PL180146B1 - Układ zasilania urządzeń sterowania ruchem kolejowym, zwłaszcza urządzeń komputerowych - Google Patents

Abstract

1. Układ zasilania urządzeń sterowania ruchem kolejowym, zwłaszcza komputerowych, dołączony do sieci energetycznych 3 x 380/220 V poprzez tablicę sieciowo - obejściową z przyłączami sieci energetycznych i złączem dla agregatu prądotwórczego, która to tablica połączona jest pośrednio poprzez tablicę rozdzielczą z urządzeniami sterowania ruchem kolejowym, znamienny tym, że pomiędzy tablicą sieciowo - obejściową (TO - TSS), a tablicą rozdzielczą (TR) włączony jest bezprzerwowy specjalizowany zasilacz (UPS), stanowiący źródło napięcia o wymaganych parametrach dla wszystkich urządzeń sterowania ruchem kolejowym (SRK) na obiekcie, w którego obwód włączona jest bateria akumulatorów (BAT) i, z którym zintegrowany jest elektroniczny bezprzerwowy przełącznik obejściowy (EBS) oraz, który połączony jest z mechanicznym bezprzerwowym przełącznikiem obejściowym (MBS), który z kolei połączony jest na wejściu również bezpośrednio z tablicą sieciowo - obejściową (TO - TSS) i na wyjściu połączony jest z tablicą rozdzielczą (TR).

Description

Przedmiotem wynalazku jest zintegrowany, bezprzerwowy układ zasilania odbiorników elektrycznych, zwłaszcza komputerowych urządzeń sterowania ruchem kolejowym.

Znany i stosowany układ zasilania urządzeń sterowania ruchem kolejowym polega na tym, że do jednej lub dwóch sieci energetycznych 3x380/220V dołączona jest tablica sieć-sieć, do której dołączona jest tablica rozdzielcza. Do tablicy tej dołączone są urządzenia komputerowe sterowania ruchem kolejowym, wyposażone na tym poziomie w indywidualne elementy zasilania rezerwowego. Przy zaniku napięcia w jednej z sieci przełączenie na drugą następuje przy pomocy tablicy sieć-sieć z przerwą spowodowaną pracą układu automatyki przełączania. Źródłem rezerwowym energii jest stacjonarny prądotwórczy agregat spalinowo-elektryczny, zamontowany na postumencie w odpowiednim pomieszczeniu z osłonami dźwiękochłonnymi oraz kominami dolotowymi i wylotowymi. Ponadto niezbędne są odpowiednie, stacjonarne zbiorniki paliwa z wymaganym osprzętem.

Wadą stosowanego układu jest przede wszystkim to, że nie zapewnia on ciągłego dostarczania energii, co przy przełączaniu sieć-sieć lub sieć-agregat powoduje chwilowe lub trwałe zakłócenia w pracy urządzeń sterowania ruchem kolejowym, co w rezultacie może skutkować zakłóceniami w ruchu pociągów w wyniku wygaszenia na semaforach sygnałów optycznych. Wada ta nie jest w pełni usuwana poprzez zastosowanie indywidualnych elementów zasilania rezerwowego z powodu małej ich pojemności i krótkotrwałego działania. Drugą istotną wadą jest to, że urządzenia komputerowe sterowania ruchem kolejowym są zasilane prądem elektrycznym złej jakości. Dostarczany prąd charakteryzuje się bowiem zawartością wyższych harmonicznych, zakłóceniami pochodzącymi od wyładowań atmosferycznych i procesów komutacyjnych oraz wahaniami wartości napięcia i częstotliwości w zależności od wielkości obciążenia, co w przypadku urządzeń komputerowych znacznie obniża niezawodność ich pracy.

Stosowane obecnie urządzenia zasilające nie są przystosowane do zdalnego nadzoru pracy urządzeń i parametrów napięcia zasilającego. Stacjonarne agregaty prądotwórcze wymagają odpowiedniej infrastruktury, co pociąga za sobą nakłady inwestycyjne i wymusza dodatkowe czynności.

180 146

Istota rozwiązania według wynalazku polega -na tym, że na początku układu jest tablica sieciowo-obejściowa z przyłączami zasilających sieci energetycznych i przewoźnego agregatu prądotwórczego. Agregat ten jest dostarczany i podłączany w przypadku awarii obydwu sieci energetycznych, trwającej dłuższy czas - praktycznie ponad dwie godziny.

Tablica sieciowo-obejściowa połączona jest ze specjalizowanym zasilaczem, w którego obwód włączona jest bateria akumulatorów i który zintegrowany jest z elektronicznym bezprzerwowym przełącznikiem obejściowym.

Zasilacz połączony jest z mechanicznym bezprzerwowym przełącznikiem obejściowym, który z kolei połączony jest z tablicą rozdzielczą, a ta z urządzeniami sterowania ruchem kolejowym.

Tablica sieciowo-obejściowa połączona jest dodatkowo a z pominięciem obwodu zasilacza, z mechanicznym bezprzerwowym przełącznikiem obejściowym.

Do zasilacza korzystnie dołączony jest panel monitorujący, który przyjmuje i rejestruje informacje o wybranych parametrach zasilania.

Do zasilacza korzystnie dołączony jest panel zdalnego sterowania umieszczony w centrum dyspozytorskim.

Przedstawiony powyżej układ zapewnia bezprzerwowe zasilanie urządzeń sterowania ruchem kolejowym, co usprawnia znacznie ruch kolejowy i podwyższa jego bezpieczeństwo. Bezprzerwowe przełączanie zasilania odbywa się automatycznie bądź ręcznie i jest uruchamiane w stanach awaryjnych lub np. dla wykonania przeglądów i czynności konserwacyjnych.

Zabezpieczenie zasilania jest poczwórne, można bowiem korzystać zamiennie z jednej z dwóch sieci energetycznych, a w przypadku równoczesnej ich awarii można podłączyć agregat prądotwórczy lub korzystać nawet przez kilka godzin z rezerwowego zasilania bateryjnego. Połączenia rezerwowe umożliwiaj ą pracę układu w różnych wariantach nie tylko zewnętrznych stanów awaryjnych, ale również np. w przypadku uszkodzenia lub przeciążenia zasilacza. Wariantowość pracy układu z tak dużą rezerwą zasilania powoduje pewność i zarazem elastyczność układu, a w efekcie gwarantuje bezpieczeństwo ruchu kolejowego w obszarze jego działania. Drugą podstawową zaletą rozwiązania jest zapewnienie dobrej jakości zasilania, osiągane dzięki przekształcaniu prądu przemiennego w prąd stały, a ten w prąd przemienny. Uzyskuje się odpowiednią tolerancję wartości napięcia, bez zakłóceń i zniekształceń powstałych np. na skutek przepięć komutacyjnych i wyładowań atmosferycznych oraz stałość częstotliwości niezależnie od obciążenia. W wyniku tego uzyskuje się prawidłową, bezawaryjna pracę czułych urządzeń sterowania ruchem, a w tym komputerów.

Monitorowanie parametrów zasilania daje pełną i bieżącą informację i umożliwia zdalne, centralne sterowanie całym układem.

Układ dwóch energetycznych sieci zasilających oraz awaryjne zasilanie bateryjne umożliwia rezygnację ze stacjonarnego agregatu prądotwórczego, a tym samym przynosi znaczne oszczędności inwestycyjne i eksploatacyjne.

Zastosowanie technologii z podwójną konwersją AC-DC-AC (napięcie przemienne napięcie stałe - napięcie przemienne) oraz wyposażenie w układy korekcji fazy na wejściu stanowi dla sieci obciążenie o charakterze rezystancyjnym o współczynniku mocy wejściowej minimum 0,9, co w zasadniczy sposób ogranicza pobór z sieci mocy biernej.

Rozwiązanie według wynalazku przedstawione jest bliżej w przykładzie wykonania zilustrowanym schematem blokowym układu.

Do dwóch niezależnych sieci energetycznych 3x380/220V miejskiej i kolejowej podłączona jest tablica sieciowo-obejściowa TO-TSS wyposażona w przyłącze przewoźnego spalinowego agregatu prądotwórczego. Agregat ten dostarcza się i przyłącza w przypadku równoczesnego braku zasilania z obydwu sieci energetycznych, trwającego co najmniej dwie godziny.

180 146

Tablica sieciowo-obejściowa TO-TSS wyposażona jest w przełączniki o napędzie ręcznym służące do okresowego włączania zasilania do dwóch działających alternatywnie części układu.

Część roboczą stanowi specjalizowany zasilacz UPS, w którego obwód włączona jest bateria akumulatorów bezobsługowych BAT i który zintegrowany jest z elektronicznym bezprzerwowym przełącznikiem obejściowym EBS. Zasilacz UPS przetwarza napięcie przemienne, otrzymywane z sieci energetycznej poprzez tablicę sieciowo-obejściową TO-TSS, w napięcie stałe, a to ponownie w napięcie przemienne. W ten sposób na wyjściu zasilacza UPS uzyskuje się napięcie wolne od zakłóceń i zniekształceń oraz o stałej częstotliwości.

W przypadku zasilania sieciowego bateria akumulatorów BAT jest ładowana, natomiast po zaniku napięcia sieciowego lub zasilania napięciem o niewłaściwych parametrach z baterii akumulatorów BAT pobierana jest przez zasilacz UPS energia, przekazywana następnie do dalszej części układu. Przejście z doładowywania baterii akumulatorów BAT na pobieranie z niej energii następuje w sposób bezprzerwowy. Bateria akumulatorów BAT zapewnia podtrzymanie pracy zasilacza UPS przez czas minimum dwóch godzin.

Zasilacz UPS połączony jest z mechanicznym bezprzerwowym przełącznikiem obejściowym MBS, który połączony jest z tablicą rozdzielczą TR, do której następnie dołączone są komputerowe urządzenia sterowania ruchem kolejowym oraz inne, jak np. urządzenia teletechniki, oświetlenia awaryjnego, telewizji przemysłowej, napędów rogatek przejazdowych itp.

Tablica sieciowo-obejściowa TO-TSS połączona jest dodatkowo, bezpośrednio z mechanicznym bezprzerwowym przełącznikiem obejściowym MBS. Połączeniem tym podawane jest napięcie z tablicy sieciowo-obejściowej TO-TSS bezpośrednio do mechanicznego bezprzerwowego przełącznika obejściowego MBS tylko na czas naprawy lub konserwacji zasilacza UPS. W tablicy sieciowo-obejściowej TO-TSS znajdują się ochronniki przeciwprzepięciowe, które chronią urządzenia sterowania ruchem kolejowym SRK przed szkodliwym wpływem napięć o amplitudach wyższych od poziomu odporności tych odbiorników.

Do zasilacza UPS dołączony jest panel monitorujący PM, który przekazuje informacje o wybranych parametrach zasilania do dyżurnego ruchu.

Do zasilacza UPS dołączony jest panel zdalnego sterowania PZS wyposażony w komputerowy interface, który umożliwia kontrolowanie i zdalne sterowanie pracy urządzeń zasilających z centrum sterowania.

180 146

SIEĆ 1 SIEĆ 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ zasilania urządzeń sterowania ruchem kolejowym, zwłaszcza komputerowych, dołączony do sieci energetycznych 3 x 380/220 V poprzez tablicę sieciowo - obejściową z przyłączami sieci energetycznych i złączem dla agregatu prądotwórczego, która to tablica połączona jest pośrednio poprzez tablicę rozdzielczą z urządzeniami sterowania ruchem kolejowym, znamienny tym, że pomiędzy tablicą sieciowo - obejściową (TO - TSS), a tablicą rozdzielczą (TR) włączony jest bezprzerwowy specjalizowany zasilacz (UPS), stanowiący źródło napięcia o wymaganych parametrach dla wszystkich urządzeń sterowania ruchem kolejowym (SRK) na obiekcie, w którego obwód włączona jest bateria akumulatorów (BAT) i, z którym zintegrowany jest elektroniczny bezprzerwowy przełącznik obejściowy (EBS) oraz, który połączony jest z mechanicznym bezprzerwowym przełącznikiem obejściowym (MBS), który z kolei połączony jest na wejściu również bezpośrednio z tablicą sieciowo - obejściową (TO - TSS) i na wyjściu połączony jest z tablicą rozdzielczą (TR).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że do tablicy sieciowo - obejściowej (TO - TSS) dołączony jest doraźnie przewoźny agregat prądotwórczy.