城市轨道交通车站低压配电与照明系统课件 模块3 车站低压配电系统 任务3 应急照明装置

第2课常用工具和仪表模块3车站低压配电系统任务三城市轨道交通车站应急照明装置一、应急照明装置结构和工作原理城市轨道交通车站环境具有特殊性，所以对其使用的机电设备也有着更高的要求，特别是车站及区间的照明设备。为了应对供电故障及其他紧急状况，保障人员及财产的安全，有效地制止灾害或事故的蔓延，需要在任何情况下都要确保城市轨道交通照明设施的可靠性。因此，应急照明装置作为紧急情况下的应急照明电源，在城市轨道交通车站得到广泛应用。城市轨道交通车站应急照明装置主要为应急照明、疏散标志等低压负荷供电。在常规电源故障断电的情况下，能够为地下车站及隧道提供照明及疏散指示，对人员疏散、消防救援、故障处理等都起着重要的作用。一、应急照明装置结构和工作原理城市轨道交通车站应急照明装置又叫应急电源系统，简称EPS，一般设在站台两端的应急照明电源室或蓄电池室，由车站牵引降压混合变电所或降压变电所两段不同的低压母线供电。图3-8应急照明装置一、应急照明装置结构和工作原理其内部结构主要包括双电源自动切换开关、整流/充电机、静态开关、蓄电池组、逆变器、监控单元及馈线单元等，如图3-9所示。图3-9应急照明装置结构图一、应急照明装置结构和工作原理其工作原理为：正常情况下供电电源给负载供电，同时利用整流器给蓄电池组充电；当供电电源失电后，蓄电池组经过逆变器将直流电逆变为交流电给负载供电。图3-9应急照明装置结构图一、应急照明装置结构和工作原理（一）双电源自动切换开关双电源自动切换开关简称ATS，为重要用电场所的可持续性供电提供保障。当电源断电、过压、欠压、缺相时，双电源自动切换开关能够把负载电路自动转换至备用电源，一般不允许断电的地点都能用到双电源切换开关。车站应急照明装置电源由城市轨道交通车站低压配电系统引入，从变电所不同的两段母线各引入一路独立的电源，当其中一路电源失电时，双电源自动切换开关进行自动切换。在电源切换过程中应保证先断后合，可自投自复。一、应急照明装置结构和工作原理（二）整流/充电机整流/充电机将应急照明装置输入的交流电转换为直流电，经滤波后给负载供电或蓄电充电。在备用应急照明装置中只需要给蓄电池组充电，不需要给负载供电，因此只做充电机用。在双变换应急照明装置中，此设备既为逆变器供电，又给蓄电池组充电，因此称为整流/充电机。一、应急照明装置结构和工作原理（三）静态开关静态开关又称静止开关，是一种无触头交流开关，一般采用两个可控硅反向并联组成电力模块，其闭合和断开由逻辑控制器控制，自动切换时间不大于0.2s。静态开关的主要作用是当双路进线电源电压过低或停电时，静态开关动作，馈线回路由应急电源供电。当双路进线电源恢复正常时，静态开关自动切换到双路进线电源回路进行供电，应急照明负荷和疏散标志由交流低压母线供电，同时整流/充电机向蓄电池组充电。一、应急照明装置结构和工作原理（四）蓄电池组蓄电池为车站应急照明提供后备电源，是保障应急照明装置对外供电的关键设备。充电时将电能转换为化学能储存起来，放电时将化学能转换为电能。目前在城市轨道交通车站应急照明装置中广泛采用免维护铅酸蓄电池。一、应急照明装置结构和工作原理（五）逆变器逆变器是通过脉宽调制PWM（Pulse-WidthModulation，PWM）技术将直流电变换为交流电。在城市轨道交通车站应急照明装置中，逆变器的作用是将蓄电池组的直流电转换为稳定的正弦交流电向应急照明负荷和疏散标志供电。一、应急照明装置结构和工作原理（六）监控单元应急照明装置能通过监控单元与车站机电设备监控系统（简称BAS系统）进行通信。监控单元对应急照明装置的主备电源运行状况、电池工作状态、故障状态等进行监控。一、应急照明装置结构和工作原理（七）馈线单元馈线即配电线，将应急照明电源送至应急照明负荷和疏散标等用电设备。二、应急照明装置的运行方式和性能要求（一）应急照明装置的运行方式（1）正常情况下，车站应急照明装置由变电所两路交流低压母线（手动选择任一路电源为主用电源）供电，当主用电源故障时，电源自动切换开关自动切换至备用电源。只要其中一路进线电源正常工作，交流低压母线给应急照明负荷和疏散标志供电，同时通过整流器向蓄电池组充电或浮充，逆变器处于热备状态。为了平衡由于电池自放电造成的容量损耗，需要对蓄电池进行一种连续地、长时间的恒电压充电。这种充电模式就是浮充电，也称浮充充电、连续充电。均衡充电，简称均充，是均衡电池特性的充电，是指在电池的使用过程中，由于电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡，为了避免这种不平衡趋势的恶化，需要提高电池组的充电电压，对电池进行活化充电，以达到均衡电池组中各个电池特性，延长电池寿命的维护方法。二、应急照明装置的运行方式和性能要求（一）应急照明装置的运行方式（2）双电源自动切换方式，双电源自动切换装置可实现自投自复的工作方式。由变电所两路交流低压母线分别引入两回路电源作为双电源自动切换装置的进线电源，两回路电源一主一备自动切换。当主回路电源正常时，双电源自动切换装置选择主回路供电；当主回路电源故障、备用回路电源正常时，双电源自动切换装置自动切换到备用回路电源；当主回路电源重新恢复正常时，双电源切换装置又自动切换到主回路电源供电。二、应急照明装置的运行方式和性能要求（一）应急照明装置的运行方式（3）当双路进线电源故障时，静态开关动作，应急照明装置从供电电源输出自动转换为蓄电池组回路输出。此时蓄电池组输出的直流电通过逆变器逆变为正弦交流电向应急照明负荷和疏散标志供电。（4）静态开关转换方式，静态开关可实现自投自复。双路进线电源正常供电时，蓄电池组经过逆变器输出的电源为应急电源。当双路进线电源电压过低或停电时，静态开关动作，馈线回路由应急电源供电；当双路进线电源恢复正常时，静态开关自动切换到双路进线电源回路进行供电，应急照明负荷和疏散标志由交流低压母线供电，同时整流/充电机向蓄电池组充电。二、应急照明装置的运行方式和性能要求（二）应急照明装置的性能要求（1）车站应急照明装置的蓄电池组容量应能够保证应急照明负荷满负荷运行90min的用电要求，由正常照明转换为应急照明的切换时间应不大于5s。（2）整流/充电机将供电电源输入的交流电通过整流变压后变成直流电对蓄电池组进行充电，充电的电压应根据电池组的数量调整。（3）应急照明装置能与车站机电设备监控系统（BAS系统）进行通信。二、应急照明装置的运行方式和性能要求（二）应急照明装置的性能要求（4）当应急照明电源装置需要维修时，应通过维修旁路开关将整流/充电机、逆变器与蓄电池组隔离，由维修旁路对应急照明进行供电。（5）监控单元连续监控蓄电池组状态，当任一单体电池放电至额定最低电压时系统自动停机以保护电池，并发出报警信号。（6）当任一单体电池放电至额定最低电压系统自动停机时，可通过强启功能强行启动设备，以最大限度地保证在紧急情况下应急照明的供电时间。三、应急照明装置常见故障与处理故障现象故障原因处理方法EPS开机后，板面上无任何显示供电电源输入故障或蓄电池输入故障1.用万用表交流电压挡检查供电电源电压，用直流电压挡检查蓄电池电压。2.检查供电电源熔断器熔体是否熔断，检查电池熔断器是否熔断。3.检查24V开关电源是否故障，检查24V电源接口是否松动。在供电电源供电正常时，开启EPS，逆变器工作指示灯亮，蜂鸣器发出间歇性响声，EPS只能工作在逆变状态，不能转换到供电电源工作状态逆变供电向供电电源供电的转换部分故障1.对照原理图，用万用表逐步检查主回路和控制回路。2.检查供电电源熔断器熔体是否熔断。3.若供电电源熔断器熔体完好，检查逆变控制继电器是否故障。4.若逆变控制继电器完好，检查供电电源电路是否故障。表3-1城市轨道交通车站应急照明装置常见故障与处理三、应急照明装置常见故障与处理故障现象故障原因处理方法由供电电源供电向蓄电池逆变供电失败供电电源供电向蓄电池逆变供电转换部分故障1.检查蓄电池电压是否过低。2.若蓄电池正常，检查蓄电池电压检测电路是否正常。3.若蓄电池电压检测电路正常，则检查供电电源向逆变供电转换控制是否正常。有供电电源时EPS输出正常，而无供电电源时蜂鸣器长鸣，无输出蓄电池和逆变器部分故障1.检查蓄电池电压，若电压偏低，则要检查是蓄电池本身故障还是充电电路故障。2.若蓄电池工作电压正常，检查逆变器驱动电路是否正常，若驱动电路正常，则说明逆变器故障。3.若逆变器驱动电路不正常，则检查波形产生电路有无控制信号输出。三、应急照明装置常见故障与处理故障现象故障原因处理方法长时间充电后蓄电池电压偏低蓄电池或充电电路故障1.检查充电电路输入/输出是否正常，若输入不正常，则检查变压器及整流器是否正常，若输入正常，输出不正常，断开蓄电池再次检测，若仍不正常，则为充电电路故障。2.断开蓄电池充电电路，若输入/输出正常，则说明蓄电池已损坏。蓄电池漏液蓄电池性能下降1.测量各蓄电池端电压。2.拆除故障电池连接片。3.清洁受腐蚀的连接片，极柱涂凡士林。4.更换同型号电池。三、应急照明装置常见故障与处理故障现象故障原因处理方法蓄电池损坏1.极板短路充电电流过大，充电电压瞬时过高导致击穿蓄电池内部隔板，此时需要更换电池。2.极板弯曲、破裂、