標(biāo)準(zhǔn)化EPS應(yīng)急電源在地鐵車站中的應(yīng)用研究

肖振鵬

摘 要：目前在設(shè)計(jì)過程中存在產(chǎn)品規(guī)格多樣，招標(biāo)晚于土建配合，不能合理利用空間，運(yùn)營備品多樣通用性差等問題，文章對現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對EPS應(yīng)急電源標(biāo)準(zhǔn)化在地鐵車站中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行深入分析探討，提出了標(biāo)準(zhǔn)化EPS在地鐵中的應(yīng)用，并分析其優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：EPS（應(yīng)急電源裝置）；標(biāo)準(zhǔn)化；軌道交通

中圖分類號：U231 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）18-0168-02

Abstract： At present， there are many problems in the design process， such as product specifications are various， bidding is later than civil construction cooperation， space can not be used reasonably， and the variety and versatility of operational spare goods is poor. This paper analyzes the present situation. The practical application of EPS （emergency power supply device） emergency power standardization in subway station is deeply analyzed and discussed. The application of standardized EPS in subway station is put forward and its advantages are analyzed.

Keywords： EPS （emergency power supply device）； standardization； rail transit

引言

地鐵車站作為重要公共建筑，是人員集散中心，若出現(xiàn)停電故障，作為地下建筑，應(yīng)急照明則顯得尤為重要。目前地鐵主要采用的是雙電源供電+EPS應(yīng)急電源裝置供電的集中應(yīng)急照明系統(tǒng)，其核心就是EPS應(yīng)急電源裝置，在車站兩路進(jìn)線電源均失電的情況下，主要負(fù)責(zé)公共區(qū)、設(shè)備區(qū)及區(qū)間的應(yīng)急照明及疏散指示標(biāo)志、一類導(dǎo)向標(biāo)志的配電。將集中供電的應(yīng)急照明電源取代分散的應(yīng)急電源是發(fā)展的必然趨勢[1]。

圖1 應(yīng)急電源裝置配電圖

目前地鐵應(yīng)急電源EPS在全國普遍應(yīng)用的情況下，有著不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，本文在分析了不同設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)EPS在長沙地鐵中的應(yīng)用，對應(yīng)急電源EPS在地鐵工程中的設(shè)計(jì)，提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

1 應(yīng)急電源EPS組成及工作原理

EPP應(yīng)急電源主要由輸入及饋出回路、主機(jī)、蓄電池組、監(jiān)控顯示組成。輸入為雙電源切換轉(zhuǎn)置，饋出回路包含了設(shè)備區(qū)強(qiáng)啟回路以及公共區(qū)配電、疏散指示配電回路。主機(jī)是EPS應(yīng)急電源工作的核心部分，包含整流充電器和逆變器。蓄電池組一般由免維護(hù)鉛酸蓄電池組成。監(jiān)控顯示主要針對蓄電池組健康狀態(tài)、饋出分路輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測，通過鍵盤及顯示屏進(jìn)行顯示和操作查詢。

圖2 應(yīng)急電源裝置系統(tǒng)原理圖

EPS應(yīng)急電源通過靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)切換市電與蓄電池組供電。當(dāng)兩路市電正常供電或者一路市電故障失電的情況下，由雙電源切換裝置切換，選擇市電接入到EPS應(yīng)急電源整流充電器，對蓄電池組進(jìn)行浮充充電，同時(shí)輸出到饋出回路，此時(shí)蓄電池組處于浮充狀態(tài)，逆變器與輸出回路斷開，由市電為應(yīng)急電源饋出回路供電。當(dāng)兩路市電均失電，則通過切斷斷路器，切斷饋出與市電的連接，此時(shí)EPS應(yīng)急電源切換到蓄電池組供電狀態(tài)，蓄電池組經(jīng)過逆變器，由直流轉(zhuǎn)換成380V三相交流電，為應(yīng)急回路供電，同時(shí)設(shè)備區(qū)應(yīng)急燈具回路全部強(qiáng)啟，保證燈具處于點(diǎn)亮狀態(tài)。

2 應(yīng)急電源EPS的設(shè)計(jì)方案

目前地鐵車站低壓配電設(shè)計(jì)中，EPS應(yīng)急電源設(shè)置根據(jù)設(shè)計(jì)方案的不同，可以分為兩種。方案一，在地鐵車站的站廳及站臺(tái)層兩端照明配電室各設(shè)置一臺(tái)EPS，總共四臺(tái)，就近為相關(guān)區(qū)域提供應(yīng)急供電電源；方案二，在地鐵車站的兩端根據(jù)土建條件，分別設(shè)置一間應(yīng)急照明電源室，用于放置供應(yīng)地鐵車站一端應(yīng)急功率的EPS應(yīng)急電源裝置。

EPS應(yīng)急電源裝置根據(jù)廠家產(chǎn)品規(guī)格、地鐵車站應(yīng)急照明所需容量的不同，以及內(nèi)部蓄電池、控制部分、饋出回路、進(jìn)線回路等的設(shè)置方式不同，對土建的要求也不盡相同。比如EPS應(yīng)急電源的檢修形式分為柜前檢修和柜后檢修，柜前檢修的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省土建空間，但是由于饋線面板也在前方，故檢修操作時(shí)需要先拆下前面板，操作較為繁瑣；而柜后檢修方式，檢修操作界面與饋出回路面板分離，檢修方便。但是也對土建空間提出了較高的要求，在柜后至少需要預(yù)留800mm檢修空間。

EPS設(shè)置方案中，方案一中的EPS設(shè)置方式，已經(jīng)將單端應(yīng)急電源容量分散，根據(jù)實(shí)際容量的大小設(shè)置相應(yīng)的柜子數(shù)量，部分廠家在EPS容量≤11kW的情況下，器產(chǎn)品可將蓄電池模組、整流逆變、檢測、饋出等整合至一個(gè)柜子，并采用柜前檢修方式，最大限度的減少土建空間需求。而對于標(biāo)準(zhǔn)車站，應(yīng)急照明負(fù)荷一般為30～40kW[2]，因此四個(gè)柜子即可滿足要求。

方案二中的設(shè)置方式需要在車站兩端的應(yīng)急照明電源室中，需要根據(jù)車站兩端應(yīng)急照明容量估算EPS應(yīng)急電源的容量，按實(shí)際功率的1.3倍預(yù)留余量。根據(jù)土建條件確定應(yīng)急照明電源室布置于站臺(tái)或者站廳，靠近負(fù)荷中心。

在每個(gè)應(yīng)急照明電源室中需設(shè)置三面柜子，分別為電池柜、控制柜、饋線柜，并保證柜后至少800mm檢修空間。通常為全線僅設(shè)置三個(gè)容量的EPS應(yīng)急電源容量規(guī)格，分別是25kW、30kW、35kW，各個(gè)地鐵車站設(shè)計(jì)根據(jù)站點(diǎn)應(yīng)急照明功率選擇適合的EPS應(yīng)急電源容量。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于，為每個(gè)車站的土建配合提供了標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榻y(tǒng)一采用三個(gè)柜子的方案，所以在寸土寸金的地鐵車站中，可以盡可能的合理的進(jìn)行土建空間預(yù)留，避免后期不必要的浪費(fèi)。此外由于統(tǒng)一了規(guī)格容量，對于EPS應(yīng)急電源的主機(jī)部分的整流裝置、逆變器裝置、靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)、電源雙切裝置等組件，可以實(shí)現(xiàn)全線備品備件通用性，減少備品規(guī)格數(shù)量，也便于檢修維修操作。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)

從上述對比中可以看出，兩種方案有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。本文在方案一的基礎(chǔ)上，結(jié)合方案二中的設(shè)計(jì)優(yōu)勢，用以彌補(bǔ)方案一的不足之處。通過優(yōu)勢互補(bǔ)的方式，對方案一的設(shè)計(jì)過程及設(shè)計(jì)方式進(jìn)行優(yōu)化。

首先目前LED燈具有作為代替熒光燈的發(fā)展趨勢，EPS應(yīng)急電源的容量也可相應(yīng)的得到了優(yōu)化。并且方案一已將車站的所有應(yīng)急照明負(fù)荷分散布置，故進(jìn)一步降低了單個(gè)EPS應(yīng)急電源的容量，便于廠家將EPS應(yīng)急電源的機(jī)柜數(shù)量及尺寸控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，為土建預(yù)留空間的一致性提供了可能。

首先在兩端站廳及站廳的照明配電室各設(shè)置一套EPS應(yīng)急電源裝置，采用柜前檢修方式，柜后適當(dāng)預(yù)留100mm散熱空間。如有設(shè)備層，則從就近的EPS應(yīng)急電源裝置進(jìn)行配電。

在此基礎(chǔ)上，全線在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，先對全線的地鐵車站規(guī)模進(jìn)行全面的評估，擬定出三種規(guī)格型號的EPS應(yīng)急電源裝置，確定容量規(guī)格、機(jī)柜數(shù)量、機(jī)柜的包容性尺寸，供全線各車站工點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行選用統(tǒng)一。

通過以上的優(yōu)化，最終得到的EPS設(shè)計(jì)方案使得EPS的設(shè)計(jì)對于設(shè)計(jì)、廠家、運(yùn)營都提供了便利：（1）設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段就可準(zhǔn)確的配合建筑專業(yè)進(jìn)行土建空間預(yù)留，不造成土建面積浪費(fèi)，設(shè)計(jì)過程中采用統(tǒng)一模板，有助于保證設(shè)計(jì)質(zhì)量和進(jìn)行施工配合；（2）另外精簡了EPS應(yīng)急電源規(guī)格后，使得全線的EPS應(yīng)急電源的備品備件保持了一致的通用性，便于運(yùn)營的維修和檢修；（3）對于廠家，其生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，而標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)減少了產(chǎn)品配電種類，易于把控產(chǎn)品配件的品質(zhì)，從而提高了良品率，最終保證交付產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，也便于現(xiàn)場指導(dǎo)安裝調(diào)試。

4 結(jié)束語

EPS應(yīng)急電源是地鐵安全配電的重要組成部分，本文通過對EPS應(yīng)急電源的組成、工作原理進(jìn)行分析，并深入對比了目前在地鐵中應(yīng)用的主要設(shè)計(jì)方案，針對目前設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)營過程中存在的問題進(jìn)行探討，提出了優(yōu)化方案，有利于在地鐵車站EPS設(shè)計(jì)過程中提高設(shè)計(jì)效率和空間利用率，并優(yōu)化了運(yùn)營過程中備品備件、調(diào)試。

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