一、系统概况
本系统是根据车辆段要求进行设计的一套自动化控制系统。主要是完成对地面电源工作过程中产生的故障、运行等数据进行采集、管理，并对铁损试验控制系统在运行过程中的各种数据进行实时监视，提供故障显示，协助试验、技术人员进行设备的管理和维护。
系统组成：采用由工控机、PLC、仪表组成的控制系统。采用工控机、高可靠的西门子PLC、显示仪表等先进设备，软件采用我厂开发的先进可靠的控制系统组态软件，保证了系统的可靠性。
地面电源利用站内三相380V的交流电经过隔离变压器变为三相交流500V，然后经过三相全控桥式整流电路变成DC600V的直流电。本电源由2套独立的电源组成，分别向库内和库外供电，并且2路电源可互为备用。
二、系统设计
1、系统设计原则
根据控制系统设计规范，其设计原则为：
①模块化：各系统自上而下逐层分解，直至完成所要求的功能，并在设计中尽量减少模块间数据、控制参数的传递，以减少相关性。
②实时性：自动地监视及控制各点数据，在出现异常及故障时迅速报警。
③可维护性：采用模块化设计以方便维护。
④实用性和可扩展性。
2、系统控制
①具有齐全的显示功能
②通过鼠标可以方便的进行各种操作。
三、系统简介
3.1基本参数
1.1额定功率：2×500KW
1.2额定输入电压：3AC380V±10%
1.3额定输出电压DC600V
1.4稳压精度：≤±5%
1.5额定输出电流：833A
1.6输出电流：900A（短时）
1.7电压纹波小于额定电压的5%
3.2主电路
由配电室引入三相380V交流电源接至进线柜，经隔离刀开关QS、断路器QF保护、主接触器KM12控制，送入整流变压器TR，输出三相500V交流电，再送入整流柜经过三相全控桥式整流后输出DC600V，由整流柜输出后经过PLC柜电抗器L、电容C滤波后经过直流断路器ZC，再通过电缆送至股道旁配电箱。
防止变压器启动电流过大对元器件造成损坏，主回路启动由交流接触器KM11和KM12组成，启动时首先接触器KM11吸合，串入电阻R11，经几秒钟后接触器KM12吸合，将电阻R11短掉，变压器正常启动。
为了保护过电压对可控硅的冲击，在可控硅两端并有由RC组成的阻容吸收装置。
三相全控桥输入端装有电流互感器，电流检测信号反馈到电子控制板，进行直流侧过载保护。直流侧装有电压检测板，检测整流输出电压，反馈电压信号给电子控制装置，用于控制及保护，保持输出稳定在DC600V。
电路中装有交流电流表、交流电压表、直流电流表、直流电压表，用于显示交流侧和直流侧电流和电压值。
四、操作说明
1、打开工控机进入控制系统。
图1程序主界面
2、上图为主画面，点击右侧按钮可进入DC600V地面电源控制系统,点击退出按钮可退出控制系统。
图2控制系统操作界面
3、上图为DC600V控制系统，点击检测后系统会自动检测，检测合格后才可以对L-C-R柜会进行启动，启动后指示灯变为绿色。断电时点击停止按钮即可，指示灯标为红色。工作时此画面会显示直流电压、电流和控制箱的状态。
图3 L-C-R柜操作控制图
图4报警界面
4、上图为历史报警画面。可以查看报警的日期、时间等信息。
在电源投入正常使用前，把隔离开关QS投入。此时进线柜停止指示灯亮，按下启动按钮将断路器QF投入，然后将控制回路的断路器合上。此时在股道旁的控制箱就可以正常使用。
5、直流供电开机程序
5.1确认车辆可供电，观察配电箱中的电压表应指示为“零”，只有“停止”信号灯亮，此时用KC20D电连接器将插座箱与列车连接上。5.2在绝缘检测前应将车上的负载全部断开。
5.3用钥匙打开控制箱，按“检测”按钮，此时“检测”指示灯亮，等检测完成合格后“合格”信号灯亮。再按“启动”按钮，启动指示灯亮，电压从0慢慢升到600V。
注意：由于1路和2路电源的插座箱分别属于并联连接，当每路电源的一个插座箱带电时，其它同路插座箱均带电，禁止在电源使用时对设备和插座箱进行操作和检修。每路电源在同一时间只能供给一列车送电。
6、关机
首先将列车上负载全部断开，然后按下“停止/复位”按钮，等到电压表指示为“零”后；拔下KC20D电缆连接头。
7、备用电源转换
本套系统可以实现两路电源互为备用，电源相互转换的操作分为两种情况，具体操作方法如下：
7.1、当1路电源没电，需要用2路电源往1路插座箱送电时，需要手动将1路电源L-C-R柜后面的ZC和FC直流断路器打到分的位置，然后在2路电源柜上按下“2#备用输出”按钮，“主输出分”指示灯亮，“备用输出合”指示灯亮；此时备用电源转换完毕，可以再现场2路控制箱上按照开机程序进行操作，向1路插座箱进行送电。
7.2、当2路电源均有电，需要用2路电源往1路插座箱送电时，在2路电源柜上按下“2#备用输出”按钮，此时“2#主输出分”指示灯亮，“2#备用输出合”指示灯亮，“1#主输出分”指示灯亮，“1#备用输出分”指示灯亮；备用电源转换完毕，可以再现场2路控制箱上按照开机程序进行操作，向1路插座箱进行送电。
7.3、当1路电源做为2路电源的备用电源时操作与以上相同。
7.4、两路电源互为备用工作时，按下“停止/复位”按钮，电源恢复到正常工作状态。
五、故障处理及注意事项
5.1故障处理
1.过流、过压故障
在运行过程中发现“过流、过压”指示灯亮，同时“故障”指
示灯亮，属于直流侧过载。出现故障后允许把电源再投入一次，若不再出现保护，可正常工作；否则，不允许再投入。需查找故障原因，排除故障后方可再投入。
2.接地故障
在运行过程中发生接地故障，接地指示灯亮，可能是机车中某种用电器件发生接地或漏电流偏大，处理方法是把电源再投入一次，利用车辆中漏电流检测环节隔离接地电器。如故障仍不能排除，需作进一步检查。
3.快熔断故障
出现快熔断指示灯亮，首先应将主断路器QF断开，打开整流柜检查快速熔断器指示件，已烧损的熔断器指示件向外顶出，然后必须用万用表检查可控硅，确认可控硅没有损坏方可送电。
4.门限位故障
当出现门限位故障时，说明现场控制箱和插座箱门没有关好，将箱门关好后按“停止/复位”按钮，报警解除。
5.负载切换故障
出现负载切换故障时，说明L-C-R柜内的直流输出断路器切、投操作不正确，检查两台L-C-R柜内的主输出和备用输出直流断路器所在的分、合闸位置是否正确。
6.交流侧有电，直流侧没有输出
将交流接触器分开，用万用表检查三相同步变压器TC3（位于整流柜的后上方）二次是否有输出电压30V。
5.2注意事项
1．工控机使用应严格按照操作步骤操作，以免引起误操作造成运行错误。
2．工控机只能作为综合控制系统控制使用，不能做其他与控制系统无关的事情，以免引起计算机故障，不能正常使用。
3.禁止在工控机上插入U盘，避免工控机病毒的发生。
