地鐵通信電源系統(tǒng)安全控制點分析及控制策略

李奉熊

摘要：近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市建設(shè)進程的加快，為有效緩解城市交通擁堵的詬病，許多二三線城市也相繼推進了地鐵的項目建設(shè)。本文首先分析了地鐵通信電源系統(tǒng)安全控制的重要性，接著對其組成進行相應(yīng)的闡述，并且還對控制點進行研究，最后分析控制策略，希望通過本文的研究，促進系統(tǒng)的有效運行。

關(guān)鍵詞：地鐵;通信電源系統(tǒng);安全控制

中圖分類號：F289文獻標識碼：A

1.地鐵通信電源系統(tǒng)安全控制的重要性

就目前地鐵通信電源系統(tǒng)供電現(xiàn)狀來看，部分地鐵項目存在著電源系統(tǒng)安全級別相對較低、安全防護措施不足、通信電源不夠獨立和電源儲能設(shè)備容量不足等問題。因地鐵通信電源系統(tǒng)能為地鐵安全運行提供根本性的保障，也是地鐵系統(tǒng)運行過程中進行在線監(jiān)測、診斷的數(shù)據(jù)主要來源。若地鐵通信電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導致電源供電中斷或者不能正常供電，將會對地鐵系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生一定的影響。輕則導致地鐵運行數(shù)據(jù)的丟失，通信受阻;重則將會導致地鐵控制中心失去控制，整個地鐵運行系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓狀態(tài)。因此，做好地鐵通信電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，從源頭上對可能發(fā)生的故障點進行事先預測，了解系統(tǒng)性能并預先做好必要的應(yīng)對措施，將可能出現(xiàn)的故障點消除在初始狀態(tài)，對整個地鐵通信電源系統(tǒng)的安全性進行有效的控制，完善地鐵通信電源系統(tǒng)安全管理職責，對保障地鐵穩(wěn)定運行具有重要的作用[1] 。

2.地鐵通信電源系統(tǒng)的組成

整個地鐵通信電源系統(tǒng)是由多個子系統(tǒng)共同組成的，這些子系統(tǒng)我們包括：UPS、電源監(jiān)控交流自切配電柜、高頻開關(guān)電源、電池組、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等子系統(tǒng)。在建設(shè)的過程中，必須采取合理的控制措施，以保證系統(tǒng)能夠順利安全的供電，并防止閃電，輸出短路保護及過壓保護。確保通信系統(tǒng)的正常運作可以從以下幾個子系統(tǒng)著手：（1）UPS。地鐵通信電源中經(jīng)常采用到UPS，很多的模塊都有涉及，包括靜態(tài)開關(guān)、逆變器、整流等等。UPS安全控制可以對整個系統(tǒng)起到保護的作用，最為明顯的是對電池壽命的保護。（2）直流高頻開關(guān)電源。這個系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)為監(jiān)控模塊、電流配電單位和蒸餾模塊等。它有一個獨立的電池組，以確保在交流故障下有一段時間的供電[2] 。

3.地鐵通信電源系統(tǒng)的安全控制點分析

3.1交流配電切換屏

該組件的安全控制點主要是交流配電屏的切換，當通信電源出現(xiàn)電壓過大、電壓不足或缺相，導致電壓異常或中斷時就會發(fā)出相應(yīng)的預警信號。若在切換的過程中出現(xiàn)失敗，就必須請專業(yè)維護人員現(xiàn)場人工切換，并及時找出問題的原因加以糾正。必要時，進行設(shè)備的技術(shù)升級改造，采用先進的智能交流控制器，并外加接觸器的方式進行控制切換，以保障配電屏的正常運轉(zhuǎn)。

3.2不間斷電源設(shè)備

UPS是地鐵通信電源系統(tǒng)供電的核心，通常采用的是靜止型在線式不間斷電源，它有整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)和手動/自動旁路開關(guān)等組件構(gòu)成。其安全控制點是對涌動的高電壓進行抑制、對電源低壓進行提升和對蓄電池進行維保。UPS出現(xiàn)故障在40%以上都是因蓄電池出現(xiàn)直接或間接的故障造成的，可見蓄電池的是否可靠與UPS的有效運行密切相關(guān)[3] 。因此，在對UPS的日常維保中要充分檢測充電和放電電流的監(jiān)測與控制功能，以及電池過電和放電的自我保護功能。若稍有不慎對UPS的輸出頻率選擇錯誤，也會對后續(xù)設(shè)備產(chǎn)生很大的危害。

3.3直流高頻開關(guān)電源組件

該組件也有自己的蓄電池組，其目的是當交流電出現(xiàn)系統(tǒng)故障時，蓄電池能提供一定時間的電量。從提高開關(guān)電源的可靠性角度考慮，整流模塊通常采用N+1的模式進行備份。其蓄電池組的維護也與UPS基本相同，主要安全控制點就是要保證蓄電池的壽命及容量。

3.4電源網(wǎng)管組件

上述的交流配電切換屏、UPS及高頻電源開關(guān)都配有自身的監(jiān)控系統(tǒng)。電源網(wǎng)管系統(tǒng)的主要安全控制點是對線路進行觀測，對可能出現(xiàn)的故障及時進行預測和預報，可有效的規(guī)避各項事故的發(fā)生。此時要嚴格控制網(wǎng)管的電腦設(shè)備，禁止在此電腦玩網(wǎng)游等網(wǎng)絡(luò)在線游戲，以防止病毒入侵，侵占系統(tǒng)資源引起系統(tǒng)故障[4] 。

3.5環(huán)境監(jiān)控

由于目前通信電源室內(nèi)均采用監(jiān)控系統(tǒng)，有些技術(shù)先進的城市為便于加強管理，將軌道監(jiān)控上的電源和環(huán)境監(jiān)控進行有機結(jié)合，設(shè)置了車站環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)。由總控制中心對各個車站和車場等實施統(tǒng)一集中的監(jiān)控。其主要安全控制點是對低壓的配電柜，機房的溫度、濕度、門禁和UPS的各項輸出參數(shù)等進行監(jiān)控。

4.地鐵通信電源系統(tǒng)的安全控制策略

4.1增加電源儲能裝置

由于電源儲能裝置供電安全可靠、功率密度相對較高，且無污染，是一種綠色、環(huán)保的不間斷電源裝置，目前作為系統(tǒng)的后備電源較常運用在地鐵通信電源系統(tǒng)中。按照目前地鐵運行規(guī)模和對通信電源的需求，適時并適當?shù)脑黾与娫磧δ苎b置的數(shù)量是保障地鐵通信電源的重要組織部分。其關(guān)鍵是電源系統(tǒng)需求增大時，能保證整個電源系統(tǒng)的有效擴充和運行;另一方面也能夠有效的保障通信電源系統(tǒng)高效、穩(wěn)定和安全的運行[5] 。

4.2實現(xiàn)UPS不間斷電源

因UPS是含有儲能裝置的一種電源保護設(shè)備，當其他供電設(shè)備不能有效運行時，此時UPS能持續(xù)的保證不間斷供電。隨著科技的進步，其UPS也逐步向智能化發(fā)展，其先進的控制技術(shù)和完善的保護裝置，較寬范圍的輸入電壓頻率，超長的電池使用壽命，自動啟動的應(yīng)急功能，自動監(jiān)控和遠程管理功能。當發(fā)生供電故障時，UPS儲能裝置能有效的提供時間給維保人員進行處理。同時其強大的抗電磁干擾能力，也極大的降低了UPS對電網(wǎng)的諧波干擾，為其提供全方位的保護。

4.3加強安全管控力度

要做好地鐵通信電源系統(tǒng)的安全控制工作，就要不斷的完善管控措施和制度機制，不斷提高通信電源設(shè)備的智能化水平。定期對地鐵通信設(shè)備系統(tǒng)的運行進行周密檢查，不斷提高地鐵通信電源系統(tǒng)工作人員的工作效能。同時，結(jié)合工作需要可不定期的對設(shè)備進行抽查，發(fā)現(xiàn)問題及時整改，以有效規(guī)避事故的發(fā)生。

5.結(jié)語

總之，地鐵通信電源系統(tǒng)的安全控制對整個地鐵的安全運行極其重要，管理者要從安全的角度，不斷向智能化和高科技化方向推進。隨著時代的進步，科技技術(shù)也在不斷的提高，系統(tǒng)也不斷的改革，相信在不久的將來智能化將成為主導，系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性也會逐漸提高。

參考文獻：

[1] 王永.關(guān)于地鐵通信系統(tǒng)集成及工程實施探討[J].設(shè)備管理與維修，2018（07）：103-104.

[2] 何銀潔.地鐵通信電源系統(tǒng)技術(shù)及安全控制方式分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2015（19）：136.

[3] 李順成.地鐵通信電源系統(tǒng)的安全控制[J].通信電源技術(shù)，2014，31（04）：165-167.

[4] 張亦然，汪曙明.地鐵通信電源電磁干擾分析及其抑制[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2009（05）：51-52+5.

[5] 徐海來.地鐵通信電源系統(tǒng)方案分析[J].中國西部科技，2009，8（07）：49-50.

（作者單位：成都地鐵運營有限公司）