철도 신호 시스템은 절대적인 신뢰성을 요구하므로, 안정적인 전력 공급은 안전한 운행에 필수적입니다. 이러한 시스템은 네트워크 전반의 핵심 기능에 맞춰 다양한 전원을 사용합니다.

작동 방식 및 주요 특징:

1. 폭넓은 입력 범위 및 높은 효율성: SMPS(스위칭 모드 전원 공급 장치)는 상당한 규모의 전력망 전압 변동(AC 85V~264V)을 처리합니다. AC 입력을 정류 및 필터링하여 DC로 변환한 후, MOSFET을 이용한 고주파 PWM 스위칭으로 펄스를 생성합니다. 변압기는 필수적인 절연 기능을 제공하면서 전압을 조정하여 90% 이상의 효율로 정밀하고 안정적인 DC 출력(24V, 48V, 110V)을 생성하고 손실과 발열을 최소화합니다.

2. 안정적인 출력 및 보호 기능: 피드백 루프(PWM IC + 옵토커플러)는 출력을 지속적으로 모니터링하고 입력 또는 부하 변화에도 불구하고 안정성(±1% 미만 조절률)을 유지하도록 동적으로 조정합니다. 통합 보호 기능은 다음과 같습니다.

1) 과전압/저전압 보호(OVP/UVP): 전력망 이상 현상에 대한 안전장치.

2) 과전류/단락 보호(OCP/SCP): 출력 오류 발생 시 전류를 제한하거나 전원을 차단합니다.

3) 과열 보호(OTP): 열 관련 위험을 예방합니다.

4) 서지 보호: 낙뢰 또는 스위칭 과도 현상을 완화합니다.

3. 중복성 및 백업: 중요 시스템(연동 장치, 열차 제어)에는 끊김 없는 장애 조치(20ms 미만)를 제공하는 "N+1" 이중화 병렬 SMPS가 사용됩니다. VRLA 배터리는 정전 시 30분 이상 비상 전력을 공급합니다.

주요 용도 및 전원:

1. 선로변 장비: 여기에는 열차 감지 회로, 신호(상태 표시), 분기기(전환기)와 같은 필수 구성 요소가 포함됩니다. 이들은 주로 다음과 같은 방식으로 작동합니다. 24V 또는 48V DC, 다음에서 유래됨:

1) 현지 전력 변환: 교류 주전원(일반적으로 110V/230V 단상 또는 400V 삼상)이 선로변 설치 케이스 하우징에 공급됩니다. 전원 공급 장치(PSU)이러한 전원 공급 장치는 AC를 필요한 안정적이고 조절된 DC로 변환하며, 필터링 및 서지 보호 기능을 내장하고 있습니다.

2) 백업 배터리: 결정적으로, 밸브 조절식 납산(VRLA) 배터리 PSU 시스템 내에 통합되어 있습니다. AC 주전원 장애 발생 시 즉각적인 백업 전원을 공급하여 몇 시간 동안 연속 운행을 보장하고 안전한 열차 운행을 가능하게 하거나 해당 구간을 안전 상태로 전환합니다. 이러한 DC 전원 분배는 일반적으로 방사형으로 이루어지며, 각 장치에는 퓨즈가 장착된 전원이 공급됩니다.

2. 제어 센터 및 연동 장치: 신호 시스템의 "두뇌" 역할을 하는 장치(예: 릴레이 연동 장치, 컴퓨터 기반 연동 장치/RBC, 제어 패널/워크스테이션)는 안정적인 전원이 필요합니다. 일반적으로 다음과 같은 전원을 사용합니다.

1) 무정전 전원 공급 장치(UPS): 이 시스템들은 교류(AC) 전원을 입력받아 직류(DC)로 정류하여 대용량 배터리를 충전합니다. 배터리 뱅크 (대부분 VRLA 배터리)를 사용하여 전력을 변환한 후, 민감한 제어 장비에 공급하기 위해 다시 교류(대부분 230V 교류)로 변환합니다. 배터리는 주 전원 공급이 중단될 때 원활한 백업 전원 역할을 합니다.

2) 중복 피드: 중요 시설은 무정전 전원 공급 장치(UPS)가 작동하기 전에 복원력을 강화하기 위해 별도의 변전소에서 공급되는 두 개의 독립적인 AC 주 전원 라인을 갖추는 경우가 많습니다.

본질: 철도 신호 전원 공급 시스템은 높은 신뢰성을 요구하는 시스템입니다. 이 시스템은 가공되지 않은 교류(AC) 전원을 선로변 장치에 필요한 정밀하게 조정된 직류(DC)로 변환하고, 제어 센터에는 정교한 무정전 전원 공급 장치(UPS)/배터리 시스템을 활용합니다. 모든 단계에 배터리 백업 시스템을 기본적으로 포함하는 것은 전력 장애 및 정전 시에도 시스템이 정상적으로 작동하도록 보장하는 데 매우 중요하며, 이는 철도 안전의 핵심 기반입니다. 이러한 다층적인 접근 방식은 필수적인 정보 및 제어 신호의 흐름이 절대 끊기지 않도록 합니다.