UPS電源在鐵路信號中的應用與維護

張光輝

（濟南鐵路局青島電務段，山東 濰坊 261021）

UPS電源在鐵路信號中的應用與維護

張光輝

（濟南鐵路局青島電務段，山東 濰坊 261021）

我國鐵路現在已經進入了“高速時代”，其關鍵是保障鐵路運行的高效性，安全性和可靠性，這需要一套更加合理的科學的信號系統，然而，電源系統是信號系統的核心，因此，本文主要圍繞對UPS相關知識的簡單介紹，探求UPS在鐵路信號中的應用與維護。

UPS電源；鐵路；信號

隨著新時期鐵路事業的迅速發展，我國已經步入了一個高速時代，而鐵路的優勢不僅僅取決于它的快速，更重要的是它的安全性，鐵路信號的穩定性決定了鐵路運輸的質量，因此，UPS的運用也在逐漸普遍。

1 UPS電源系統基本工作原理

1.1 工作原理

UPS電源簡單來說就是一個不間斷電源，在遇到突發狀況時能夠及時的供電，它的主要組成部分為蓄電池、整流器、逆變器、轉換開關充電器等。此外在電網電壓的工作能夠正常進行時，外電網電壓除了負責負載供電以外，還需要給UPS儲能電池進行充電；當遇到突發事件時，如斷電，UPS電源才開始發揮作用，把電通過逆變轉換將220v的交流電提供給負載，維持設備的正常運行；在負載負荷過重時，UPS電源能夠將自身的整流部分給負載進行供電。

1.2 UPS電源的主要分類

UPS電源主要分為后備式UPS和在線式UPS兩種類型，后備式UPS的功能部件主要包括充電器、逆變器、輸出轉換開關、自動穩壓等，它的性能特點表現為：當市電存在時，市電的利用率可達98%以上，輸出轉換開關會受到切換電流能力及動作時間的限制。在線式UPS的功能部件包括輸入開關、自動穩壓器、逆變器等，它的性能特點表現為：當市電存在時，市電的利用率可達98%以上，在切換時間方面，在線式雖然也需要切換時間，但是逆變器是工作在熱備狀態，因此比后備式要短。

1.3 UPS電源在鐵路信號中的應用

鐵路運行部會存在任何的差錯，像隨時都可能出現的供電中斷在鐵路中是不允許的，一旦供電不穩定，就會造成不可估量的損失，而UPS電源的使用，打破了傳統的供電模式，保證了鐵路運行的質量。為了充分保證鐵路信號系統的高安全性、高可靠性和高可用性，鐵路信號電源現在大部分都配備了在線式UPS電源。鐵道部鐵運［2008]19號.“關于客運專線信號系統若干問題的指導意見”提出對信號電源系統的要求是：客運專線車站及中繼站信號電源應按照雙套大容量UPS備用方式配備電源，UPS容量負荷按照除轉轍機外的所有用電量計算，有維護人員值守車站UPS供電時間不應小于30min，無人維護人員值守車站UPS供電時間不應小于2h。

2 UPS電源的日常維護

2.1 UPS電源的巡檢

春季巡檢：為了保障設備在潮濕的雨季和雷季中的運行安全，對設備接地系統狀況、耐壓參數與防雷部件等作檢查。

秋季巡檢：為了保證設備在干燥的冬季特別是春節期間保持良好的運行狀態，對設備的性能指標、負荷能力、電池容量、供電安全、機房安全等作檢查。

2.2 UPS電源日常的放電試驗

（1）將機柜AC 220V輸入的開關關閉，這時可以聽到UPS斷電報警的“嘀嘀”聲，UPS已經開始放電過程。由于UPS不能過度放電，造成免維護電池組受損，可以通過UPS前面板電池指示燈了解UPS放電程度。

（2）當UPS電池指示燈到第三格（共五格）的時候，將AC 220V輸入的開關合上，使UPS充電。設備恢復正常。

（3）若信號設備所配備的是雙機熱備的UPS電源則應首先確認A、B機哪臺是熱備的；備機放電完成后，倒機將原主機成為備機，重復以上步驟。

3 UPS電源的常見故障分析

（1）蓄電池的電壓偏低，開機充電時間為十小時以上，可蓄電池的電壓仍然偏低。發生此問題原因：初步判定為蓄電池電路出現問題或充電器電路出現問題，可以進行以下檢查

——查看此電路輸入和輸出的電壓是否在正常范圍內；

——如果此充電電路是正常輸入，而輸出出現問題，則應該把蓄電池斷開，再次進行檢測，如果還是有問題，判斷為充電電路損壞；——如果斷開蓄電池后充電電路的輸入和輸出都為正常，則說明蓄電池因為很久沒有進行充電或者已超出正常使用期等原因無法繼續使用。

（2）UPS在開機之后，顯示器上沒有任何顯示，UPS不工作。問題原因：觀察后初步判斷，問題出現在市電輸入、蓄電池及市電檢測部分和蓄電池電壓檢測回路

——檢查市電輸入保險絲正常與否；

——如果市電輸入保險絲沒有燒毀，檢查蓄電池保險是不是正常，某些UPS在自檢不出蓄電池的電壓時，會把UPS全部的輸出和顯示關掉；

——如果蓄電池保險正常，檢查市電檢測電路工作是不是正常，如果市電檢測電路工作失常，UPS不具備無市電啟動功能時，UPS也會關掉全部輸出和顯示；

——如果市檢測電路工作正常，需要檢查蓄電池電壓檢測電路是不是正常。

（3）有市電時UPS輸出一切正常，在無市電時蜂鳴器長鳴，沒有輸出。分析：從現象可得出蓄電池和逆變器發生問題，可以進行以下檢查

——檢查蓄電池的電壓，看蓄電池是不是沒有充足電，若蓄電池充電不足，就要檢查是蓄電池自身的問題還是充電電路的問題；

——如果蓄電池工作電壓處于正常狀態，則檢查逆變器驅動電路工作是不是正常，如果驅動電路輸出沒有問題，表示逆變器損壞；

——如果逆變器驅動電路非正常工作，應該檢查波形產生電路有無PWM控制信號輸出，如果有控制信號輸出，表示問題發生在逆變器驅動電路；

——如果波形產生電路沒有PWM控制信號輸出，應看它的輸出是不是因保護電路工作而封鎖，如果沒有就查明保護原因；

——如果保護電路不在工作且工作電壓是正常，波形產生電路無PWM波形輸出就表示波形產生電路壞了。

為了更快發現故障原因，以上排查方法可顛倒順序進行。

4 結束語

無論再好的機器都有其使用壽命，在使用時也會出現故障，如果經常進行保養維護會增加其使用壽命，從而減少問題發生，這就和人的生老病死是相同的道理，善待自己，保養好自己，壽命就會長，身體棒。所以，不要因為機器是高智能而不去維護保養，要知道預防在任何時候都是安全運行的重要保障。

［1]鄭凌琳，任艷玲，陳建萍.UPS的正確使用及維護方法［J].科技傳播.2013，23（07）：13-14.

［2]馬晨鵬，王嵐.鐵路信號雙電源轉換問題分析與對策［J].電源技術應用.2013，24（07）：16-17.

［3]齊志勇.機房動力配電機UPS電源配置探討［J].技術與市場.2012，15（09）：17-18.