阜六線計(jì)軸設(shè)備UPS電源自動(dòng)旁路功能的設(shè)計(jì)和探討

黃 菊 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司合肥電務(wù)段

阜六線采用黑龍江瑞興提供的“JWJ-C2型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備”，機(jī)柜底部設(shè)計(jì)了配電箱，在供電輸入端設(shè)置一個(gè)UPS電源，UPS輸出給上下行咽喉計(jì)軸設(shè)備供電，UPS電源型號(hào)為SURT1000XLICH，為純?cè)诰€式不間斷電源，但UPS不具備自動(dòng)旁路功能，也不具備手動(dòng)直供功能，一旦UPS出現(xiàn)故障，將影響車站兩側(cè)計(jì)軸設(shè)備的正常工作，計(jì)軸設(shè)備檢查的3站2區(qū)間占用，進(jìn)而影響列車的運(yùn)行。針對(duì)以上情況，通過增加交流接觸器在UPS輸出側(cè)設(shè)計(jì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路，完成自動(dòng)旁路功能，保證UPS故障無輸出時(shí)，通過交流接觸器動(dòng)作，將電源自動(dòng)切換為電源屏直供，不影響計(jì)軸設(shè)備正常工作。

1 既有計(jì)軸設(shè)備供電結(jié)構(gòu)

圖1 既有計(jì)軸設(shè)備供電結(jié)構(gòu)

阜六線共12站有該計(jì)軸設(shè)備，其中8站為無人值守站，一旦外站計(jì)軸設(shè)備UPS故障，處理時(shí)間非常長(zhǎng)，影響運(yùn)輸。首先對(duì)既有計(jì)軸設(shè)備供電結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，電源走向?yàn)椋弘娫雌痢?jì)軸配電箱J1→配電箱K斷路器→內(nèi)部防雷元件→J6→UPS輸入端→UPS主機(jī)→UPS輸出端→J5→配電箱K1和K2，其中斷路器K1主要控制J7和J9，K2主要控制J8和J10，J11和J12不經(jīng)過UPS；J7→計(jì)軸設(shè)備S咽喉運(yùn)行器，J9→計(jì)軸設(shè)備S咽喉站間通道設(shè)備；J8→計(jì)軸設(shè)備X咽喉運(yùn)行器，J10→計(jì)軸設(shè)備X咽喉站間通道設(shè)備，具體示意圖如圖1所示。

其次，計(jì)軸配電箱J5、J6和UPS之間電源線均為公母頭線束；J7、J8、J9、J10、J11、J12與外部設(shè)備之間電源線均為公頭線路，現(xiàn)場(chǎng)直接插拔。

2 改造方案設(shè)計(jì)及實(shí)施

2.1 UPS自動(dòng)旁路工作原理

根據(jù)既有計(jì)軸設(shè)備供電原理，對(duì)電路進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，在UPS輸出端加交流接觸器，充分利用交流接觸器常開和常閉接點(diǎn)，對(duì)既有電路進(jìn)行改造，保證在UPS有輸出供電時(shí)，交流接觸器的J1和J2閉合，J3和J4斷開，設(shè)備工作電源由UPS提供；當(dāng)UPS故障無輸出時(shí)，交流接觸器的J1和J2斷開，J3和J4閉合，設(shè)備供電由輸入電源直供，為此增加一組交流接觸器輔助接點(diǎn)，具體原理圖見圖2所示。

圖2 UPS自動(dòng)旁路工作原理

2.2 UPS自動(dòng)旁路設(shè)備供電結(jié)構(gòu)

圖3 改造后計(jì)軸設(shè)備供電結(jié)構(gòu)

該電路主要檢查UPS功能是否良好，當(dāng)UPS輸出異常，轉(zhuǎn)電源屏直供時(shí)，不檢查電源屏輸出電源，一方面電源屏輸出和UPS同時(shí)故障的概率極低，另一方面當(dāng)發(fā)生該類故障時(shí)，自動(dòng)旁路沒有意義，所以把交流接觸器的勵(lì)磁線圈接在UPS輸出端；L線和N線分別接一組輔助接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)雙檢查，確保電路的可靠性。UPS自動(dòng)旁路設(shè)備供電連接圖見圖3。

由于計(jì)軸配電箱的J5、J6到UPS的輸出、輸入端配線都采用專用電源接頭，所以增加轉(zhuǎn)接端子接線排，提高改造實(shí)施的可能性，具體的配線圖如圖4所示。

圖4 具體結(jié)構(gòu)走線圖

2.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

（1）材料準(zhǔn)備。根據(jù)電路特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，交流接觸器需要有2組獨(dú)立常開接點(diǎn)和2組獨(dú)立常閉接點(diǎn)，額定電流大于5A，于是采用西門子3RT6024-1AN20型交流接觸器，3RH6921-1DA11交流接觸器輔助觸點(diǎn)；同時(shí)準(zhǔn)備16個(gè)接線端子，2.5 mm2紅藍(lán)電源線一卷，以及壓接頭，兩根4 m長(zhǎng)公母頭專用線束（從中間剪斷，分別需要兩根2 m長(zhǎng)的公頭和兩根2 m長(zhǎng)的母頭），該線在連接端子排時(shí)需要確認(rèn)L、N線，保證L、N線不能接反，防止斷路設(shè)備；4個(gè)透明的標(biāo)識(shí)窗，用于標(biāo)注接線端子排到計(jì)軸設(shè)備和UPS間的專用線束接頭；50 cm長(zhǎng)的走線架，用于固定交流接觸器和接線端子，并利用計(jì)軸設(shè)備既有螺絲孔安裝。

（2）現(xiàn)場(chǎng)安裝和試驗(yàn)。由于阜六線計(jì)軸設(shè)備僅一個(gè)UPS，需要在含站內(nèi)和兩區(qū)間的施工點(diǎn)內(nèi)組織施工，并且兩臨站安排人員配合計(jì)軸設(shè)備復(fù)零；施工點(diǎn)內(nèi)，在機(jī)柜背面上部空余空間內(nèi)安裝好接線端子，關(guān)閉計(jì)軸配電箱內(nèi)的K、K1、K2斷路器，拆除原J6→UPS輸入、UPS輸出→J5的公母頭連接線，將改造后的專用線束頭按標(biāo)識(shí)接入U(xiǎn)PS和計(jì)軸配電箱，檢查配線正常，連接牢固的情況下，依次閉合K、K1、K2，給計(jì)軸設(shè)備上電；此時(shí)IOU卡面板“BJ”表示燈點(diǎn)紅燈，IOU面板“J3”表示燈滅燈，通過查看兩個(gè)方向DPU，故障代碼均應(yīng)為0002/0002、0004/0008；分別對(duì)應(yīng)2個(gè)方向進(jìn)行“計(jì)軸復(fù)零”操作，操作成功后，IOU卡面板“BJ”表示燈滅燈，IOU面板“J3”表示燈點(diǎn)亮，計(jì)軸設(shè)備恢復(fù)正常。

對(duì)改造后的電路主要進(jìn)行一下三方面試驗(yàn)，首先在UPS輸出端，拔出UPS輸出電源接插頭，檢查計(jì)軸設(shè)備工作正常，說明UPS故障無輸出時(shí)，直供功能正常；其次插回UPS輸出電源接插頭，計(jì)軸設(shè)備工作正常，說明UPS故障恢復(fù)后，轉(zhuǎn)回UPS供電，切換不影響設(shè)備；最后關(guān)閉K斷路器，模擬電源屏輸出中斷，計(jì)軸設(shè)備UPS放電正常，說明增加的輔助電路不影響原UPS功能。

3 結(jié)論

阜六線清涼寺站已按該設(shè)計(jì)方案增加了計(jì)軸設(shè)備UPS自動(dòng)直供功能，目前應(yīng)用良好。該UPS自動(dòng)轉(zhuǎn)直供功能外接電路的設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施方便，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證功能良好，能滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求，解決了UPS故障不能自動(dòng)轉(zhuǎn)直供的難題。