计算机及打印机等。针对铁路电源屏监测现有的不足，增加了以下功能：
增加了电源屏开关量的采集，主要针对电压屏各种模块输入、输出断路器状态进行监控，采用 A/D、D/A 转换电路以及通信模块。
在该系统中，D/A 转换采用的是AD7541芯片，12bits 转换精度，采用 CD4094 来扩展数据口并控制开关电源的同步；A/D转换采用 AD1674 芯片，12bits 转换精度，采用电压和电流两路模拟电源。
电压和电流电源是整定后输入A/D模块的，电压值在-15～+15 V之间。
车站计算机根据输入来的电源判断断路器的状态，及时给出信息。
增加了电源屏对地电流测试功能，对地电流测试将被测的电源回路经电缆通过测试组合接到电源测试板上的采样电路，由于电源屏输出有交、直流之分，为提高测试精度，加装两个继电器，对不同的电源切换到不同的电路。
特别要注意电源屏各种输出电源的对地电流测试必须在规定时间内进行，确保安全，以防万一。
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2.数据的分析与故障诊断
数据的分析与故障诊断软件包括主程序、数据采集、主机界面等，采用 VC++6.0 工具软件开发主程序。数据采集采用中断方式，每隔 1 ms（采集周期可人工设定）采集一次数据，每路电源采集每执行40次调用一次数据处理子程序。主程序主要完成键盘扫描和参数设置。
主要完成以下功能：
3.在线监测控制
通过现场采集巡查方式实现对铁路电源屏各种输入、输出各种电源、电源屏各种模块工作状态、各种断路器、继电器状态进行实时监测，一旦发现某个巡查点出现问题，能向系统发送控制信息后继续巡查。
4.数据分析控制
对现场采集来的铁路电源屏的各种模拟量、开关量在系统中进行实时分析，并存储到数据库系统中，保证用户对数据的访问、分析和查询功能。
5.报警和故障诊断设计
根据数据分析的结果，判断各种采集量、设备状态的安全情况，给出不同的报警信息，判定故障情况、范围，实现故障自我恢复功能。
软件的各个功能模块可以根据具体要求编制程序来管理相关数据。
在站点机具有遥控功能时，应该保证调度机软件的安全性，防止误操作，而引起停电或误送电。
6.故障报警
当系统运算发现故障时，自动报警并将报警记录储存，报警采用语音报警，语音报警选用高质量语音芯片 ISD2560。
在ISD2560 中，预先存储了各种语音片断的信息，为方便程序的调用，将各种语音片断信息编成一个地址表。
站机发送故障部位的地址，同时送出低电平、P2.5 送出高电平选通锁存器和 ISD2560，锁存器接收锁存数据，将数据传送 ISD2560，语音播报控制器接收到这些数据，还原成可以处理的播报信息，然后由 ISD2560 寻址读取录好的一个个语音片断，组合成一句完整的语音提示信息播报出来。
供电值班人员根据报警情况和报警信息迅速判断故障点进行处理。
四、PZG系列智能电源屏典型故障处理步骤
（1）模块故障时的处理步骤型号完全相同的模块可以互换。
当某一型号的模块主备全部故障而影响输出时，有备份模块则可以直接更换；如果没有备份模块，而机柜上有同一型号作为备份的其他模块正常，可以临时取下进行更换。
更换后地址码按原模块地址码拨动即可。
（2）配电监控板更换步骤
拆下直流屏后侧靠监控单元上方盖板，拆下盖板后固定在机柜左方的板件便是配电监控板。仔细观察此板各个插头及线头位置，适当做好标记。
关掉监控单元。首先拔掉此板24V 电源插头 J0，然后再依次拔掉插头 J1，J2，串口 1J2，50 针插头 JP1、JP2（先拨开 50 针插座两侧的固定销）。
拆下配电监控板四个固定螺丝，把故障板取下。
把新板换上，先插好 50 针插头 JP1，JP2（固定好 50 针插座两侧的固定销），然后插好串口 1J2。把配电监控板四个固定螺丝安装上，使该板固定到机柜上。
然后依次插好 J1，J2，最后插好 24V 板件工作电源插头J0。在插 J1，J2，J0 时请注意插头正反方向，切勿插反。重新启动监控单元。当配电监控板上 LED3 二极管常亮，LED1，LED2二极管分别闪烁后，该板工作正常，监控单元告警应该消失。盖上盖板。
（3）25Hz 短路切除板故障
短路切除板由于自身问题发生故障后，可采用以下两种方法之一进行模块直供，恢复供电：①直接拨下左上方的 24V电源线，即可正常供电；②拨下左下方靠右侧的各路输出插头，对应插到左侧空闲着的直供插座上。
（4）系统输出故障
系统的所有输出中，相同的电源可以通过没有占用的输出端子紧急输出（例如 220VAC 道岔表示电源可用没有占用的 220VAC 微机监测电源代替）50Hz 电源可以临时通过不稳压备用端子输出。
在享受铁路配电室智能电源屏带来的便利和高效的同时，也要客观的直面先进智能电源屏应用中出现的问题，及时的进行调整和补充，使其具有更高的稳定性，减少故障的发生。也要加大科学研究，将铁路配电室智能电源屏与先进的科学手段进一步结合，使其能够在提高稳定性的前提下发挥更多方面的作用，降低前期由于缺乏相关方面的经验而导致的过失，降低故障的发生，提高自主修复故障的能力，减少对人力的依赖，为国家铁路运输的发展提供更加便利的条件。铁路在运行过程中，铁路电源屏的使用也越来越多，在铁路电源屏使用过程中，要对电源屏产生的故障及时进行分析，并将故障及时排除，这样铁路列车运行才能安全，才能更好的促进我国铁路行业发展。
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论文作者:叶福金
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签：电源论文; 铁路论文; 故障论文; 智能论文; 系统论文; 数据论文; 模块论文; 《电力设备》2019年第21期论文;