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    地鐵弱電系統共用電源方案探析

    2016-02-01 09:06:59中國弱電招標網

      目前,地鐵弱電系統(如通信、信號、綜合監控、自動售檢票等)大多采用交流供電方式,由動力照明專業提供2路獨立的外部電源,各專業均根據地鐵設計規范要求分別配置電源設備。各系統在電源設計時,均考慮各自系統設備最大耗電量、負載和充電電流,不僅造成后備電池容量偏高,而且上報動力照明專業的供電容量也偏大,多個系統相加后會導致動力照明專業在計算總供電容量時配置過多的冗余量,造成供電設備的浪費。

      1電源共用優勢雖然弱電系統需要的電源類型及后備時間各不相同,但對電源品質的要求卻基本一致。因此,從技術上完全可以建立一個數學模型,在各系統最低功率總和與最大功率總和之間,計算出最佳安全配置容量,統一考慮電源冗余量,達到減少電源及蓄電池總容量的目的。

      電源分散配置與集中配置情況比較見表1對電源統一配置,可以規范設備型號,減少設備數量,實現資源共享,節省設備投資;電源集中維表1電源分散配置與集中配置情況比較表分散配置方式集中配置方式網絡構成復雜簡單資源共享差好可靠性好維護性復雜簡單投資相對較高相對較低設備用房大小中鐵第一勘察設計院助理工程師,710043西安護,可以減少維護人員,降低運營成本;電源統一安放,可以減少安裝空間,節省土建投資,降低工程造價。

      2共用電源系統的功能定位1.對下列弱電系統提供不間斷電源:通信系統、信號系統、綜合監控系統、自動售檢票系統、門禁系統等。

      2本地告警功能:電源設備發生故障時,本地電源室內應有可聞、可視告警信號燈亮、鈴響),告警信號也應能引至有關值班室,可聞告警信號可人工切斷。

      3.集中監控、遠程維護、環境動力監測功能:在控制中心集中監控全線各站電源設備,包括交/直流電源輸入、輸出,整流、逆變器件,蓄電池電壓、機房環境(溫、濕度)等。故障發生時,控制中心應有可聞、可視告警信號燈亮、鈴響)。

      4蓄電池組的容量應統籌考慮冗余,保證當市電故障時,電源系統能夠在各弱電系統要求的備用電源時間內連續供電。

      5.電源系統可根據蓄電池的容量,實現對不同負載的分級切斷。

      6電源輸出應具有短路保護功能,能連續供應交直流電源。

      3電源系統供電方式選擇弱電系統設備負荷分為交流負荷和直流負荷2類,供電方式分為以下2種。

      3.1交流供電方式交流供電方式由不間斷電源設備(UPS)向負通信系統(1通i綜合監控系統AFC系統系統配電盤系統配電盤系統配電盤系統配電盤載供電。引入交流配電箱的2路獨立的交流電源,一路為主用,另一路為備用,當主用回路發生故障時自動倒換至備用回路。交流電源由交流配電箱的2路電源切換盤引入后接進不間斷電源設備(UPS,不間斷電源設備(UPS交流輸出至配電盤。當停電時,不間斷電源設備則通過配備的一組蓄電池經逆變器向負載連續交流供電。

      該方案是由不間斷電源設備(UPS直接向弱電系統各設備提供220V交流電源,部分系統所需的直流電源由各系統單獨配備整流裝置產生。其特點:設備簡單、便于維護;直流負載所需的整流裝置分散設置,可靠性降低,需由直流設備供貨商解決整流裝置的備用、切換問題,以保證其可靠性。

      3.2直流供電方式直流供電方式采用直流高頻開關電源與蓄電池并聯浮充的方式供電。直流高頻開關電源的交流電源由交流配電箱引入,輸出可靠的直流電源至相關的設備。正常供電時,整流器給設備供電,并且給蓄電池充電;當停電時,直流高頻開關電源則通過配備的蓄電池組向負載連續直流供電。

      該方案由高頻開關電源向各直流負載設備輸出直流電源,另設逆變器解決各弱電系統所需的220V交流電源。其特點:設備簡單、便于維護;整流裝置集中,可N+1備用,可靠性高;但大容量逆變器國產化率低,價格較高,尤其在交流用電量較大時,逆變器數量增加,系統造價高,可靠性降低。

      綜合考慮電源系統安全性、可靠性、系統構成的復雜程度、維護工作量及投資等因素,推薦采用交流不間斷電源(UPS方式對弱電系統設備進行供電。對于部分系統設備所需的直流電源,采用各系統設備廠家自帶整流模塊的方式供電。

      4共用電源系統的構成弱電共用電源系統可由綜合監控系統或通信系統統一考慮。通過在控制指揮中心、各車站和車輛段設置電源設備,并在控制指揮中心設置電源集中監控管理系統,實現全線電源的集中監控、動態管理。控制中心、車站以及車輛段的電源容量應能夠滿足各系統不同供電時長的需求。

      弱電系統共用電源方案構成如所示。2路外部輸入電源經不間斷電源(UPS)提供給智能綜合交直流配電盤。智能綜合交直流配電盤在各弱電系統要求的備用電源時間內向各系統連續供電,并根據蓄電池的容量,實現對不同負載的分級切斷。智能綜合交直流配電盤和UPS分別采用RS232串行接口,通過屏蔽電纜與數據采集設備連接。數據采集設備實時采集或接收UPS和智能綜合交直流配電盤的狀態信息,并通過通信或綜合監控系統的傳輸網絡集中組網,對全線電源設備進行動態監控。網管設備設于地鐵控制中心,可納入到通信系統的集中網管或集成到綜合監控系統中。

      實施過程中需說明的問題1.地鐵弱電系統共用電源采用一級負荷供電,般情況下蓄電池僅在2路主電源切換過程中的瞬間斷電時才放電,因此,各系統在電源容量計算時,對蓄電池的后備時間不應不切實際地要求過高,以免造成蓄電池成本不必要的增加。

      2弱電系統共用電源系統,在實施中宜單獨設置一個電源設備用房或設置弱電綜合設備房,并相應設置一個電源系統維護機構。

      3信號系統涉及地鐵安全行車對電源系統的可靠性以及電源切換時間要求較高,實際工程中應與信號專業設計及集成商充分溝通。

      4AFC系統中的售票機和閘機耗電量較大,工程實施中售票機和閘機可不使用共用電源供電,由車站電源直接供電。

      5如車輛段中各弱電設備房間距離較遠,各系統可單設不間斷電源設備及現場數據采集設備,將監控信息接入到電源集中監控管理系統中。

      (責任編輯:諸紅)

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