地铁弱电系统不间断电源整合分析

蕃 雕 l 地铁弱电系统不间断电源整合分析 文 波 (中铁二院工程集团有限责任公司，61()031，成都工程师) 摘要通过对传统地铁弱电系统不间断电源配置的分析， 提出地铁弱电系统不问断电源的整合方案。经与传统方案 的技术经济比较，得出整合方案可以节约地铁有限的空间， 减少投资，并便于维护。 关键词地铁；弱电系统；不间断电源 中图分类号U 2318 o of in a PS of at s o，610()31，地铁不间断电源的现状 城市轨道交通中的弱电系统，如通信、信号、综 合监控、火灾自动报警系统、门禁系统、自动售检票 系统、乘客信息系统、安全门等，一般由计算机、网络 设备及自动化控制设备组成。这些负荷均按照一级 负荷供电，属一级负荷中的特别重要负荷，因此需要 设置不问断电源(其提供稳定、可靠的电源， 以保证系统正常、连续运行。这种分散设置的后备 电源存在诸多缺点：各个专业所选的导致抗冲击能力弱；由于是单独设计，蓄电池资源不 能共享；致造成量多、品牌多、需要的备品备件多，运营维修成本 也高；分散设置用了较大的建筑面积，不利 于节约投资。因此，有必要改善各专业分散设计 合资源，以提高 少后期维护费用。 2各主要弱电系统的用电分析 21各弱电系统的用电时间 参照不同城市的地铁线路，对地铁各弱电系统 用电时间的统计大致如表1所示。 表1各弱电系统用电时间要求 从表1可以看出，各弱电系统的后备时间不统 一，需要进行时间控制，不能超时供电。 22各主要弱电系统对后备电源的用电要求 1)安全门线工作，正常运 营时必须不问断地处于浮充状态，若个别模块故障， 也不能影响供电回路的正常使用。其动均充功能，整机效率不得低于80。 2)门禁系统需要设置保证电源的稳定 可靠。其门禁系统的正常工作。电源设备设有旁路输入和 市电输入断路器。 3)通信系统在外供交流电源正常情况下，电源 73 设备能为其提供高质量的电源供应；在外供交流电 源中断或发生超限波动的情况下，作电源，以保证通信系统在规定的时间内正常 工作。 4)综合监控系统设置备时间为1 h。 5)备时间为1 h。 6)信号系统的两路输入电源应具有自动、手动 快速切换能力，自动切换时间小于01 S。供电故障 时，电池不过放电情 况下应能满足供电时间30 7)应急照明系统在正常状况时，两路进线电源 自动切换后为急电源的供应)装置供电，蓄 电池处于浮充电状态；当两路电源都失电时，动切换由蓄电池通过逆变器为应急照明供电。 3 1 弱电系统属于一级负荷，由两路电源自动切 换后供电；同时又是特别重要负荷，都需采用后备电 源。各弱电系统具有以下共性： 1)各系统为一级负荷中特别重要负荷，均采用 电要求一致。 2)各系统其主要设备基本为计算机、网络设 备、控制设备，以电子类负载为主，负载性质基本相 同，对电源的质量要求也基本一致。 3)各弱电系统的房间布置集中，基本位于车站 的车控室端，供电距离短。 根据以上共同点分析，可以得出各个弱电系统 具备整合32 ) 靠性。 2)的设备区，应靠近各弱电系统负荷中心布置，以减 少线路压降及损耗，同时便于馈电线缆敷设，提高供 电线路的安全可靠性。 3)业对回路数量、后备时间、负载性质、切换时间等 的技术要求，并通过上述需求统一计算和选择及蓄电池容量。 4)被整合的负载性质应基本相同，不同性质的 负载整合在一起，容易产生干扰。 5)整合后的74 量规范要求。 33 过对各专业的负载性质、后备时间等的参数 进行综合分析，可以纳入整合电源的弱电系统有通 信、综合监控、门禁、纳人整合电源 的系统有民用通信、信号、公安通信、安全门、变电所 操作电源、应急照明电源等。 对未纳入1)民用通信与地铁专用通信不一样。地铁专 用通信是地铁正常运行和行车安全的重要保障，虽 然民用通信也按照一级负荷供电，是为乘客服务，但 重要性不如专用通信，即使双路电源出现故障，也可 以允许短时出现停电。同时，民用通信属于外部单 位维护，不属于地铁统一维护，如纳入地铁，不便于维护及独立核算。 2)信号系统是涉及行车安全的关键系统，其安 全等级要求高于其他系统的安全等级。为降低整个 系统的实施风险，确保达到可靠性指标，并满足运营 要求和工程的工期要求，根据()1 57 2()()3地 铁设计规范第1682条：“信号设备可由专用电源 屏供电”。但整合后的不 符合规范要求。因此，信号系统应独立设置3)应急照明主要是感性负载，以荧光灯为主， 且纳入增加4(卜一6() 时由一套的可靠性高。 4)安全门负荷主要是电动机负载，其电子设备 较少，属于感性负载，功率因素低，滑动门开闭时会 产生较大的冲击电流，会影响，故不纳入整合电源。 5)变电所操作电源的容量较大。它是保证车 站供电系统正常运行的核心，其要求高，故不纳入整 合电源。 4 电池 2套、稳压器1套、输入配电柜1套、输出配电柜2 套。1)2套分担50负荷。 当一路电源停电时，由进线柜内双电源切换装置切 换到另一路电源，为2 路电源均停电时，蓄电池电源通过逆变装置，给各个 弱电系统供电。 t 重 s 图1 )之积的和，行考虑，同时考 虑。 3)设置进线柜。由来自变电所04 段的两路电源在4)线式一体化的装置；整 流充电器选用高频开关充电模式，具有1+1冗余 功能。在检修状态下投入使 用。出隔离变压器，用于电源隔 离，以保证5) 化界面显示，可显示交流电源自动切换装置、机(含整流充电器、逆变器、静态开关、控制部件 等)、单体蓄电池、输入输出配电柜及系统控制等部 分的运行状态，其运行参数、故障信息、所有控制参 数等可以通过软件调整，同时能监控各输出回路的 供电时间。 6)设置馈线柜：每回路设置编程逻辑 控制器)控制模块，以控制各回路的输出时间，输出 时间可修改；控制模块可以清楚显示各回路的电压、 电流、谐波，也可显示当电时间等。当来自变电所04 源全失电时，时 各个回路的控制模块开始计时，统计统供电的时间与程序设定的时间进行比较；当达 到设定的时间时，自动切断该回路，以保证其他系统 的用电。 资。典型车站示。 表2整合前后各系统房间面积对照表 2投资比较 表3是表3整合前后元 从表3可以看出，典型站5左右的投资。另外，分散设置时由于是一级负 荷，4个弱电系统的负荷需要8路电源，整合后只需 要2路电源；回路数量减少，电缆截面相应增加，但 总的电缆费用减少；回路数量减少，低压柜也减少回 路，减少了投资。除缆、低 压柜抽屉也相应减少，弱电系统的配电投资也减少。 53其它方面的比较 以上各弱电系统的电系统的用电要求，仍是按照一级负荷的要求为 其配电，两路来自不同母线段的电源在用电设备末 端自动切换。相对于整合前，不同之处在于整合后 的