电系统

　　为了确保旅客上、下车的安全,在近年来的地铁及轨道交通的建设中,几乎都会配置必不可少的安全屏蔽门设备。一台典型的屏蔽门用UPS供电系统如图9所示。其电池组的典型后备供电时间为1h左右。两路市电电源经ATS开关被馈送到UPS的输入端,从UPS输出的高品质逆变器电源负责承担着向如下两种直流开关电源的供电任务:

　　(1)110V的直流开关电源:该直流电源负责向地铁/轨道交通用的安全屏蔽门的直流驱动电机提供电源;

　　(2)24V的直流开关电源:该直流电源负责向地铁/轨道交通用的安全屏蔽门所需的各种控制信号线路提供电源。

　　用于地铁屏蔽门(包括安全门的控制和驱动装置以及和列车间隙的防夹检测装置等)的供电系统应具备的基本运行特性:

　　(1)安全屏蔽门的典型运行特性:每2min左右、需执行1次“开门、闭门”的循环操作,设计的每天运行时间为18～20h,每周需连续运行7天。

　　通常都会在每个车站上、设置有两侧站台。在每侧站台上、配置24扇安全屏蔽门。用于驱动每扇安全门的110V直流电机所需的典型驱动特性为:用于驱动开门/关门操作的电机的冲击性最大瞬间启动电流为2.5A左右、持续时间0.5s左右; 在开门/关门过程中的驱动电机所需的平均电流为1.5A左右、持续时间为3s左右; 开、关门结束后驱动电机的静载电流为0.5A左右,静载时间的长短取决于旅客的流量及车速等不同的现场条件。当选择UPS的输出功率时,请注意以下因素:

　　①为每个车站选配一台中等功率的UPS,其输出功率应满足:能同时驱动位于车站两侧的全部屏蔽门所用的直流电机的最大功耗+屏蔽门控制系统的功耗+20%左右的裕量。

　　②鉴于目前用的110V直流开关电源中,多数均未配置输入功率因数校正(PFC)功能,其输入电流的峰值比(电流峰值与有效值之比)较高、典型值约为2.6:1的现实。建议优选带输出隔离变压器的UPS。其原因是,在后接负载电流的有效值相同的条件下,可利用位于输出隔离变压器中的Δ/Y绕组或Δ/Z-Z绕组中的原边Δ绕组将UPS逆变器中的IGBT管所承担的输出电流的峰值比降到1.6:1左右,以便能尽可能地为UPS安全运行创造更为有利的工作条件。

　　(2)屏蔽门供电系统的保护装置:负责提供驱动滑动门的直流电机所需的直流电源和控制系统所需的直流电源,并在这两种直流电源的直流母线的正极连接相应的断路器开关/快速熔断器。此外,还应配置“正极、负极对地”的绝缘检测仪作为其接地报警装置。

　　(3)直流驱动电源应满足的技术要求:稳态的稳压精度<±1%,瞬态稳压精度<±4%,纹波系数<1%,对地的绝缘电阻>5MΩ。

　　(4)配置优良的接地系统:首先将安全门设备的外壳、各种线槽同接地箱(排)相连。然后,再敷设两条长度略有不同的接地电缆与弱电系统的总接地母排相连接。

　　(5)所设计的直流供电系统应具有高可冗余性。

　　例如，当一节车厢中的一个屏蔽门的控制电路因故发生故障时,其余的几个屏蔽门应能正常工作。

　　2.4 地铁及轨道交通用UPS供电

　　系统的集中监控系统

　　对于地铁及轨道交通用UPS供电系统的集中监控系统而言,不仅期望它将各台UPS的实时运行参数、故障报警信号、历史纪录数据等信息及时、准确地上传至每条地铁线及轨道线中的车站本身的综合监控室和整条地铁及轨道交通线的总的综合监控室。而且,还需将与每台UPS配套的ATS开关、输入配电柜内的每个断路器开关以及能执行“定时卸载”操作的智能馈电柜中的每个断路器开关的工作状态及运行参数也要上传至总的综合监控室,以便对整条地铁线及轨道线的运营状态进行统一调控,其典型的集中监控系统如图10所示。在这里,来自UPS、输入配电柜和输出配电柜的所有监控信息都可利用TCP/IP通信协议被首先传送到交换机上。然而，在交换机与地铁线及轨道线中的车站本身的综合监控室和总的综合监控室之间的信息交换则是利用Modbus RTU通信协议来完成的。

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