王曦

摘要：本文首先介紹了地鐵信號(hào)單套設(shè)備的配置，其次分析了地鐵信號(hào)電源的冗余配置方法，重點(diǎn)闡述了UPS聯(lián)機(jī)方法、冗余配置的必要性、雙母線、雙UPS、雙切換等多種供電方法這三個(gè)方面，最后系統(tǒng)總結(jié)了各種故障數(shù)據(jù)，意在優(yōu)化電源系統(tǒng)冗余配置，選擇一個(gè)最優(yōu)方案。

關(guān)鍵詞：冗余配置;地鐵信號(hào);電源系統(tǒng)

地鐵作為城市建設(shè)的一種重要交通工具，它是一級(jí)負(fù)荷重要的負(fù)荷，因此維持電源系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定是十分重要的操作。

1.關(guān)于單套設(shè)備的配置

信號(hào)設(shè)備集中站存放著地鐵信號(hào)電源系統(tǒng)，電源屏、穩(wěn)壓器、蓄電池、電源切換單元、不間斷電源共同組成了地鐵信號(hào)電源系統(tǒng)。就目前而言，國(guó)內(nèi)并沒有統(tǒng)一硬性規(guī)定地鐵信號(hào)電源系統(tǒng)冗余配置方案，但我國(guó)普遍使用 UPS單套裝置+單套電源切換單元的配置方案，它的具體結(jié)構(gòu)如圖一所示。

對(duì)于各類信號(hào)設(shè)備來說，交流轉(zhuǎn)撤機(jī)電源并不需要運(yùn)用UPS設(shè)備，通過電源經(jīng)過隔離變壓器便能切換其屏幕電源。像計(jì)軸主機(jī)、信號(hào)機(jī)、聯(lián)鎖機(jī)、電路軌道經(jīng)過隔離變壓器使用UPS穩(wěn)住其壓力，從而實(shí)現(xiàn)分配電路的目的。一般來說380V/220V的電源夜里剛好可以滿足低壓配電設(shè)備，配電箱里面的引入端子便是其信號(hào)設(shè)備電源。智能輔助管理設(shè)備和基本供電設(shè)備共同構(gòu)成了電源信號(hào)系統(tǒng)，模板化設(shè)計(jì)被廣泛運(yùn)用于我國(guó)信號(hào)智能電源屏中，當(dāng)前我國(guó)的智能電源屏不僅能為各種直流信號(hào)裝置提供DC電源，而且可以滿足ATO、聯(lián)鎖字系統(tǒng)、ATS的用電需求。運(yùn)用高頻電源開關(guān)便能控制其交流電源或直流電源，這樣便能維護(hù)和減少現(xiàn)場(chǎng)施工量。

2.地鐵信號(hào)電源系統(tǒng)冗余配置方法

2.1冗余配置的必要性

分析歷年各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，地鐵信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)行基本上依賴于單套設(shè)備配置方法，被廣泛運(yùn)用于構(gòu)建線網(wǎng)運(yùn)行初期，其配套設(shè)備少、投資金額少，這種方法具備一定的優(yōu)勢(shì)。但這種方法也存在一定的弊端，近幾年不少地鐵交通意外事故均是受各種電源信號(hào)的影響。

為了杜絕信號(hào)電源設(shè)備單點(diǎn)失效的不良影響，可以根據(jù)地鐵自身運(yùn)行需要選擇雙UPS、UPS并機(jī)冗余方法、雙母線供電冗余方法。要想保證信號(hào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行速率，需要重點(diǎn)監(jiān)控信號(hào)電源設(shè)備容易發(fā)生的各種故障。不斷優(yōu)化其榮譽(yù)配置方案，防止各項(xiàng)意外事故的發(fā)生。

一般來說，手動(dòng)檢修旁路開關(guān)或旁路靜態(tài)開關(guān)均屬于UPS設(shè)備裝置，這樣一旦UPS模塊發(fā)生意外故障時(shí)，便能通過手動(dòng)或自動(dòng)旁路觸發(fā)負(fù)載供電?？偟膩碚f，UPS質(zhì)量性能特別好，質(zhì)量檢測(cè)完全達(dá)標(biāo)。平均一年發(fā)生的故障時(shí)間不高于40分鐘，不發(fā)生任何故障的時(shí)間為60萬h左右，它的具體可用性指標(biāo)高達(dá)百分之九十九以上。

2.2UPS聯(lián)機(jī)方法

UPS聯(lián)機(jī)方法被廣泛運(yùn)用于構(gòu)建地鐵信號(hào)過程中，一般來說，一套蓄電池或UPS容量便能滿足其基本供電負(fù)荷需求。相序、頻率、相位輸出同等的電壓，這兩臺(tái)設(shè)備擁有相同的容量。兩個(gè)蓄電池、1個(gè)穩(wěn)壓器、一個(gè)電源切換單元共同組成了UPS聯(lián)機(jī)方法。

如果這兩臺(tái)UPS主機(jī)停止運(yùn)行，可以通過靜態(tài)旁路來輸送電源。

隔離變壓器和穩(wěn)壓器都是靜態(tài)旁路不可缺少的裝備，它是以負(fù)載供電的方式進(jìn)行運(yùn)行。根據(jù)機(jī)身的不同運(yùn)行需求，觸電屏存在不同的電源板塊，通常情況下，兩臺(tái)UPS設(shè)備利用電源切換單元輸出，當(dāng)UPS逆變、整流后，便能直接輸出直、交流配電，滿足所有設(shè)備的供電需求。

2.3雙母線、雙UPS、雙切換等多種供電方法

為了避免因各種單點(diǎn)故障造成的風(fēng)險(xiǎn)，可配置兩套冗余配置，;兩個(gè)蓄電池、兩個(gè)UPS裝置、兩個(gè)電源切換設(shè)備、兩個(gè)穩(wěn)壓器、兩個(gè)電源屏這些共同組成了該項(xiàng)方案。圖二便是具體的操作流程示意圖。

2.3.1分析各種故障數(shù)據(jù)

（1）如果兩套穩(wěn)壓器或切換單元都出現(xiàn)意外故障，就可以利用蓄電池實(shí)現(xiàn)放電作用，這樣就能通過負(fù)載實(shí)現(xiàn)逆變器的放電，如果只有一臺(tái)兩套穩(wěn)壓器或切換單元發(fā)生意外情況，則可以使用另一臺(tái)穩(wěn)壓器或切換單元保證UPS的供電需求。

（2）如果一臺(tái)UPS設(shè)備出現(xiàn)意外，且兩臺(tái)電路均無法運(yùn)行時(shí)，則需要依靠另一臺(tái)UPS設(shè)備保證其供電需求，維護(hù)機(jī)身設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）在整個(gè)系統(tǒng)過程中，如果僅僅只是蓄電池發(fā)生了意外，則需要檢修或維護(hù)自身設(shè)備，優(yōu)化其自身性能，這樣，至少有一臺(tái)UPS設(shè)備可以正常運(yùn)行，另一臺(tái)UPS可以堅(jiān)持無蓄電池工作。

2.3.2 接入負(fù)載方法

為了連接兩臺(tái)UPS的輸出母線，可以使用兩塊冗余電源模塊，運(yùn)用交、直流單電源便能實(shí)現(xiàn)未冗余配置。部分未冗余設(shè)備仍然是運(yùn)用直、交流負(fù)載，通過兩條電路輸入，便能順利連接UPS設(shè)備的輸出母線。如果冗余裝置自身使用了直、交流負(fù)載，可以根據(jù)其主設(shè)備的功能，連接兩UPS設(shè)備輸出母線。

3.總結(jié)

本文總結(jié)當(dāng)前我國(guó)地鐵信號(hào)電源系統(tǒng)冗余裝置自身存在的問題，并給出了針對(duì)性建議。單套設(shè)備配置方法，雖然被廣泛運(yùn)用于地鐵運(yùn)行初期的修剪，但就目前整個(gè)環(huán)境而言，最好選用雙母線、雙UPS、雙切換等多種供電方法。

參考文獻(xiàn)

[1]凌力.地鐵信號(hào)電源系統(tǒng)冗余配置方案研究[J].城市軌道交通研究，2018，21（06）：37-39.

[2]左旭濤.城市軌道交通信號(hào)電源系統(tǒng)配置與功能分析[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2010（06）：16-18+1.

（作者單位：南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司）