廣州地鐵3號(hào)線非聯(lián)鎖站信號(hào)電源屏供電改造方案

楊子河

摘 要：鑒于廣州地鐵3號(hào)線非聯(lián)鎖站信號(hào)電源屏只有一路市電供電，且當(dāng)UPS故障時(shí)，曾存在UPS不能自動(dòng)切換至靜態(tài)旁路，并造成整個(gè)負(fù)載掉電的情況，嚴(yán)重影響信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)行。為防止類(lèi)似情況發(fā)生，經(jīng)研究分析，對(duì)非聯(lián)鎖站信號(hào)電源屏和UPS的供電方式進(jìn)行技術(shù)改造，通過(guò)增多一路電源屏的供電裝置和加裝雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)的方式，增強(qiáng)了非聯(lián)鎖站的電源供電冗余功能，確保UPS故障時(shí)，電源屏能正常供電，有效提高了非聯(lián)鎖站信號(hào)系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：地鐵；信號(hào)電源屏；技術(shù)改造

中圖分類(lèi)號(hào)： U231+.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）17-190-3

0 引言

廣州地鐵3號(hào)線各站按信號(hào)系統(tǒng)又可分為聯(lián)鎖站與非聯(lián)鎖站，其中聯(lián)鎖站屬電氣集中站，所轄線路長(zhǎng)、控制的設(shè)備多，并且管轄部分非聯(lián)鎖站的設(shè)備；而非聯(lián)鎖站只管轄本站的屏蔽門(mén)、緊停、站臺(tái)區(qū)域的軌道等小部分設(shè)備，由于非聯(lián)鎖站未設(shè)置道岔，加上設(shè)備較少，其電源屏的配置也相對(duì)簡(jiǎn)單，非聯(lián)鎖站電源屏的供電只有一路市電進(jìn)行供電，所使用的UPS也是5KVA的小型UPS，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)目前三號(hào)線及北延段非聯(lián)鎖站信號(hào)設(shè)備房供電的方式存在以下風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：

①機(jī)電切換箱信號(hào)設(shè)備電源輸出只有一路市電輸出，當(dāng)切換箱內(nèi)的信號(hào)電源空開(kāi)出現(xiàn)故障或者連接到電源屏的電纜出故障時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致UPS電池放電，且UPS的放電時(shí)間只有20min，如不能及時(shí)正確處理將會(huì)導(dǎo)致全部信號(hào)設(shè)備掉電。

②信號(hào)UPS故障，無(wú)電源輸出時(shí)，全部信號(hào)設(shè)備掉電，影響重大。

為進(jìn)一步提高非聯(lián)鎖站信號(hào)設(shè)備供電的穩(wěn)定性、可靠性，降低上述風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)給設(shè)備正常運(yùn)行所帶來(lái)的隱患，經(jīng)研究分析，對(duì)非聯(lián)鎖站信號(hào)電源屏和UPS的供電方式進(jìn)行技術(shù)改造，通過(guò)增強(qiáng)了非聯(lián)鎖站的電源供電冗余功能來(lái)確保全站信號(hào)設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1 非聯(lián)鎖站電源屏供電方式的改造

由于非聯(lián)鎖站區(qū)域未設(shè)備道岔，因此不需要使用380V的道岔控制電壓，對(duì)于其他設(shè)備的工作電源均由電源屏的各轉(zhuǎn)換模塊輸出，最高電壓不超過(guò)220V，且在改造前機(jī)電切換箱信號(hào)設(shè)備電源輸出只有一路220V市電輸出至電源屏。為增加非聯(lián)鎖站信號(hào)電源屏供電的冗余功能，在機(jī)電配電箱與電源屏之間增加一路供電，并跳開(kāi)UPS直接對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電。其改造前后的電氣連接圖如圖1所示。

為了實(shí)現(xiàn)此功能，在實(shí)際操作中，是機(jī)電切換箱內(nèi)的原信號(hào)電源輸出空開(kāi)的空余位置增加一個(gè)信號(hào)電源輸出空開(kāi)，并在信號(hào)電源屏中的UPS輸出位置增加一個(gè)交流接觸器，從機(jī)電切換箱的匯流排接一路220V電到空開(kāi)，從空開(kāi)接電纜到交流接觸器，再接到UPS輸出端子，與原來(lái)的一路合并形成兩路輸入到電源屏，當(dāng)電源屏或UPS供電異常時(shí)，則可以通過(guò)交流接觸器自動(dòng)切換到新增加的一路電源供電。整改的電氣原理圖如圖2所示。圖1與圖2中紅色為改造部分的電路。

由圖2可以看出，機(jī)電切換箱并聯(lián)一路輸出送至電源屏1背部新增的交流接觸器KM的常閉觸點(diǎn)（NC），交流接觸器通過(guò)UPS輸出電源進(jìn)行勵(lì)磁，當(dāng)UPS正常輸出時(shí)，KM勵(lì)磁吸起，常閉觸點(diǎn)（NC）斷開(kāi)；當(dāng)UPS故障無(wú)輸出時(shí)，KM失磁落下，常閉觸點(diǎn)（NC）閉合，此時(shí)通過(guò)備用電源進(jìn)行供電。經(jīng)過(guò)改造，3號(hào)線非聯(lián)鎖站信號(hào)電源屏供電系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①有效地解決了切換箱信號(hào)電源只有1路輸出存在風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題，提高設(shè)備供電的可靠性。

②解決了UPS故障無(wú)輸出時(shí)人工短接費(fèi)時(shí)、不安全等問(wèn)題。

③能夠?qū)崿F(xiàn)UPS故障無(wú)輸出時(shí)自動(dòng)切換至備用電源供電，且交流接觸器的切換速度較快（實(shí)驗(yàn)室測(cè)試施耐德LC1-D11 M7型交流接觸器的轉(zhuǎn)換時(shí)間為約15ms，在線切換STC未出現(xiàn)掉電的情況），可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換。

改造后實(shí)物接線圖如圖3所示，改造后可以實(shí)現(xiàn)在UPS故障無(wú)輸出情況下的無(wú)縫切換，保證設(shè)備不斷電。

2 非聯(lián)鎖站UPS手動(dòng)維修旁路的改造

改造前3號(hào)線非連鎖站UPS的供電方式如圖4所示。采用該方式對(duì)UPS供電時(shí)，相當(dāng)于給UPS提供了兩路輸入電壓，只有當(dāng)UPS的輸出在正常情況下才能實(shí)現(xiàn)UPS的手動(dòng)旁路的切換，一旦UPS輸出故障時(shí)，將影響整個(gè)負(fù)載的供電。為此將UPS手動(dòng)維修旁路進(jìn)行改造成圖5所示的方式。

從圖5中可以看出，當(dāng)UPS故障時(shí)，通過(guò)手動(dòng)維修旁路開(kāi)關(guān)QF11、 QF20可以將整個(gè)UPS進(jìn)行旁路，有效解決了UPS輸出故障的情況下，實(shí)現(xiàn)了UPS旁路供電的功能。

由于廣州地鐵3號(hào)線非聯(lián)鎖站無(wú)人值守，且部分非連鎖站離值班站點(diǎn)比較遠(yuǎn)，故障時(shí)，值班人員趕往現(xiàn)場(chǎng)耗時(shí)較長(zhǎng)，因此，當(dāng)UPS故障時(shí)，只靠手動(dòng)維修旁路實(shí)現(xiàn)解決效率較低，需要對(duì)UPS的維修旁路進(jìn)一步進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)在無(wú)人值守的情況下，UPS故障時(shí)能自動(dòng)切換至維修旁路。因此在上述改造的基礎(chǔ)上，通過(guò)加裝雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)UPS故障無(wú)輸出時(shí)，雙電源開(kāi)關(guān)自動(dòng)切換至旁路，對(duì)設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行供電。改造后的電路原理圖如圖6所示。

通過(guò)兩次UPS維修旁路改造，非連鎖站正真實(shí)現(xiàn)了UPS故障情況下，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為維修旁路進(jìn)行供電，該改造的實(shí)現(xiàn)，有效的將廣州地鐵3號(hào)線非聯(lián)鎖站UPS故障給運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的影響降低至最小，極大的提高了UPS的可靠度。

3 總結(jié)

通過(guò)對(duì)廣州地鐵3號(hào)線非聯(lián)鎖站信號(hào)電源屏供電方式和UPS供電方式所存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并分別對(duì)非聯(lián)鎖站信號(hào)電源屏和UPS的供電方式提出技術(shù)改造與實(shí)施方案，利用交流接觸器的工作特性，增多一路電源屏的供電；以及加裝雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)的方式，增強(qiáng)了非聯(lián)鎖站的電源供電冗余功能，確保UPS故障時(shí)，電源屏能正常供電，有效提高了非聯(lián)鎖站信號(hào)系統(tǒng)的可靠性，有效減少故障的對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響。

參 考 文 獻(xiàn)

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