廣州地鐵3號線非聯鎖站信號電源屏供電改造方案

楊子河

摘 要：鑒于廣州地鐵3號線非聯鎖站信號電源屏只有一路市電供電，且當UPS故障時，曾存在UPS不能自動切換至靜態旁路，并造成整個負載掉電的情況，嚴重影響信號設備的正常運行。為防止類似情況發生，經研究分析，對非聯鎖站信號電源屏和UPS的供電方式進行技術改造，通過增多一路電源屏的供電裝置和加裝雙電源自動切換開關的方式，增強了非聯鎖站的電源供電冗余功能，確保UPS故障時，電源屏能正常供電，有效提高了非聯鎖站信號系統的可靠性。

關鍵詞：地鐵；信號電源屏；技術改造

中圖分類號： U231+.7 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）17-190-3

0 引言

廣州地鐵3號線各站按信號系統又可分為聯鎖站與非聯鎖站，其中聯鎖站屬電氣集中站，所轄線路長、控制的設備多，并且管轄部分非聯鎖站的設備；而非聯鎖站只管轄本站的屏蔽門、緊停、站臺區域的軌道等小部分設備，由于非聯鎖站未設置道岔，加上設備較少，其電源屏的配置也相對簡單，非聯鎖站電源屏的供電只有一路市電進行供電，所使用的UPS也是5KVA的小型UPS，經分析發現目前三號線及北延段非聯鎖站信號設備房供電的方式存在以下風險點：

①機電切換箱信號設備電源輸出只有一路市電輸出，當切換箱內的信號電源空開出現故障或者連接到電源屏的電纜出故障時，將會導致UPS電池放電，且UPS的放電時間只有20min，如不能及時正確處理將會導致全部信號設備掉電。

②信號UPS故障，無電源輸出時，全部信號設備掉電，影響重大。

為進一步提高非聯鎖站信號設備供電的穩定性、可靠性，降低上述風險點給設備正常運行所帶來的隱患，經研究分析，對非聯鎖站信號電源屏和UPS的供電方式進行技術改造，通過增強了非聯鎖站的電源供電冗余功能來確保全站信號設備的安全、穩定運行。

1 非聯鎖站電源屏供電方式的改造

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

為了實現此功能，在實際操作中，是機電切換箱內的原信號電源輸出空開的空余位置增加一個信號電源輸出空開，并在信號電源屏中的UPS輸出位置增加一個交流接觸器，從機電切換箱的匯流排接一路220V電到空開，從空開接電纜到交流接觸器，再接到UPS輸出端子，與原來的一路合并形成兩路輸入到電源屏，當電源屏或UPS供電異常時，則可以通過交流接觸器自動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，機電切換箱并聯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（NC），交流接觸器通過UPS輸出電源進行勵磁，當UPS正常輸出時，KM勵磁吸起，常閉觸點（NC）斷開；當UPS故障無輸出時，KM失磁落下，常閉觸點（NC）閉合，此時通過備用電源進行供電。經過改造，3號線非聯鎖站信號電源屏供電系統具有以下優點：

①有效地解決了切換箱信號電源只有1路輸出存在風險的問題，提高設備供電的可靠性。

②解決了UPS故障無輸出時人工短接費時、不安全等問題。

③能夠實現UPS故障無輸出時自動切換至備用電源供電，且交流接觸器的切換速度較快（實驗室測試施耐德LC1-D11 M7型交流接觸器的轉換時間為約15ms，在線切換STC未出現掉電的情況），可以實現無縫切換。

改造后實物接線圖如圖3所示，改造后可以實現在UPS故障無輸出情況下的無縫切換，保證設備不斷電。

2 非聯鎖站UPS手動維修旁路的改造

改造前3號線非連鎖站UPS的供電方式如圖4所示。采用該方式對UPS供電時，相當于給UPS提供了兩路輸入電壓，只有當UPS的輸出在正常情況下才能實現UPS的手動旁路的切換，一旦UPS輸出故障時，將影響整個負載的供電。為此將UPS手動維修旁路進行改造成圖5所示的方式。

從圖5中可以看出，當UPS故障時，通過手動維修旁路開關QF11、 QF20可以將整個UPS進行旁路，有效解決了UPS輸出故障的情況下，實現了UPS旁路供電的功能。

由于廣州地鐵3號線非聯鎖站無人值守，且部分非連鎖站離值班站點比較遠，故障時，值班人員趕往現場耗時較長，因此，當UPS故障時，只靠手動維修旁路實現解決效率較低，需要對UPS的維修旁路進一步進行改造，以實現在無人值守的情況下，UPS故障時能自動切換至維修旁路。因此在上述改造的基礎上，通過加裝雙電源自動切換開關，實現UPS故障無輸出時，雙電源開關自動切換至旁路，對設備繼續進行供電。改造后的電路原理圖如圖6所示。

通過兩次UPS維修旁路改造，非連鎖站正真實現了UPS故障情況下，自動轉換為維修旁路進行供電，該改造的實現，有效的將廣州地鐵3號線非聯鎖站UPS故障給運營帶來的影響降低至最小，極大的提高了UPS的可靠度。

3 總結

通過對廣州地鐵3號線非聯鎖站信號電源屏供電方式和UPS供電方式所存在的風險進行分析，并分別對非聯鎖站信號電源屏和UPS的供電方式提出技術改造與實施方案，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切換開關的方式，增強了非聯鎖站的電源供電冗余功能，確保UPS故障時，電源屏能正常供電，有效提高了非聯鎖站信號系統的可靠性，有效減少故障的對運營的影響。

參 考 文 獻

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