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双电源范文第1篇
关键词:动力;安全策略;控制电路
0引言
地铁工程维护车大部分时间是在地铁隧道内运行、作业，为保证地铁隧道内干净、卫生，保障在隧道内检修作业工作人员身体健康，近年来地铁公司对工程维护车提出了低噪音、无烟气污染、低碳环保等要求。中车株洲电力机车有限公司积极适应地铁公司的需求，大胆创新，在国内率先研制出采用蓄电池和接触网(第三轨)双电源供电方式的蓄电池电力工程车，这种新型工程维护车推出后广受国内外地铁公司的欢迎和好评。本文对蓄电池电力工程车蓄电池和接触网(第三轨)双电源供电模式的主电路、实现双电源供电方式切换的安全策略和控制电路进行介绍。
1工程车双电源供电模式主电路介绍
工程车双电源供电模式分别为接触网/第三轨供电和牵引蓄电池供电，其中接触网和第三轨供电电源为DC1500V，接触网和第三轨供电的区别在于供电装置的位置不同，接触网在工程车上方供电，第三轨是与轨道平行的供电轨道，在工程车下方供电;牵引蓄电池的额定输出电压为800V。中车株洲电力机车有限公司设计的蓄电池电力工程车在运行过程中可根据实际使用情况由司机室内的司乘人员进行接触网/第三轨供电和牵引蓄电池供电选择，双电源供电模式主电路原理如图1所示。
1．1接触网/第三轨供电模式
当选择接触网/第三轨供电时，DC1500V供电电源经受电弓/集电靴、防反二极管V01、三位置开关S11“接触网/第三轨”位、熔断器F11、双极接触器K01、差分电流传感器B10、快速断路器Q01到达牵引逆变器，通过牵引逆变器为工程车牵引电机提供电源。
1．2牵引蓄电池供电模式
当选择牵引蓄电池供电时，DC800V供电电源经隔离开关S02、熔断器F21和F22、电流传感器B11、防反二极管V02、接触器K02、快速断路器Q01到达牵引逆变器，通过牵引逆变器为工程车牵引电机提供电源。以上接触网/第三轨供电和牵引蓄电池供电两种供电模式只能选择一种供电模式为蓄电池电力工程车进行供电，即当三位置开关S11在“接触网/第三轨”位、双极接触器K01闭合时，蓄电池电力工程车实现接触网/第三轨供电模式，牵引蓄电池不会对负载供电;当隔离开关S02在“闭合”位、接触器K02闭合时，蓄电池电力工程车实现蓄电池供电模式，接触网/第三轨不会对负载供电。为确保蓄电池电力工程车双电源的供电模式安全、可靠切换，在设计时已制定可靠的安全策略并通过控制电路的逻辑互锁来实现。
2双电源供电模式切换的安全策略
为确保蓄电池电力工程车可靠运行及保证司乘人员的人身安全，设计时详细分析了接触网/第三轨供电和牵引蓄电池供电双电源切换可能出现的危险条件，制定了详细的安全策略，双电源切换的安全策略见表1。从表1可见，蓄电池电力工程车需确保工程车静止、卸载、高速断路器Q01处于断开位的情况下，双供电模式切换才有效。如果蓄电池电力工程车正在运行(任何模式)且高速断路器Q01为闭合状态，司机室内的司乘人员转动设置在操作台面板上的双供电模式选择开关S01无效，控制系统屏蔽该信号，工程车按原选择模式运行。此时在司机室显示屏上有提示信息，警告司乘人员模式选择开关的位置发生变化并无效。如在多台车重联运行时，只有主控工程车占用端司机室操作供电模式转换开关S01才有效。蓄电池电力工程车在确定以上所需供电切换的安全条件有效后，中央控制单元才按选择的供电模式重新配置主电路，通过控制双极接触器K01或接触器K02的通断来实现接触网/第三轨供电和牵引蓄电池供电的安全、可靠切换。
3双电源供电模式切换的控制电路
设置在司机室操作台面板上的双供电模式选择转换开关S01由“接触网/第三轨”位、“蓄电池”位和“0”位三个档位组成，IO1、IO2、作为模块A01的控制输入信号，IO3和IO4作为模块A02、A03的控制输出信号如图2、图3所示，S01和IO口信号关系详见表2。当双电源供电模式选择转换开关S01选择“接触网/第三轨”位时，模块A01的IO1和IO2收到“10”信号，模块A02和A03的IO3和IO4输出信号“10”，“IO3”为高电位双极接触器K01线圈得电，IO4为低电位接触器K02线圈不得电，同时双极接触器K01常闭触点断开，实现两种供电模式切换双极接触器K01和接触器K02的电气互锁，由于双极接触器K01闭合实现接触网/第三轨供电。反之，当电源供电模式选择转换开关S01选择“牵引蓄电池”位时，模块A01的IO1和IO2收到“01”信号，模块A02和A03的IO3和IO4输出信号“01”，“IO4”为高电位接触器K02线圈得电，IO3为低电位双极接触器K01线圈不得电，同时接触器K02常闭触点断开，实现两种供电模式切换双极接触器K01和接触器K02的电气互锁，由于接触器K02闭合实现牵引蓄电池供电。当供电模式选择转换开关S01选择“0”位时，A01输入和A02、A03输出都为“00”，双极接触器K01和K02线圈均不得电，两个供电回路为开路。当A01输入信号为“11”时，代表供电模式选择转换开关故障，A02、A03输出也将为“00”，K01和K02线圈均不得电，两个供电回路为开路。
4结语
随着市场对工程车需求的逐年递增，这种双源供电方式的工程车在地铁行业十分受欢迎，其通过两个接触器的互锁控制保证动力供给的唯一性保证了车辆的安全性、可靠性。
参考文献:
［1］李琛玫，丁伟民，崔洪岩．蓄电池电力工程车高压柜的设计分析及仿真计算［J］．电力工程车与城规车辆，2014(2):43－1402．
双电源范文第2篇
1 概述
MAX1773/1773A是用于双电池系统的电源选择器，是为笔记本和亚笔记本电脑、PDA、便携式终端、网络图形输入板（tablet）及双电池便携式设备而专门设计的。MAX1773/1773A的主要特点如下：
采用获得专利的7—MOSFET拓扑技术，降低系统成本；
可自动检测和响应低电源电压、电池嵌入和移出及AC适配器的出现等；
可直接驱动P沟道MOSFET；
带有简化的电源管理μP固件（firmware）；
允许电源管理μP进入待机模式，从而延长电源寿命；
AC适配器输入电压范围为4.75～28V；
内含1mA驱动能力的LDO稳压器；
采用小尺寸20引脚TSSOP封装。
2 引脚功能与内部结构
MAX1773/1773A的引脚排列如图1所示，各引脚功能如表1所列。
表1 MAX1773/1773A的引脚功能
引 脚名 称功 能
1BATA电池A连接端2THMA热敏电阻A输入端3CHGA到电池A的充电通路MOSFET的开漏栅极驱动器4DISA到电池A的放电通路MOSFET的栅极驱动器，可在VEXTLD到VEXTLD～9.5V间切换5COMA到电池A的通路MOSFET栅极驱动器，可在VEXTLD到VEXTLD～9.5V转换6GND地7MINV最小工作电压设置点，电池电压转换设备点是5VMINV8EXTLD连接外部负载，与PDS、DISA和DISB脚MOSFET的源极连接9PDSAC适配器MOSFET的栅极驱动器10ACDETAC适配器检测输入端11BATSTAT开漏电池状态输出，用一支上拉电阻连接到系统逻辑电源12ACPRES开漏AC存在输出，用一支上拉电阻连接到系统逻辑电源13BATSEL电池选择数字输入端，用于选择为哪一只电池充电或放电14TCOM设置外部热敏电阻解扣点，用于为检测电池的存在而设置的热敏电阻的电压电平15VDD线性稳压器输出端16COMB到电池B的通路MOSFET的栅极驱动器，可在VBATB到VBATB～9.5V转换17DISB到电池B的放电通路MOSFET栅极驱动器，可在VEXTLD到VEXTLD～9.5V间转换18CHGB到电池B的充电通路MOSFET开漏栅极驱动器19THMB热敏电阻B输入端20BATB电池B连接端图2是MAX1773/1773A的内部电路组成。
3 应用电路与工作原理
MAX1773/1773A的标准应用电路如图3所示。
该电路的功能原理如下：
3.1 电池检测
MAX1773/1773A通过检测电池热敏电阻的电压VTHM来确定电池的存在。器件将该电压与热敏电阻解扣点VTCOMP相比较，如果VTHM-
图2
3.2 工作模式
MAX1773/1773A可提供三种工作模式，即AC适配器状态、标准电池状态和启动状态。
（1）AC适配器状态
MAX1773/1773A通过感测脚ACDET上的电压来检测AC适配器的存在。当VACDET超过电池电压或达到4.75V时，IC将利用AC适配器对负载加电。若选择的电池存在，IC则连接到所选择电池的充电通路。AC适配器状态如表2所列。
表2 AC适配器状态
脚BATSEL电池A电池B脚BATSTAT连接情况0存在×0AC适配器连接到负载，电池A的充电通路连接0不存在×1AC适配器连接到负载1×存在1AC适配器连接到负载，电池B的充电通路连接1×不存在0AC适配器连接到负载表2中，X为不关心情况，电池存在时VTHMVTCOMP,ACPRES=0
（2）标准电池状态
当AC适配器电源不存在时，MAX1773/1773A可利用电池对负载供电，ATSEL允许一个外部控制器去选择电池。表3列出了通常控制操作下的简化标准电池状态。而且电池切换锁存、低电池电压锁定和放电电池锁定均支持该状态表。
表3 简化标准电池状态（不带锁定）
脚BATSEL电池A脚VBATA电池B脚VBATB脚BATSTAT连接情况0存在 5VMINV××0电池A连接到负载×存在 5VMINV不存×0电池A连接到负载×存在 5VMINV× 5VMINV0电池A连接到负载×× 5VMINV存在 5VMINV1电池B连接到负载×不存在×存在 5VMINV1电池B连接到负载1××存在 5VMINV1电池B连接到负载（3）启动状态
当VACDET在启动升高时，即在没有AC适配器的情况下而由电池对MAX1773/1773A加电时，IC处于启动状态（如表4所列）。一旦VACDET升至2.2V以上，器件将进入标准电池或AC适配器状态。
表4 启动状态
VBATAVBATA电池A电池B连接情况 5VMINV×存在×电池A连接到负载 5VMINV 5VMINV存在存在电池B连接到负载× 5VMINV不存在存在电池B连接到负载××不存在不存在不连接 5VMINV 5VMINV××不连接 5VMINV××不存在不连接× 5VMINV不存在×不连接3.3 典型操作
图4所示是利用MAX1773/1773A、两个3-cell锂电池组和一个20V AC适配器组成的系统的充/放电周期图，开始时，当AC适配器加电后，由于没有电池并且选电池A，此时BATSTAT=BATSEL=I，表明电池A不出现且不能连接电池A的充电通路。如果外部控制器轮询（polled），BATSTAT将回复到BATSEL（0），表明电池B不存在。
当t=t1时，电池A被嵌入，MAX1773/1773A连接电池A的充电通路。为指示电池A出现，BATSTAT变化到BATSEL（0）。
t=t2时，电池B被嵌入，BATSTAT状态不改变，表明电池A存在。
t=t3时，AC适配器撤除，MAX1773/1773A自动断开电池A的放电通路。ACPRES变为1，表明AC适配器不存在。BATSTAT=BATSEL（0）表明电池A存在并对负载加电。在t3与t4之间，电池A放电。
t=t4时，电池A的电压降至5VMIN以下，IC将自动断开电池A的放电通路并连接至电池B的放电通路。此时BATSTAT变为BATSEL（1），表明电池A不再给负载供电。
t=t5时，BATSTAT变为高以使外部控制器能够捕捉到MAX1773/1773A，同时改变BATSEL使BATSTAT停留在1，以表示电池B存在并给负载供电。
t=t6时，电池B降至5VMINV以下，MAX1773/1773A自动断开电池B的放电通路。同时连接至电池A的放电通路。BATSTAT变化到BATSEL（0），表明电池B不再供应负载。此时，外部控制器发出一个系统关闭命令，电源电流急剧降低。
t=t7时，AC适配器重新连接到系统。MAX1773/1773A自动断开电池A的放电通路，并连接到AC适配器的负载通路（PDS开关），同时还连接电池B的充电通路。此刻BATSTAT变为BATSEL（1），表明电池B存在；ACPRES变为0，则表明AC适配器也存在。
图3
t=t8时，外部控制器识别电池B充电，并且将BATSEL变化到电池A。BATSTAT变为B
ATSEL（0），表明电池A存在。t9之后，电池完全被充电，系统开始为另一个周期作准备。
3.4 MAX1773/1773A的差别
（1）PDS FET开关
MAX1773：如果电池B（A）被选择但不存在，并且电池A（B）嵌入但电压低于5VMINV，此时若接入适配器，脚PDS外部的MOSFET（PDS FET）不导通；MAX1773A：当上述情况发生时，PDS FET被使能导通。
（2）选择的电池存在但欠压
MAX1773在选择的电池存在但电压低于5VMINV时，如在未选择的插槽（slot）中插入电压高于5VMINV的电池，那么，在TCOMP脚变为高电平后，如果未选择电池的THMA或THMB脚有效，MAX1773将不能使未选择的电池放电。
MAX1773A由于THMA或THMB及TCOMP引脚变为使能并不重要，因此，MAX1773A不会遭遇MAX1773的情况。
图4
（3）当适配器撤除时，切换到未选择的电池
MAX1773：当选择的电池存在并低于5VMINV而未选择的电池存在但高于5VMINV时，未选择电池的放电通路使能。尔后，如果施加AC适配器，则被选择电池的充电通路使能。而当AC适配器移开时，MAX1773不能切换到未选择的电池。
MAX1773A：在上述情况中，当AC适配器移开时，可能发生三种情况：第一是充电器获得输入电流限制条件，充电器电流减小到零时），此时在AC适配器移开时，允许未选择的电池放电；第二是充电器存在并对选择的电池充电；第三是充电器对所选择的电池充电，但在电池被充分充电之前仍支持系统负载，此时AC适配器将被移开而不允许未选择电池放电。
双电源范文第3篇
关键词：通信系统；改造；双电源
前言
电力通信系统是电网的重要组成部分，不仅承载着电力调度，调度数据网，电量计量，远动RTU等大量业务，还承担着线路继电保护和安全稳定控制的重要责任。通信系统的安全稳定运行直接影响着电网的安全稳定运行。作为通信系统的核心，电源系统的可靠性是影响通信系统可靠性的重要因素。单电源供电可靠性差，实现双电源供电势在必行。
1 工程概况
京海煤矸石电厂通讯机房原通信设备均由一路直流电源供电，电源系统可靠性低。2013年01月19日，就发生因通讯机房交流电源屏市电开关跳开而导致全厂通信中断的重大事故。改造加装了一套由邯郸五一八自动电气有限公司生产的ZHCIS综合电源系统和河北创科电子科技有限公司生产的CK-DJK型直流电源远程维护系统。ZHCIS综合电源系统由双路交流输入经过机械互锁和电气互锁得到一路可靠电源输入，交流输入除了给整流模块供电外，还可给机房交流负载设备提供交流电源（用做交流电源分配使用）。交流输入经整流模块整流后，得到稳定可靠的直流电源，给通信设备供电，同时对蓄电池进行充电。监控单元贯穿整流模块到直流输出的整个过程，并通过RS232等串口对后台监控进行通讯。CK-DJK型直流电源远程维护系统实时监控直流充电机的运行状态、电池的单体电压、控制母线接地状态、各路馈线开关状态等重要电源特性参数，一旦发现电源状态异常立即发出声光报警，给系统安全运行提供了有利保证。
2 系统改造结构与原理
双电源改造系统主要由交流电源屏、综合屏、蓄电池屏三部分组成。交流电源屏，分别由两台机组PC段电源供电，两路电源经过交流电源屏得到一路可靠的交流电源分别供到两面综合屏，综合屏经过整流后，分别输出48V直流供给负荷使用，同时分别对两组蓄电池进行充电。系统框图为（见图1）。
我厂通信设备直流电源接口不统一，分为单电源接口设备和双电源接口设备。对于双电源接口设备，整流后的两路直流可以直接接入设备实现双电源供电。那么对于单电源接口设备怎么实现双电源供电呢？针对单电源接口的通信设备，我们加装一套双电源切换装置来实现双电源配置，其原理图为（见图2）。
通信机房中，除了大部分通信设备使用DC 48V外，还有一些设备使用AC 220V， 如光纤配电架内、录音设备等。为此，对于这些使用AC 220V的重要负荷，我们考虑配置一台逆变器，保证在同时失去两路市电后，由蓄电池组将48V直流电逆变为AC 220V向负荷供电。原理图为（见图1逆变部分）。
3 结束语
经过京海电厂通信机房双电源的改造，所有通讯设备，包括单电源接口设备，双电源接口设备以及重要交流输入设备均采用双电源控制，有效解决了单电源供电的可靠性问题，既满足了设备正常运行期间对电源可靠性的要求，确保了系统安全、稳定运行，监控系统减少了运行维护人员的工作量，方便维护，为该厂通信系统的稳定运行发挥了重要作用。
参考文献
[1]ZHCIS综合电源系统使用说明书[Z].
[2]邯郸五一八自动电气有限公司.
双电源范文第4篇
【关键词】双向可调；广适；开关电源；同步整流
【Abstract】The two inverter bridge are connected by bidirectional synchronous transformer， realizing circuit multiplexing， and the use of trigger pulse generating circuit generates a trigger signal or sine wave trigger circuit produces a trigger signal， the switching circuit can realize bidirectional conversion function， DC/ DC function， or two-way sine wave inverter can meet various electricity conditions， so as to achieve the purpose of one machine with multifunction.
【Key words】Bidirectional adjustable； Wide adaptability； Switching power supply； Synchronous rectification
0 引言
现在市场所售直流开关电源和交流逆变电源一般电压为固定电压，即使可以调节，也只能在小范围内调节，而且电源变换为单方向的，即：交流变直流、直流变交流、直流变直流。而本装置的设计可满足多种情况下电源使用：（1）由220V交流电源可获得0-50V可调直流电源，既可以直接使用，也可对蓄电池充电；（2）由220V交流电源可获得可调交流电；（3）由蓄电池通过开关电源可获得0-50V可调直流电源；（4）由蓄电池通过逆变可获得220V交流；（5）各种功能可自由切换。
此电源装置可以满足复杂用电的要求，特别是实验教学、科研工作、维修工作中可以得到很好的应用，有较高研究价值，市场前景较好。
1 研究内容与方法
1.1 研究目标就是实现一种电源装置满足多种电能使用条件，避免购买多种电源造成浪费，方便用户使用，弥补电源市场供应品种的不全。
1.2 研究内容：
（1）控制电路的设计制作，主要是触发信号的产生、调节、保护信号与控制信号的采集与处理；
（2）切换电路的设计，主要是实现可靠性切换，采用单片机控制；
（3）电能变换主电路的设计、关键是参数计算、器件选用；
（4）电能变换电路的复用；
整机功率500W，直流电压稳压精度0.5%，交流稳压精度1%，频率50±0.5Hz。
1.3 研究方法
针对本项目成立专门研究小组，由3名2015级热爱研究的电气工程及其自动化专业的同学组成。（1）研究小组各成员进行分工合作，除平时按照分工各自研究外，每周至少一次召集研究小组成员进行交流、讨论，以便掌握研究的进度和及时改进方法；（2）根据研究内容及时搜集相关资料、拟定研制方案；（3）分析研究并设计开关电源电路；（4）设计制作PCB板并选定开关电源所用元器件；（5）反复调试并找出电路的最佳参数。
2 电路设计与实现
2.1 装置要实现的主要功能
（1）作为双向DC-DC变换器使用：将一种电压级别的电能经过换能电路可以变换成另一种电压级别的直流电能，电能变换电路采取高速低损耗开关器件，其目的是提高电能变换效率，同时可以减小选用的器件体积，使装置更加紧凑。
（2）作为DC-AC逆变电源功能：将一种电压级别的直流电能，通过换能电路，采用脉冲等效原理和高频开关控制方式，变成50Hz、220V电能输出或可调交流输出。对于大多数电器，一般采取市电供电，采用输出220V、50Hz时，可满足在市电停电时，可以采用储能装置（蓄电池）供电，也可以作为不间断电源使用。
（3）作为AC-DC逆变电源功能：将变成50Hz、220V电能作为输入，通过换能电路，变成0-50V可调直流电源，可以调节到相应电压级别，可以直接使用，也可以对蓄能装置储能。
图1为开关电源的工作原理框图，由电能输入/输出电路（2个）、双向电能变换电路、采样电路、控制信号电路、切换电路组成。电能输入/输出电路有2两个，可以实现双向换能、双向电能变换电路有两个H桥，既可以做逆变电路使用，也可以做同步整流桥使用，采样电路主要采集电压、电流、温度等信号，以便实现调节和保护；控制信号电路主要是处理采集的信号，实现合适的输出电压和电流以及使保护电路动作；切换电路主要实现改变电源的工作模式，以便获得所需要的电压级别和电能形式。
2.2 电路设计
根据整个装置要实现的功能，将其分成若干个功能单元，针对每个单元的作用，设计出功能电路，并详细计算出元件参数，确定元器件型号规格，采购元器件，然后画出原理图，并根据元器件外形封装画出PCB图。
2.3 装置制作与调试
元器件准备好后，将设计好的PCB进行加工，焊接元件，逐个单元测试，达到要求后，进行整体组装并测试。
限，不在此一一列举。
3 总结
通过设计、制作以及测试，指标性能够满足设计要求，并有以下创新点：
（1）实现双向换能；
（2）实现双向可调；
（3）交、直流兼顾；
（4）主电路复用，逆变和整流功能通过电路切换实现，电路简化且减少元器件使用；
（5）效率高、安全可靠、各种工作状态可自由切换，适应面广。
【参考文献】
[1]杨梁军.单相光伏并网逆变器的研究与设计[J].价值工程，2016，35（27）：124-125.
[2]戴明雪.逆变电源的数字控制技术研究[J].科技展望，2016，26（11）.
[3]许正平，李俊，XUZhengping，等.双向全桥DC-DC变换器高效能控制研究与实现[J].电力系统保护与控制，2016，44（2）：140-146.
双电源范文第5篇
【关键词】双电源；施工方法；相位差；残余电压；接地
引言
双电源智能切换装置在保证铁路信号电源的可靠性方面有着重要的作用，随着铁路信号设备对供电可靠性的要求越来越高，阜淮线电气化改造工程中信号电源采用三路电源供电，一路自闭电源、一路贯通电源、一路站变电源。自闭电源作为主用电源直接接入信号电源一号防雷箱，贯通电源和站变电源经设在信号箱变内的双电源智能切换装置切换后接入信号电源二号防雷箱。在建设过程中，淮南站和桂集站多次在自闭电源停电后切换至贯通电源时出现贯通和站变电源的空气开关跳闸，危及行车安全。因此，如何解决双电源切换装置空气开关跳闸问题，提高信号电源供电的可靠性就是工程验收前亟待解决的问题。
1、信号电源的组成与故障分析
1.1信号电源的组成
本工程的信号电源是由设在车站信号楼附近的信号箱变及设在信号楼的信号防雷箱等设备组成的供电单元。自闭电源经电缆接入信号电源一号防雷箱，贯通电源与站变电源经双电源切换装置后由电缆接入信号电源二号防雷箱，信号电源构成示意图如图1所示。
1.2PSK-E 型双电源智能切换装置的构成图
本工程采用的PSK-E型双电源智能切换装置是综合应用先进的电力电子技术、微电子技术和信息技术实现两路独立电源智能化管理、快速转换的新产品；是当前国际领先的“柔流输电控制技术”在低压配电线路用户端的延伸应用。在设计时采用了电压过零点捕捉切换和不间断切换的切换控制策略，同时辅以触发器电气互锁电路。在保证了电源切换过程安全的前提下，装置的切换时间得到了大大的缩短。高速切换性能使得该双电源智能切换装置在切换技术上达到一个新的高度，该装置由主电路单元，切换控制单元和显示操作单元组成。
1.3智能双电源电子快速切换系统的结构和原理
在电源正常工作时，微控制器控制晶闸管驱动电路开通一路电源，同时通过互锁电路锁定另一路电源，从而保证信号系统的单电源供电；当电源发生故障时，微控制器的12位ADC模块将经过隔离采样和交直流变换的模拟电压/电流信号转换为数字信号。微控制器通过处理这些数字信号，判断出当前电源的故障情况，然后选择合适方式进行电源切换；监控系统通过RS485总线取得电源状态数据并将这些数据显示出来。智能双电源电子快速切换系统的结构和原理如图2所示：
2、故障现象及原因
2.1故障现象
在上海铁路局管内的阜淮线电力工程施工期间，淮南站和桂集站信号电源多次出现自闭电源停电后，贯通电源切换后贯通和站变电源同时跳闸现象，造成信号电源中断，信号死锁，危及行车安全。通过现场的测量，淮南站贯通和站变两路电源电源停电后可控硅输入端电压大于75V，两路电源相位差最大为170V，切除备用站变电源，重新投入贯通电源，供电正常。桂集站信号电源出现自闭停电后，贯通和站变电源也先后跳闸，从“运行数据记录”菜单中调出的故障记录显示，跳闸时的最大电流为64A，超过电动开关的额定值50A，有过负荷现象。PSK-E三相切换装置内部主接线图如图3所示：
2.2原因分析
针对两站双电源智能切换装置的上述现象，原因大致有几种情况：
（1）残余电压，双电源智能切换装置核心元件是绝缘栅双极晶体管IGBT（Insulated Gate bipolar Transistor），其等效电路如图4所示，这种结构使IGBT既有MOSFET可以获得较大直流电流的优点，又具有双极型晶体管较大电流处理能力、高阻塞电压的优点。在实验过程中，由于在晶闸管无触点开关的关断条件中，晶闸管无触点开关必须承受负压才能关断。由于双电源智能切换装置采用电压过零点检测切换技术，其原理为：在检测切换控制器检测到需要切换电源时，程序首先封锁可控硅的触发脉冲并检测输入电压的过零点，由于可控硅的续流性，可控硅此时并未关断，必须在交流电压在自然过零点时反向强迫关断时会存在残余电压，导致两路电源短路跳闸。
（2）相位差过大，如果检测切换控制系统中的两路晶闸管同时导通且两路供电电源有相位差和电压差，由此而造成的电源短路，会给供电安全带来灾难性后果。在一般情况下，两路供电电源的电压幅值和相位总是有差异的，即两路电源之间总存在电压差，这个电压差会引起电源的相间短路，所以两路电源不能同时供电。但是当两路电源的相位和幅值相差足够小时，装置足以承受电源并供所引起的瞬时短路电流，两路电源形成互为负载的供电状态，并且由于该过程的时间在半个周波以内，其并不能对电网造成有效的冲击。现场的贯通电源和站变电源来自不同发电厂，施工人员仅用相序表测量了两路电源相序正确就接线了，现场实测相位差为最大170V，双电源智能切换装置采用的是电压切换过程中切换延迟时间和高速并联切换，检测切换系统中复合无触点开关的开通条件中，两路电源相位差或电压差较大的时候，在一路无触点开关的开通时时刻，另一路无触点开关必须处于关断状态。所以，切换系统在切换过程中，在正常情况下从给出一路开关的关断信号到给出另一路电源的开通信号之间必须有一个延迟时间，以保证两路电源之间不会发生短路。试验证明，并联切换时相位差越小，切换时出现短路的可能性越低，所以在接线时应在核对相序后，测量相位差，选相位差较小的接入。
（3）接地不规范，电子元件可能因接地不正确而受到干扰，电子设备运行中可能受到电源传输耦合、传输线干扰、地电流干扰带来的电磁干扰的影响，接地阻抗越小，干扰对信号的影响也就越小。工地现场车站的接地和接零是很混乱的，施工时如未按要求对零线重复接地，就可能影响切换装置检测及通信功能的正常运行。如某路电源出现接地故障，会抬高地电位，造成残留电压升高，既影响可控硅的使用寿命，又降低双电源切换装置高速切换的可靠性。
（4）过负荷，由于桂集站在本次工程改造后即封闭，信号负荷大约为原负荷的60%，设计给出的开关额定值为50A。由于信号改造工程滞后电力工程，施工过渡期间在贯通电源上增加了取暖设备，自闭电源停电后造成贯通电源过载，引起跳闸。
3、解决方案讨论
（1）提高接地的可靠性，双电源智能切换装置输出端的零线是直接并联的，施工时技术人员应向作业人员进行技术交底并明确接地要求，认真检查双电源智能切换装置的接地连接质量，确保零线和PE线分开，站变零线接入箱变后需在箱变内做重复接地，确保两路零线无电位差，防止接地问题对双电源智能切换装置造成系统影响。
（2）适当延长两路电源的切换时间，延时切换和零电流检测切换均可以实现单工频周期内的电源切换。由于电源切换发生时间的不确定性，为了保证电源切换的安全可靠，延迟时间往往取得较大，这就带来了切换间断时间长和不能精确控制的弊端。零电流检测切换由于电流检测的不精确性导致了电源切换时机判断经常会出现较大误差，为了弥补这个缺陷，实现高速切换，该装置采用了电压过零点捕捉切换技术。可控硅的负压关断特性使得其在承受负压时能够可靠的关断。在使用了高精度的电压检测技术后，电压过零点捕捉切换可以实现高精度的高速切换，根据铁标TB/T3027-2002第11.2项“供电及电源设备”技术条件的规定：二路电源切换时间小于0.15S，针对这台双电源切换装置，我们把切换时间设置为0.1S，消除残余电压及可控硅自身质量缺陷对切换装置的影响。
（3）选择较低电位差，信号设备多事感性负载，相位差过大，会导致电压的叠加，对信号设备有影响，同时由于相位差过大，也造成可控硅承受较大反向电压，影响可控硅的使用寿命。施工时技术人员在技术交底时应明确要求作业人员测量两路电源的相位差，不能仅核对相序，要先找出相位差最低的相，按相位差最低原则配对相序。
4、结束语
在近两年的试运行中有两点问题值得重视，一是对电源供电质量标准提高了，电网扰动和电源零线、接地线安装不良都会引起在用电源切换；二是切换电流过零控制不准确将导致晶闸管软损伤、漏电压升高、寿命缩短。在双电源切换装置安装施工时，由技术人员认真熟悉双电源智能切换装置的工作原理及技术要求，根据现场情况认真准备技术交底资料并切实履行交底工作。只有认真做好检测、调试和试验工作，才能提高双电源智能切换装置的安装质量，从而保证双电源智能切换装置的运行可靠性。采取可靠接地方式、选择最小电位差及适当延长故障电源切换时间等施工方法，有效地解决了阜淮线上双电源装置引起的贯通和站变两路电源的跳闸问题。
参考文献
[1]《铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准》TB10421-2003 Just91-2004
[2]《供配电系统设计规范》GB50052-95.机械工业出版社，（1995），2-3
