標準化EPS應急電源在地鐵車站中的應用研究

肖振鵬

摘 要：目前在設計過程中存在產品規格多樣，招標晚于土建配合，不能合理利用空間，運營備品多樣通用性差等問題，文章對現狀進行分析，對EPS應急電源標準化在地鐵車站中的實踐應用進行深入分析探討，提出了標準化EPS在地鐵中的應用，并分析其優勢。

關鍵詞：EPS（應急電源裝置）；標準化；軌道交通

中圖分類號：U231 文獻標志碼：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，若出現停電故障，作為地下建筑，應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應急電源裝置供電的集中應急照明系統，其核心就是EPS應急電源裝置，在車站兩路進線電源均失電的情況下，主要負責公共區、設備區及區間的應急照明及疏散指示標志、一類導向標志的配電。將集中供電的應急照明電源取代分散的應急電源是發展的必然趨勢[1]。

圖1 應急電源裝置配電圖

目前地鐵應急電源EPS在全國普遍應用的情況下，有著不同的設計準則，本文在分析了不同設計方案的優缺點，結合標準EPS在長沙地鐵中的應用，對應急電源EPS在地鐵工程中的設計，提出了優化設計方案。

1 應急電源EPS組成及工作原理

EPP應急電源主要由輸入及饋出回路、主機、蓄電池組、監控顯示組成。輸入為雙電源切換轉置，饋出回路包含了設備區強啟回路以及公共區配電、疏散指示配電回路。主機是EPS應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鉛酸蓄電池組成。監控顯示主要針對蓄電池組健康狀態、饋出分路輸出狀態進行檢測，通過鍵盤及顯示屏進行顯示和操作查詢。

圖2 應急電源裝置系統原理圖

EPS應急電源通過靜態轉換開關切換市電與蓄電池組供電。當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應急電源整流充電器，對蓄電池組進行浮充充電，同時輸出到饋出回路，此時蓄電池組處于浮充狀態，逆變器與輸出回路斷開，由市電為應急電源饋出回路供電。當兩路市電均失電，則通過切斷斷路器，切斷饋出與市電的連接，此時EPS應急電源切換到蓄電池組供電狀態，蓄電池組經過逆變器，由直流轉換成380V三相交流電，為應急回路供電，同時設備區應急燈具回路全部強啟，保證燈具處于點亮狀態。

2 應急電源EPS的設計方案

目前地鐵車站低壓配電設計中，EPS應急電源設置根據設計方案的不同，可以分為兩種。方案一，在地鐵車站的站廳及站臺層兩端照明配電室各設置一臺EPS，總共四臺，就近為相關區域提供應急供電電源；方案二，在地鐵車站的兩端根據土建條件，分別設置一間應急照明電源室，用于放置供應地鐵車站一端應急功率的EPS應急電源裝置。

EPS應急電源裝置根據廠家產品規格、地鐵車站應急照明所需容量的不同，以及內部蓄電池、控制部分、饋出回路、進線回路等的設置方式不同，對土建的要求也不盡相同。比如EPS應急電源的檢修形式分為柜前檢修和柜后檢修，柜前檢修的優點是節省土建空間，但是由于饋線面板也在前方，故檢修操作時需要先拆下前面板，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，在柜后至少需要預留800mm檢修空間。

EPS設置方案中，方案一中的EPS設置方式，已經將單端應急電源容量分散，根據實際容量的大小設置相應的柜子數量，部分廠家在EPS容量≤11kW的情況下，器產品可將蓄電池模組、整流逆變、檢測、饋出等整合至一個柜子，并采用柜前檢修方式，最大限度的減少土建空間需求。而對于標準車站，應急照明負荷一般為30～40kW[2]，因此四個柜子即可滿足要求。

方案二中的設置方式需要在車站兩端的應急照明電源室中，需要根據車站兩端應急照明容量估算EPS應急電源的容量，按實際功率的1.3倍預留余量。根據土建條件確定應急照明電源室布置于站臺或者站廳，靠近負荷中心。

在每個應急照明電源室中需設置三面柜子，分別為電池柜、控制柜、饋線柜，并保證柜后至少800mm檢修空間。通常為全線僅設置三個容量的EPS應急電源容量規格，分別是25kW、30kW、35kW，各個地鐵車站設計根據站點應急照明功率選擇適合的EPS應急電源容量。該方案的優點在于，為每個車站的土建配合提供了標準，因為統一采用三個柜子的方案，所以在寸土寸金的地鐵車站中，可以盡可能的合理的進行土建空間預留，避免后期不必要的浪費。此外由于統一了規格容量，對于EPS應急電源的主機部分的整流裝置、逆變器裝置、靜態轉換開關、電源雙切裝置等組件，可以實現全線備品備件通用性，減少備品規格數量，也便于檢修維修操作。

3 優化設計

從上述對比中可以看出，兩種方案有各自的優缺點。本文在方案一的基礎上，結合方案二中的設計優勢，用以彌補方案一的不足之處。通過優勢互補的方式，對方案一的設計過程及設計方式進行優化。

首先目前LED燈具有作為代替熒光燈的發展趨勢，EPS應急電源的容量也可相應的得到了優化。并且方案一已將車站的所有應急照明負荷分散布置，故進一步降低了單個EPS應急電源的容量，便于廠家將EPS應急電源的機柜數量及尺寸控制在適當的范圍內，為土建預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置一套EPS應急電源裝置，采用柜前檢修方式，柜后適當預留100mm散熱空間。如有設備層，則從就近的EPS應急電源裝置進行配電。

在此基礎上，全線在進行設計之前，先對全線的地鐵車站規模進行全面的評估，擬定出三種規格型號的EPS應急電源裝置，確定容量規格、機柜數量、機柜的包容性尺寸，供全線各車站工點設計時進行選用統一。

通過以上的優化，最終得到的EPS設計方案使得EPS的設計對于設計、廠家、運營都提供了便利：（1）設計人員在設計階段就可準確的配合建筑專業進行土建空間預留，不造成土建面積浪費，設計過程中采用統一模板，有助于保證設計質量和進行施工配合；（2）另外精簡了EPS應急電源規格后，使得全線的EPS應急電源的備品備件保持了一致的通用性，便于運營的維修和檢修；（3）對于廠家，其生產實現標準化，而標準化的生產減少了產品配電種類，易于把控產品配件的品質，從而提高了良品率，最終保證交付產品的質量和可靠性，也便于現場指導安裝調試。

4 結束語

EPS應急電源是地鐵安全配電的重要組成部分，本文通過對EPS應急電源的組成、工作原理進行分析，并深入對比了目前在地鐵中應用的主要設計方案，針對目前設計和實際運營過程中存在的問題進行探討，提出了優化方案，有利于在地鐵車站EPS設計過程中提高設計效率和空間利用率，并優化了運營過程中備品備件、調試。

參考文獻：

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