地鐵車站中EPS電源應(yīng)用的若干問題

賈維聰

（西安市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，陜西 西安 710000）

0 引 言

地鐵的EPS電源設(shè)備，通常情況下安裝在照明配電室內(nèi)，主要負(fù)責(zé)為設(shè)備區(qū)、站臺(tái)、站廳公共區(qū)、區(qū)間隧道的應(yīng)急照明以及安全疏散指示照明供電。隨著近年來我國(guó)各大城市地鐵線路的相繼開通，使得更多的人們將地鐵作為出行方式的首選。地鐵作為人員密集公共區(qū)域，一旦發(fā)生緊急情況或供電停止，便會(huì)對(duì)人員人身財(cái)產(chǎn)安全造成威脅，甚至造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。在《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于車站的應(yīng)急照明一級(jí)負(fù)荷予以了明確要求，且應(yīng)該采取雙電源雙回線路供電的方式，并且還需在此基礎(chǔ)上增加應(yīng)急電源[1]。目前，我國(guó)地鐵在地下大面積空間中并不適用于分散式電源的應(yīng)急照明，原因在于該種方式會(huì)在一定程度上影響維護(hù)工作以及運(yùn)營(yíng)管理，同時(shí)也會(huì)增加維護(hù)成本。因此，通常采取的是EPS電源方案，但該種方式在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定問題，現(xiàn)就對(duì)問題進(jìn)行主要分析。

1 EPS電源系統(tǒng)及工作原理

1.1 電源系統(tǒng)

EPS主要指的是根據(jù)事故與應(yīng)急照明、消防設(shè)施等一級(jí)負(fù)荷供電設(shè)備的需要而構(gòu)成的電源設(shè)備，其在地鐵的應(yīng)用中主要是作為疏散指示以及事故照明的供電設(shè)備。根據(jù)車站建筑所劃分的防火區(qū)域中，分別于站臺(tái)以及站廳照明配電室分別設(shè)置EPS電源裝置，供電方式則是由EPS電源從車站變電所兩段低壓母線引來的兩路電源。車站的應(yīng)急照明在正常情況下是由EPS交流旁路予以供電，在發(fā)生事故時(shí)，則是經(jīng)逆變器的EPS后備蓄電池予以供電，因而對(duì)于該蓄電池的容量而言，其需要滿足事故發(fā)生過程中應(yīng)急照明供電1.5 h[2]。

EPS主要組成部分為充電機(jī)、蓄電池組、逆變器（帶輸出隔離變壓器）、互投裝置以及系統(tǒng)控制器等。在這些組成部分中逆變器作為核心，其主要作用是指當(dāng)面對(duì)市電異常狀況時(shí)，需將蓄電池組中所存儲(chǔ)的直流電能直接轉(zhuǎn)換成為交流電輸出，從而供給負(fù)載設(shè)備一個(gè)穩(wěn)定且持續(xù)電力。互投裝置主要功能在于確保負(fù)載能夠順利地在市電與逆變器輸出之間進(jìn)行切換；充電機(jī)主要功能便在于市電輸入正常時(shí)，適時(shí)地為蓄電池組充電。系統(tǒng)控制器主要功能在于實(shí)時(shí)控制整個(gè)系統(tǒng)，還可根據(jù)故障報(bào)警信號(hào)發(fā)出以及接收消防遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)，并且能夠由上位機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)通信接口來實(shí)現(xiàn)EPS系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

1.2 工作原理

正常情況下，應(yīng)急照明EPS電源裝置由變電所的兩段交流低壓0.4 kV母線各供一路三相電源，當(dāng)主用電源故障時(shí)，由進(jìn)線電源自動(dòng)投切裝置進(jìn)行控制，備用電源自動(dòng)投入，保證一路電源的正常工作，蓄電池處于浮充狀態(tài)；當(dāng)雙路進(jìn)線電源故障時(shí)，自動(dòng)切換裝置動(dòng)作，應(yīng)急照明電源裝置的電池組通過逆變器向應(yīng)急照明與疏散標(biāo)志照明設(shè)備供電。交流進(jìn)線電源從故障狀態(tài)恢復(fù)正常時(shí)，逆變器自動(dòng)退出運(yùn)行，應(yīng)急照明負(fù)荷和疏散標(biāo)志照明由交流低壓0.4 kV母線供電，同時(shí)充電器向電池組充電，電池組充電完成后，充電器應(yīng)自動(dòng)調(diào)整電壓向蓄電池浮充電[3]。

2 EPS電源在地鐵車站應(yīng)用中的問題

2.1 EPS電源選型

首先是EPS電源的容量問題，在針對(duì)不同地鐵車站選擇EPS電源時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)地鐵車站實(shí)際負(fù)荷需求量予以充分考量，并針對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計(jì)核算，從而保證EPS電源合理選擇，防止日后緊急情況時(shí)出現(xiàn)因EPS電源容量不足而進(jìn)行擴(kuò)容的情況。其次是電池品牌型號(hào)，目前EPS電源使用電池容量與型號(hào)較多，供貨廠家也較多，選用放電性能好，放電曲線好，經(jīng)久耐用的可靠的電池是重中之重。所以應(yīng)該選用國(guó)際或國(guó)內(nèi)知名大品牌、設(shè)計(jì)使用壽命10年以上、電池低故障率，長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)的電池來保證EPS電源運(yùn)行可靠。再次是負(fù)載能力及設(shè)備結(jié)構(gòu)布局，良好的設(shè)備過載能力、逆變效率也是對(duì)設(shè)備的一個(gè)重要考驗(yàn)，合理的元器件布局和間隙有助于后期的維護(hù)[4]。最后是EPS設(shè)備切換時(shí)間選擇，極短的切換時(shí)間以便于其能夠更好地適合地鐵車站反應(yīng)需求，一般EPS設(shè)備的市電供電轉(zhuǎn)應(yīng)急供電切換時(shí)間小于等于3 ms，針對(duì)不同地鐵車站照明燈管類型，其也具有不同的電源負(fù)載切換時(shí)間要求。

2.2 電源安裝

EPS電源設(shè)備安裝在車站內(nèi)，而地鐵車站位于地下，專業(yè)接口多、安裝參與人員多，環(huán)境封閉，空間有限、地下位置復(fù)雜，照明等條件局限，因此對(duì)施工組織和設(shè)備的安裝技術(shù)提出了較高要求。相關(guān)人員在距離地面幾十米處的地下開展應(yīng)急電源安裝工作，為確保施工質(zhì)量要求安裝人員具有專業(yè)的安裝技術(shù)，同時(shí)還能夠有效地克服在地下深諳環(huán)境下作業(yè)的困難。確保設(shè)備按照設(shè)計(jì)、規(guī)范要求安裝是重點(diǎn)把控的方向，同時(shí)在安裝的過程中，成品保護(hù)、防塵、防潮也是重點(diǎn)。從設(shè)備到場(chǎng)驗(yàn)收、安裝、調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)均要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，確保設(shè)備達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，從而保證地鐵車站正常的供電照明。

2.3 后期維護(hù)

由于地鐵具有較為特殊的地理位置，若其發(fā)生緊急供電事故，且同時(shí)EPS電源出現(xiàn)質(zhì)量問題，則通常無法安排相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行及時(shí)維修工作，從而在很大程度上影響地鐵車站的正常運(yùn)營(yíng)。因此，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)電源后期維護(hù)工作。若為EPS內(nèi)部故障，則可借助萬用表進(jìn)行檢測(cè)。一旦是蓄電池與斷路器出現(xiàn)問題，則EPS會(huì)對(duì)故障部位進(jìn)行直接報(bào)警顯示[5]。然后再通過檢查逆變模塊脈沖信號(hào)接入端的兩端是否被擊穿來確定其是否遭到了損壞，若一切正常則需對(duì)控制板輸入電源電壓正常與否進(jìn)行檢查。若為外部故障，市電電壓偏低或不穩(wěn)時(shí)需在EPS電源前加增穩(wěn)壓電源；卸下負(fù)載超載部分或?qū)PS功率進(jìn)行擴(kuò)容；重新糾正市電相位錯(cuò)相或缺相狀況；排查輸出線路的短路點(diǎn)。

3 結(jié) 論

現(xiàn)階段，地鐵在我國(guó)的城市交通樞紐中占有重要位置。EPS電源作為地鐵車站緊急照明系統(tǒng)的重要裝置，能夠?yàn)榈罔F緊急情況提供正常供電照明。這就要求在今后工作中需對(duì)EPS電源型號(hào)進(jìn)行科學(xué)合理的選購，對(duì)EPS電源進(jìn)行正確的安裝，并對(duì)EPS電源進(jìn)行及時(shí)的后期維護(hù)。