德国提芬巴赫TAZⅡ型计轴旧型电源增加冗余功能可行性分析

德国提芬巴赫TAZⅡ型计轴旧型电源增加冗余功能可行性分析

倪如明

（深圳地铁集团有限公司运营总部广东深圳518000）

摘要：文章重点对德国提芬巴赫TAZⅡ型计轴系统旧型电源增加冗余功能进行可行性分析，目的为了提高供电系统的可靠性,保障设备安全运行。

关键词：计轴系统；电源；热备冗余；

1概述

德国提芬巴赫TAZⅡ型计轴系统主要由室内计轴控制柜、室外车轮传感器等部件组成。通过检测列车轮轴经过车轮传感器产生的轮轴脉冲，判断由两计轴器组成的计轴区段内的轮轴数量，从而给出计轴区段的列车占用/空闲状态，实现联锁系统实时监控列车位置，以确保安全。

德国提芬巴赫TAZⅡ型计轴系统旧型的供电方式采用单模供电，不具备电源冗余功能，若电源故障时，导致整个联锁区域计轴设备无法正常工作，直接影响运营安全。

2技术分析

在不改变计轴系统功能的前提，实现计轴系统电源冗余功能，提高系统安全性、可靠性及稳定性。

2.1技术方案介绍

“1+1”热备冗余

如图1所示，电源屏至计轴机柜增加“1路AC220V电源”实现电源屏至计轴机柜电源冗余功能。同时，在计轴机柜增加“DC12/24V电源模块”，从而实现各板卡工作电源冗余功能。当单个电源模块故障时，不影响设备正常使用。

综上所述，“1+1”热备冗余方式，改造难度低，系统可靠性高，技术方案可行。

3改造方案

3.1电路改造

1）电源屏至计轴机柜，增加1路AC220V电源。

2）电源机箱，如图2所示：

（1）增加一套电源机箱（DC24电源模块和DC12电源模块等设备），实现了双板供电冗余机制。

（2）原监测系统工控机工作电源采用独立供电，与板卡工作电源分离，避免工控机故障导致故障影响范围扩大。

图2电源供电结构

（3）电源接线端子改造，如图3所示：

电源冗余配置后，电源模块之间与X1端子排之间接线原理如下图所示。

图3电源接线端X1结构图4冗余电源工作原理

3.2机柜改造

现计轴机柜包括温控单元、LOGO、电源机箱、放电机箱、计轴机箱及监测机箱，其中LOGO层未安装设备（空）。改造后，将新增设备安装至LOGO层。

3.3电源模块内部结构

通过对电源模块内部电路结构进行修改，实现双电源模块输出的电源耦合冗余功能。

计轴设备冗余电源是一套具有冗余功能的电源设备系统，它由完全相同又相互独立的两个或多个电源模块并联组成，为计轴机柜上的其他模块提供电能。

电源的冗余是指电源系统具有备用功能，当电源系统的某个电源模块发生故障时，冗余电源系统的其他电源模块能够替代已故障电源模块，给系统提供电源，使系统供电不间断。

冗余电源的设计要求两个或多个电源模块必须是相互独立的，即任一个电源模块发生故障时，无论是哪种故障，都不会影响到其他电源模块的正常工作，更不会影响到系统的供电。冗余电源在架构是多个电源模块的并联，正常情况下，冗余电源的输出功率是单路电源模块输出功率的N倍，也就是说，冗余电源的输出功率必须是冗余的，它是系统需求功率的N倍。

冗余电源的工作原理图如下：

图中:

保险丝起到输入短路保护作用；

二极管起到输出短路保护作用；

电压传感用于采集外部输出电压，反馈给电源模块，控制输出恒定电压。

根据设备负载容量，采用2个模块并联即可满足设备的冗余和工作需求。

参考文献

[1]李重师，TAZII/S295型计轴设备操作及维护手册,2014年.

[2]吴冬生，TAZII/S295型计轴设备技术规格书,2014年.