地鐵信號電源系統(tǒng)切換方案分析與思考

陳生道

摘要：本文主要分析了地鐵信號電源系統(tǒng)作為整個信號系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，會直接關(guān)系到地鐵的運營安全以及行車效率，甚至還會影響到乘客的安全，重點介紹了地鐵信號電源系統(tǒng)在具體切換過程中的方案，它不僅可以作為為信號設(shè)備提供安全性和可靠性的電源工具，還可以為后續(xù)處理故障的工作提供參考。通過對該問題的研究和分析，可以進(jìn)一步清晰當(dāng)前電源系統(tǒng)在配置方面的原則，并且還可以為具體的計算方法提供依據(jù)，提高整體的運行效率。

關(guān)鍵詞：地鐵;信號電源系統(tǒng)切換方案;應(yīng)用分析和研究

1. 地鐵信號電源系統(tǒng)切換工作在檢修維護(hù)中的重要性分析

對于地鐵信號系統(tǒng)而言，主要是用來控制列車的運行安全，而信號系統(tǒng)相關(guān)的電源設(shè)備主要包括信號電源屏、UPS以及相應(yīng)的蓄電池組，并且還可以向信號系統(tǒng)室內(nèi)控制的設(shè)備或者是室外控制的設(shè)備進(jìn)行持續(xù)的、不同類型的高質(zhì)量電源。但是，電源設(shè)備在整個地鐵信號系統(tǒng)整體上所占成本并不高，比例較低，但是，相關(guān)工作人員不能因為這一點就降低對這一內(nèi)容的重視度。除此之外，還不能因為追求高配置而影響到支出，造成浪費。因此，就需要在謹(jǐn)慎研究的基礎(chǔ)上對配置進(jìn)行分析，減少對整個信號系統(tǒng)或者是整體運行效率的影響。例如，有很多地鐵信號系統(tǒng)都會采取國家一級負(fù)荷進(jìn)行供電，而蓄電池也只有在兩路的主電源在進(jìn)行切換的過程中才能實現(xiàn)瞬間斷電，并在這一過程中完成放電工作。也就是說，在具體運行中，需要對蓄電池的后備時間進(jìn)行相應(yīng)的延長，并且要求也不能過高，以此來減少蓄電池成本。在地鐵運行過程中，電源系統(tǒng)的某一電源或者是模塊發(fā)生故障時，或者是當(dāng)UPS設(shè)備出現(xiàn)故障時，都可能會造成系統(tǒng)自動進(jìn)行切換，或者是切換到正常設(shè)備上進(jìn)行工作，又或者是轉(zhuǎn)到旁路進(jìn)行工作。但是，在系統(tǒng)運行過程中還需要相關(guān)工作人員進(jìn)行信號維護(hù)，定期進(jìn)行檢查工作，還需要測試相關(guān)冗余設(shè)備的性能和質(zhì)量，確保后續(xù)系統(tǒng)的正常運行，提高列車運行的安全性。在具體測試過程中，還需要為了確保設(shè)備的正常運行而確保電源設(shè)備的不間斷供電，還需要人為將電源設(shè)備切換到維修路旁，以此來確保UPS可以在不帶電的運行情況中完成相應(yīng)的維修作業(yè)。在具體使用過程中，還需要采取相應(yīng)的措施來降低對UPS電池使用壽命的傷害。主要來說就是進(jìn)行定期的放電作業(yè)，在這一過程中還需要人為的進(jìn)行電池供電切換。那么，就需要掌握相應(yīng)的電源系統(tǒng)人工切換的具體措施，同時還要做好相應(yīng)的維護(hù)工作，在做好注意工作的前提下高質(zhì)量完成工作內(nèi)容。

2. 電源系統(tǒng)主要切換的操作步驟

在對電源系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時，還需要特別重視設(shè)備發(fā)生故障時的情況，主要體現(xiàn)在對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時需要人為介入，從而進(jìn)行相應(yīng)的手動切換操作。首先，需要將Ⅰ、Ⅱ路的三相輸入電源進(jìn)行切換，之后還需要將冗余的交流電源模塊進(jìn)行相應(yīng)的切換。再次，對于UPS維修路旁以及逆變器之間的切換來說還需要特別關(guān)注。在對UPS蓄電池進(jìn)行充放電的切換過程中，還需要特別重視，因為這一過程切換頻率較高，那么出現(xiàn)錯誤的幾率也較高。問題主要集中在UPS維修旁路以及逆變器之間的轉(zhuǎn)換工作，因此相關(guān)工作人員需要對這一操作步驟以及程序進(jìn)行相應(yīng)的關(guān)注，并且還需要特別重視操作步驟，減少出現(xiàn)失誤的幾率。

3. UPS工作模式以及切換方式

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及社會的進(jìn)步，地鐵已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂械闹匾绞街?，并且因其快捷、方便、?zhǔn)時等優(yōu)勢備受青睞。但是，列車運行的安全性和可靠性逐漸被人們所重視，這主要從地鐵信號系統(tǒng)的輔助角度出發(fā)，加上電源屏、UPS、蓄電池組等部分共同構(gòu)成信號系統(tǒng)電源設(shè)備，同時還會承擔(dān)起向信號系統(tǒng)室內(nèi)外進(jìn)行供應(yīng)電流的多項任務(wù)。作為信號系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，信號電源系統(tǒng)承擔(dān)著重要的責(zé)任，需要進(jìn)行相應(yīng)的配置。

3.1UPS工作模式

對于UPS來說，是整個信號電源系統(tǒng)中的一個重要組成部分，并且憑借著高可靠性就會在線雙變化，也就是（AC/DC/AC）之間進(jìn)行不間斷的交流，形成相應(yīng)的電源設(shè)備。這項設(shè)備主要有整流器、逆變器、輸入隔離變壓器以及輸出隔離變壓器、靜態(tài)開關(guān)、靜態(tài)旁路、維修旁路這六個功能組件來構(gòu)成。這些重要部件在連接過程中也要遵循一定的原則，從而達(dá)到最優(yōu)效果。常見的UPS工作模式主要包含以下幾種類型，首先，是正常運行模式。在這一過程中會通過整流器將相應(yīng)的交流輸入電源直接轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的直流電源，之后還會通過逆變器來進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為交流電源。在這一過程中，電壓器還會通過負(fù)載的需求來進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)整，之后形成不同的電壓。在整個過程中，都會通過隔離變壓器、整流器裝置以及其他有效的保護(hù)裝置來進(jìn)一步通過保護(hù)裝置將相應(yīng)的交流電進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為直流電。在整個系統(tǒng)運行過程中，還需要進(jìn)一步消除可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定因素、可能產(chǎn)生的干擾電流以及不穩(wěn)定頻率或者是波動電壓等多種因素可能會造成的影響。這樣也可以促進(jìn)逆變器進(jìn)一步持續(xù)性的輸出更加穩(wěn)定、持續(xù)、可靠的電源，來進(jìn)一步為負(fù)載設(shè)備提供支持。其次，就是備用模式。這種情況主要出現(xiàn)在整流器或者是逆變器不能工作的情況下而采取的方式。主要表現(xiàn)在整流逆變器出現(xiàn)短路的問題，或者是開啟失敗、溫度較高的情況下，不能匹配到或者負(fù)載過大這些情況下也都難以滿足實際的電源需求，在這些情況下，整流器和逆變器為了避免造成其他損壞，就會自動停止工作來降低損失。如果備用電源在正常工作時，靜態(tài)開關(guān)就可能會自動切換到備用的電源上來進(jìn)一步提供負(fù)載。再次，就是后背模式。如果輸入電源出現(xiàn)異?；蛘呤钦髌鞑荒苷９ぷ鲿r，也就是系統(tǒng)不能正常運行時，UPS蓄電池設(shè)備所能提供的直流電由于要和相應(yīng)的直流設(shè)備進(jìn)行直接的連接，那么直流系統(tǒng)就會馬上將蓄電池直流電源直接輸入到逆變器中，從而可以替換整流器所能提供的輸入電源。在系統(tǒng)的自由切換過程中，整個轉(zhuǎn)換過程也不會對負(fù)載供電產(chǎn)生不良影響，也不會對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。最后，就是維修模式。為了進(jìn)一步確保列車在運行過程中的安全性和可靠性，還需要安排相應(yīng)的設(shè)備維護(hù)人員定期組織對UPS設(shè)備的維護(hù)或者維修工作，設(shè)置這一模式的目的主要是為了方便后續(xù)的維護(hù)作業(yè)工作的進(jìn)行。當(dāng)設(shè)備在維護(hù)過程中還需要將UPS裝置進(jìn)一步切換到維修旁路的模式下進(jìn)行下面的工作，并且切換模式也主要以無縫切換為主。除此之外，對于UPS的輸出也不會對后續(xù)的負(fù)載設(shè)備產(chǎn)生不良的影響。對于各種模式的切換，在完成之后還需要進(jìn)一步切斷UPS交流輸入斷路器、直流輸入斷路器以及相應(yīng)的輸出斷路器，從而更加可靠的確保整個維修工作的安全。同時，通過這一行為還可以排除隱患，確保后續(xù)維修工作的安全性，在整個作業(yè)中都可以進(jìn)行不帶電工作。

3.2UPS維修路旁以及逆變器之間的切換操作程序

首先，是從正常的運行模式下進(jìn)一步切換為維修路旁模式。在日常工作中，需要經(jīng)常性的對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，從而確保UPS輸出正常，并且確保整個過程不中斷。但是，也需要按照一定的步驟進(jìn)行。第一，要讓逆變器停止工作，找到對應(yīng)設(shè)備操作中的雙箭頭鍵以及關(guān)機(jī)鍵，同時按下一秒之后，逆變器就會停止工作。之后負(fù)載供電的模式就會進(jìn)一步通過靜態(tài)的方式切換，通過靜態(tài)旁路來進(jìn)行輸出供電。第二，還要切斷直流輸入斷路器。第三，還要相應(yīng)的切斷交流輸入斷路器。第四，還需要進(jìn)一步閉合維修旁路斷路器。第五，還需要斷開靜態(tài)旁路的相應(yīng)輸入以及輸出斷路器，這時UPS輸入就會被相應(yīng)的切斷。第六，還需要負(fù)載由周邊的維修旁路進(jìn)行相應(yīng)的供電工作，當(dāng)UPS設(shè)備沒有顯示后，也就是五分鐘之后，直流總線電能還會進(jìn)一步釋放作業(yè)。再過五分鐘之后，就可以進(jìn)行下一步的維修作業(yè)工作。其次，就是從維修旁路模式進(jìn)一步切換到正常運行模式。在對UPS進(jìn)行檢修作業(yè)完成之后，還需要將UPS進(jìn)一步恢復(fù)到相應(yīng)的正常模式，也需要按照一定的方式進(jìn)行。第一，要將閉合旁路輸入電源靜態(tài)斷路器，并且還要相應(yīng)的輸出電源斷路器。第二，還要進(jìn)一步斷開維修旁路的斷路器。

第三，進(jìn)一步閉合交流輸入斷路器。第四，相應(yīng)的閉合直流輸入斷路器。最后一步，則需要啟動逆變器。這時UPS設(shè)備還需要找到雙箭頭鍵以及開機(jī)鍵，同時按一秒逆變器就可以正常運行，完成相應(yīng)的切換工作。

4. 結(jié)束語

綜上所述，在對地鐵列車的運行過程進(jìn)行分析時，最重要的是對信號系統(tǒng)多加重視，同時這也是影響列車行車安全的重要因素。在這一過程中，還需要重點關(guān)注電源配置是否符合規(guī)定。除此之外，還需要關(guān)注電源配置的優(yōu)劣關(guān)系，因為這會直接關(guān)系到整個地鐵的運行是否安全、合理。在采取模塊化信號電源屏、雙變換式UPS、通信專業(yè)傳輸過程中進(jìn)行相應(yīng)的插入方式組網(wǎng)檢測，并對電源系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的配置工作，從而達(dá)到最優(yōu)的配置效果。在整個流程中，還需要多加注意細(xì)節(jié)，對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理，從而最大限度的確保信號系統(tǒng)可以運行良好。

參考文獻(xiàn)

[1]高志. 地鐵信號電源系統(tǒng)切換方案研究[J]. 設(shè)備管理與維修，2020（24）：113-115.

[2]楊子河. 廣州地鐵3號線非聯(lián)鎖站信號電源屏供電改造方案[J]. 中小企業(yè)管理與科技，2016（17）：190-192.