铁路信号教学课件

铁路信号教学课件电源设备维护与应用第一章铁路信号供电基础认知铁路信号供电的重要性安全保障核心系统分类标准技术发展趋势信号供电系统为所有安全设备提供电力支根据运行速度划分普速铁路（运营速度撑，直接关系到列车运行安全任何供电故200km/h）采用传统供电方案；高速铁路障都可能导致信号设备失效，影响行车秩序（运营速度≥200km/h）采用高可靠性冗余甚至造成安全事故供电系统铁路信号电源系统发展历程传统电源屏时代智能电源屏时代早期采用模拟控制技术，设备体积大、效率低、维护2018年TB/T15281标准发布，推动行业技术升级智复杂主要依靠人工巡检发现故障，缺乏实时监控能能电源屏具备远程监控、故障预警、自动诊断等先进力功能1234数字化转型期未来发展方向引入数字控制技术，设备集成度提高，开始具备基础的故障检测和报警功能，维护效率显著提升第二章信号电源主要元器件认知变压器低压电器电压等级转换的核心设备，实现高低压隔离，保障人员和设备安包括断路器、接触器、继电器等，控制电路通断和保护设备安全全电动机稳压器为转辙机等机械设备提供动力，是信号设备的重要执行元件变压器的作用与分类主要作用•电压等级变换将高压电网电压降至设备所需的工作电压•电气隔离实现一次侧与二次侧的电气隔离，保障安全•阻抗匹配优化电路的功率传输效率•滤波作用减少电网中的高次谐波干扰维护要点•定期检查绝缘电阻和接地电阻•监测运行温度和负载情况•检查接线端子的紧固程度•清洁设备表面，防止污染降低绝缘性能低压电器与三相异步电动机低压断路器交流接触器三相异步电动机应用功能过载保护、短路保护、漏电保护功能远程控制大电流电路的通断应用实例电动转辙机、通风设备、冷却设备故障排查检查触头接触情况、脱扣器动作故障排查检查线圈阻值、触头磨损情况、是否正常、绝缘电阻测试弹簧压力维护要求监测绝缘电阻、检查轴承润滑、测量运行电流维护要点定期清洁触头、检查机械操作灵维护要点清理触头积碳、调整触头行程、活性、校验保护参数更换磨损部件故障预防定期清洁、避免过载运行、保持良好通风交流稳压器的工作原理01电压检测通过电压互感器实时监测输入电压的变化情况，将高压信号转换为控制电路可处理的低压信号02误差放大将检测到的电压与基准电压进行比较，产生误差信号并通过放大器放大，为后续控制提供驱动信号03自动调节控制调压变压器的分接头切换或调节电子调压器的导通角，实现输出电压的自动稳定04维护检测定期测试稳压精度、响应时间、过压保护功能，确保设备在各种工况下都能稳定工作第三章开关电源技术认知开关电源是现代铁路信号系统的核心供电技术，相比传统线性电源具有效率高、体积小、重量轻、适应性强等优点在铁路恶劣的电磁环境和苛刻的可靠性要求下，开关电源技术的应用大大提升了信号供电系统的整体性能开关电源组成与优势主要组成部件技术优势输入滤波电路90%+60%消除电网干扰，抑制开关电源对电网的反向干扰转换效率体积减小功率因数校正电路比线性电源效率提升30%以上同等功率下体积仅为传统电源40%提高电能利用率，减少对电网的污染±1%DC-DC变换器实现电压变换和电气隔离的核心部分稳压精度控制电路输出电压稳定度达到±1%以内PWM调制器、保护电路、反馈控制等开关电源特别适合铁路环境的宽输入电压范围、强电磁干扰、高可靠性要求等特点输出滤波电路平滑输出电压，减少纹波和噪声软启动技术与功率因数校正软启动技术功率因数校正综合效益通过控制电路逐步增大输出电压和电流，避免采用PFC电路技术，使输入电流波形接近正弦软启动结合PFC技术，不仅提高了设备可靠性启动时的大电流冲击减少对电网的影响，延波，功率因数可达

0.99以上显著减少谐波污和电能质量，还降低了运行成本在铁路大规长设备使用寿命，特别适用于大功率信号设备染，提高电能利用率，满足电网公司对谐波的模供电应用中，节能效果显著的启动控制严格要求并联均流技术与直流变换器并联均流原理直流变换器应用冗余供电保障多个电源模块并联工作时，通过均流控制技在信号系统中实现不同电压等级间的变换，通过N+1并联冗余配置，即使一个模块故术使各模块承担相等的负载电流，避免某个如24V转12V、24V转5V等具有高效率、障，系统仍能正常供电大大提高了供电可模块过载而其他模块欠载的情况采用主从快速动态响应、精确稳压等特点，广泛应用靠性，是高速铁路信号系统的标准配置控制或平均电流控制方式实现于计算机联锁、LED信号灯等设备第四章蓄电池与系统认UPS知蓄电池和UPS（不间断电源）系统是铁路信号供电的重要后备保障当主电源发生故障时，这些设备能够及时接管供电任务，确保信号系统持续稳定运行掌握蓄电池和UPS系统的原理、维护方法对保障铁路安全运营具有重要意义蓄电池类型与维护铅酸蓄电池特点锂电池优势维护要点优势成本低、技术成熟、维护简单、安优势能量密度高、使用寿命长、免维日常维护定期检查电压、电流、温度等全性好护、环保参数缺点能量密度低、使用寿命相对较短、缺点成本较高、需要专业的电池管理系故障预防避免过充过放、保持适宜温需定期维护统度、清洁连接端子应用主要用于普速铁路和部分高速铁路应用高速铁路和新建线路的首选方案性能测试容量测试、内阻测试、放电测的后备电源试•磷酸铁锂电池（LiFePO4）•免维护密封式铅酸电池•建立电池档案，记录维护历史•钛酸锂电池（LTO）•胶体铅酸电池•制定更换计划，避免突发故障•三元锂电池•AGM铅酸电池•配备专业测试设备系统的作用与维护UPS主要作用1连续供电保障2电能质量改善市电断电时自动切换到电池供电，消除电网中的浪涌、尖峰、谐波等切换时间小于4ms，确保信号设备干扰，为精密信号设备提供纯净电不间断运行源3故障隔离保护隔离电网故障对设备的冲击，防止因电源问题导致的设备损坏维护流程UPS系统是保障信号系统连续供电的关键设备，具有稳压、滤波、防雷、后备供电等多重功能定期检查UPS运行状态、电池状态、负载情况；清洁设备内外部；检查接线紧固情况；测试切换功能；更新运行记录现代化的铁路信号蓄电池组与UPS设备机房图中展示了标准化的电池安装架、完善的监控系统、规范的维护通道和安全防护设施每组电池都配备了在线监测装置，可实时监控电池的电压、电流、温度等关键参数，实现预防性维护和故障早期发现这种集中监控管理模式大大提高了维护效率和系统可靠性第五章信号电源屏维护实务信号电源屏是铁路信号供电系统的核心设备，承担着为各类信号设备提供稳定电力的重要任务不同类型的电源屏有着各自的技术特点和维护要求，掌握其结构原理、运行特性和故障处理方法是信号维护人员的基本技能大站电源屏与计算机联锁电源屏1大站电源屏特点2计算机联锁电源屏高可靠性采用N+1冗余配置快速切换故障切换时间10ms精确稳压输出电压精度±1%电源屏与交流转辙机电源屏25Hz25Hz电源屏特殊性交流转辙机电源屏25Hz电源主要用于轨道电路系统，其低频特性有利于减少对通信线路的干为交流转辙机提供专用电源，具有启动电流大、运行电流小的特点扰，提高轨道电路的传输质量启动特性01频率要求严格启动电流可达额定电流的5-7倍，持续时间10-15秒频率精度要求在25±

0.5Hz范围内，需定期校准保护功能02过载保护、短路保护、欠压保护、缺相保护波形质量要求高输出波形失真度5%，谐波含量低调试技巧03检测各相电压平衡、测试保护动作值、验证转换时间负载特性特殊轨道电路负载阻抗变化大，需要强适应性驼峰电源屏维护驼峰作业环境特点驼峰调车场环境恶劣，粉尘多、振动大、温差变化大电源设备需具备较强的环境适应能力和防护等级设备外壳防护等级不低于IP54，内部器件需要加强防尘和防震措施负荷特性分析驼峰信号设备负荷变化频繁，包括减速器、车辆检测设备、信号机等负荷启动电流大，对电源冲击较强需要配置具有较强过载能力的电源设备，并设置合理的保护参数日常巡检要点重点检查设备外观、连接线缆、接地系统；监测运行温度、电压电流参数；清洁设备表面积尘；检查防潮、防腐措施的有效性；记录设备运行数据，分析变化趋势故障排查流程先检查外部供电情况，再检查内部电路；从输入到输出逐级排查；利用万用表、示波器等工具测量关键参数；结合历史故障记录分析问题根源；制定针对性的处理方案第六章信号智能电源屏维护智能电源屏代表了铁路信号供电技术的发展方向，集成了先进的数字控制技术、通信技术和人工智能技术相比传统电源屏，智能电源屏具有更高的可靠性、更强的监控能力和更便捷的维护方式掌握智能电源屏的技术特点和维护方法，是现代铁路维护人员必备的专业技能智能电源屏的技术特点集成化设计数字化监控将传统的多个独立设备集成在一个机柜内，包括变压器、开关电源、蓄电实时采集电压、电流、温度、功率等关键参数，精度达到

0.5级通过数字池、监控系统等采用模块化结构，便于扩展和维护标准化接口设计，信号处理技术，实现对设备运行状态的全面监控支持历史数据存储和趋提高了系统的兼容性和可维护性势分析，为预防性维护提供数据支撑远程诊断功能故障预警系统通过以太网、RS485等通信接口，实现远程监控和诊断支持SNMP、基于大数据分析和人工智能算法，实现设备状态的智能评估能够提前发Modbus等标准协议，便于与上级监控系统集成具备故障自诊断能力，现潜在故障，及时发出预警信息支持多种预警方式，包括声光报警、短能够自动识别常见故障并给出处理建议信通知、邮件提醒等，确保维护人员及时响应系列与系列智能电源屏维护PZ PKX1维护流程标准化PZ系列设备结构建立标准维护流程日检、周检、月检、季检、年检每个阶段有明PZ系列采用分层设计，上层为控制模块，中层为电源模块，下层为电确的检查项目和标准，确保维护工作的系统性和完整性池模块各层之间通过标准接口连接，便于模块化维护和更换PKX1系列优化典型故障处理PKX1系列在PZ基础上增加了负载均衡功能，可根据实际负荷情况自电源模块故障更换故障模块，系统自动识别新模块并配置参数通动调整各电源模块的工作状态，提高了整体效率定期进行负载均衡信故障检查网线连接，重置通信参数电池故障更换电池组，重测试是重要的维护内容新校准电池管理系统系列与系列维护要点PMZG PKXJX1PMZG系列关键元件识别PKXJX1系列维护实操PKXJX1系列是新一代智能电源屏，采用全数字化控制技术01参数设置通过触摸屏设置输出电压、充电参数、报警阈值等主控模块02运行监测负责整体控制和通信，故障时LED指示灯会显示错误代码实时查看各路输出电流、电池电压、温度等参数开关电源模块03提供主要输出电源，支持热插拔更换故障诊断电池管理模块系统自动检测故障并在显示屏上显示故障位置和代码监控电池状态，控制充放电过程04监控显示模块数据导出显示运行参数和故障信息可导出历史运行数据，便于故障分析和预防性维护系列与系列维护PDZG PKX-TD1PDZG系列电路图解析PDZG系列采用双路输入设计，具备自动切换功能主要电路包括输入滤波电路、功率因数校正电路、DC-DC变换电路、输出稳压电路每个电路都有相应的保护措施和状态指示电路图解2PKX-TD系列技术特点析时要重点关注各级电压变换关系和保护动作逻辑PKX-TD系列专为高速铁路设计，具有更高的可靠性要求采用三重冗余设计，任意两路电源故障都不影响正常供电关键器件维护案例分享3采用工业级标准，工作温度范围-20℃~+70℃具备完善的电磁兼容设计，满足高速铁路的严格要求案例一某站PDZG电源屏出现间歇性跳闸，经检查发现是散热风扇故障导致过热保护动作，更换风扇后故障消除案例二4维护经验总结PKX-TD电源屏通信中断，排查后发现是网络交换机端口故障，更换端口后恢复正常通信定期清洁散热器，保证良好散热；检查接线端子紧固程度，防止接触不良；关注软件版本更新，及时升级系统软件；建立完善的维护档案，记录每次维护的详细情况；加强与厂家技术支持的沟通，及时获取技术更新信息系列智能电源屏维护DSGK最新技术应用维护难点分析DSGK系列集成了物联网技术、边由于技术先进性，DSGK系列对维缘计算能力和人工智能算法，代表护人员的技术要求较高需要掌握了智能电源屏的最高技术水平支网络通信、软件操作、数据分析等持5G通信，可实现超低延时的远程多方面知识设备自诊断功能虽然控制采用数字孪生技术，建立设强大，但过度依赖可能导致维护人备的虚拟模型，实现预测性维护员对基础电路的理解不足注意事项维护时必须按照厂家规定的流程操作，避免误操作导致参数丢失更新软件时要做好数据备份，确保能够恢复到之前的状态处理故障时要结合传统检修方法和智能诊断结果，避免盲目依赖自动化诊断附录典型电源屏电路图二维码扫码示范数字化学习资源电路图库1涵盖各类电源屏的完整电路图，包括主电路、控制电路、保护电路等高清矢量图可放大查看细节，便于现场对照检修扫码查看电路图故障案例库使用手机扫描二维码获取高清电路图2收录典型故障现象、原因分析、处理过程和预防措施结合实际照片和视频，帮助学员更好地理解和掌握故障处理方法维护指导书3详细的维护操作步骤、安全注意事项、测试标准等支持离线下载，方便现场使用定期更新，确保内容的准确性和时效性技术更新通知4及时推送新产品信息、技术改进通知、安全提醒等帮助维护人员跟上技术发展步伐，提升专业能力复习与思考题精选12基础知识回顾技术原理分析问题1简述铁路信号供电系统的重要性及其分类标准问题4并联均流技术的工作原理是什么？如何保证多个电源模块的电流均衡？问题2开关电源相比线性电源有哪些优势？在铁路应用中的意义是什么？问题525Hz电源屏的技术特点及维护要点是什么？问题3UPS系统在信号供电中的作用是什么？主要技术指标有哪问题6智能电源屏相比传统电源屏有哪些技术优势？些？34故障诊断思考实际操作引导问题7如果发现电源屏输出电压偏低，应该从哪些方面进行排查？思考题结合本地区实际情况，制定一套完整的信号电源设备维护计划，包括日常巡检、定期维护、应急处理等内容要求考虑设备类问题8蓄电池容量下降的原因有哪些？如何进行预防性维护？型、环境条件、人员配置等因素问题9智能电源屏通信故障的常见原因及处理方法结语掌握铁路信号电源维护，保障铁路安全运行理论结合实践提升职业技能信号电源维护需要扎实的理论基础和丰随着铁路技术的快速发展，维护人员需富的实践经验通过本课程的学习，我要不断学习新技术、掌握新设备要积们系统掌握了从传统电源屏到智能电源极参加技术培训，关注行业动态，提升屏的技术演进，了解了各类设备的结构自身的综合素质同时要培养系统性思原理和维护方法但理论知识只有在实维，将电源维护工作放在整个信号系统践中不断应用和验证，才能转化为真正的大框架下考虑，提高故障处理的准确的职业技能性和效率迎接智能铁路新时代智能铁路时代已经到来，信号电源设备正朝着更加智能化、标准化、模块化的方向发展我们要以开放的心态迎接新技术带来的挑战和机遇，不断提升自己的技术水平，为建设更加安全、高效、智能的现代化铁路运输体系贡献力量安全是铁路的生命线，电源是信号的生命线让我们以专业的技能和责任心，守护每一趟列车的平安运行。