西安地鐵1號線信號電源系統方案分析
2.3 安全防護
2.3.1 漏電檢測
漏電保護裝置檢測電路對各路電源輸出進行檢測。可以檢測交流電源相線到地和零線到地的漏電流,或檢測直流電源正極到地及負極到地的漏電流。當檢測到漏電流大于設定值時報警,保護電路動作。
2.3.2 電源隔離
電源屏對室外設備、繼電電路供電回路輸出端采取隔離措施。交流供電采用變壓器隔離方式,直流供電單元采用高頻隔離方式。
2.3.3 過壓/過流保護
為保障設備安全,電源模塊具有過壓過流保護措施。當模塊輸出過電壓時,自身處于保護狀態,切斷對外部電源供電。當模塊輸出電流超出額定值時,即進入限流輸出狀態。
2.3.4 防雷措施
PZG系列信號電源系統具有完善的交、直流側防雷措施。防雷系統由輸入防雷和輸出防雷兩部分組成,輸入采用三級防雷系統,B級防雷位于機柜外面,C、D級防雷包含于機柜中。為保證室外信號設備能在惡劣環境下可靠工作,每路輸出均配置一級輸出防雷。
防雷裝置具有智能監測功能,防雷器失效時報警。防雷系統如圖3所示。
2.4 智能監控系統
智能監控系統可實時監測系統的工作狀態,故障及時顯示和報警,并具有故障記憶功能。
監控系統采用配電監控和模塊監控、監控單元及后臺監控三級監控。模塊監控和配電監控為第一級監控,監控單元為第二級監控,后臺監控為第三級監控。下級監控保證在上級監控故障或不存在時能獨立工作,產生報警信息;上級監控可以對下級監控的工作狀態和數據進行匯總處理。
各車站電源屏的配電監控和模塊監控采用RS-232串行接口方式與檢測單元連接,并通過以太網組網后,與后臺監控工作站連接,實現全線電源設備輸入輸出參數、運行狀態監控和故障報警功能,如圖4所示。智能監控系統各級的作用如下:
1)配電監控:交流輸入監控、系統告警、輸出空開監控;
2)模塊監控:模塊輸出電壓電流、運行狀態監控,上報監控單元;
3)監控單元:電源屏系統監控、UPS監測、向后臺監控上報消息、向微機監測輸出信息;
4)后臺監控:遠程集中監控。
3 UPS
UPS主要功能是將從設備室低壓箱引入的交流供電經過整流和逆變,為設備提供持續、穩定和純凈的電源,保證信號設備數據和控制的安全。
UPS可分為三種,即后備UPS、互動式UPS和雙變換式UPS。西安地鐵1號線信號系統采用美國艾默生公司雙變換式UPS產品,其工作模式主要包括3種:正常工作模式、電池工作模式、旁路工作模式,如圖5所示。
1)正常工作模式
當低壓箱供電正常時,交流電源輸入經AC/DC整流器轉換為直流,一方面向逆變器供電,將直流電壓經DC/AC逆變成交流電壓向設備提供高品質交流電源,另一方面通過整流器向電池充電,將能量儲存在電池中。
2)電池工作模式
當低壓箱供電異常時,AC/DC整流器停止工作,系統不間斷自動切換到電池工作模式,由電池通過逆變器輸出交流電向設備供電。當供電恢復后,蓄電池便停止向逆變器供電,系統自動無間斷地恢復到正常工作模式。
3)旁路工作模式
當低壓箱供電或DC/AC逆變器過載或發生故障時,逆變器停止工作。為保證負載仍能正常工作,靜態開關切換到旁路。當逆變器恢復正常或負載功率控制在逆變器輸出額定功率范圍內時,輸出靜態開關將自動由旁路供電切換到逆變供電狀態ade。
4 結束語
地鐵信號系統作為一級負荷,對供電質量要求很高,需要為信號設備選擇高可靠性的供電方案,以及配置高品質的電源設備。西安地鐵1號線信號電源系統方案具有一定的技術先進性,同時具有高可靠性、適用性和可維護性,能保證為信號設備提供高可靠性、高安全性、高質量的供電,實現地鐵安全、可靠、高效地運行。
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