地鐵通信電源系統安全控制點分析及控制策略

李奉熊

摘要：近年來，隨著我國國民經濟的快速發展和城市建設進程的加快，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。本文首先分析了地鐵通信電源系統安全控制的重要性，接著對其組成進行相應的闡述，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，促進系統的有效運行。

關鍵詞：地鐵;通信電源系統;安全控制

中圖分類號：F289文獻標識碼：A

1.地鐵通信電源系統安全控制的重要性

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

2.地鐵通信電源系統的組成

整個地鐵通信電源系統是由多個子系統共同組成的，這些子系統我們包括：UPS、電源監控交流自切配電柜、高頻開關電源、電池組、環境監測系統等子系統。在建設的過程中，必須采取合理的控制措施，以保證系統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。確保通信系統的正常運作可以從以下幾個子系統著手：（1）UPS。地鐵通信電源中經常采用到UPS，很多的模塊都有涉及，包括靜態開關、逆變器、整流等等。UPS安全控制可以對整個系統起到保護的作用，最為明顯的是對電池壽命的保護。（2）直流高頻開關電源。這個系統的組成結構為監控模塊、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，當通信電源出現電壓過大、電壓不足或缺相，導致電壓異常或中斷時就會發出相應的預警信號。若在切換的過程中出現失敗，就必須請專業維護人員現場人工切換，并及時找出問題的原因加以糾正。必要時，進行設備的技術升級改造，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。

3.2不間斷電源設備

UPS是地鐵通信電源系統供電的核心，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、靜態開關和手動/自動旁路開關等組件構成。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出現故障在40%以上都是因蓄電池出現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[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，也會對后續設備產生很大的危害。

3.3直流高頻開關電源組件

該組件也有自己的蓄電池組，其目的是當交流電出現系統故障時，蓄電池能提供一定時間的電量。從提高開關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電源網管組件

上述的交流配電切換屏、UPS及高頻電源開關都配有自身的監控系統。電源網管系統的主要安全控制點是對線路進行觀測，對可能出現的故障及時進行預測和預報，可有效的規避各項事故的發生。此時要嚴格控制網管的電腦設備，禁止在此電腦玩網游等網絡在線游戲，以防止病毒入侵，侵占系統資源引起系統故障[4] 。

3.5環境監控

由于目前通信電源室內均采用監控系統，有些技術先進的城市為便于加強管理，將軌道監控上的電源和環境監控進行有機結合，設置了車站環境綜合監控系統。由總控制中心對各個車站和車場等實施統一集中的監控。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的各項輸出參數等進行監控。

4.地鐵通信電源系統的安全控制策略

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、環保的不間斷電源裝置，目前作為系統的后備電源較常運用在地鐵通信電源系統中。按照目前地鐵運行規模和對通信電源的需求，適時并適當的增加電源儲能裝置的數量是保障地鐵通信電源的重要組織部分。其關鍵是電源系統需求增大時，能保證整個電源系統的有效擴充和運行;另一方面也能夠有效的保障通信電源系統高效、穩定和安全的運行[5] 。

4.2實現UPS不間斷電源

因UPS是含有儲能裝置的一種電源保護設備，當其他供電設備不能有效運行時，此時UPS能持續的保證不間斷供電。隨著科技的進步，其UPS也逐步向智能化發展，其先進的控制技術和完善的保護裝置，較寬范圍的輸入電壓頻率，超長的電池使用壽命，自動啟動的應急功能，自動監控和遠程管理功能。當發生供電故障時，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備的智能化水平。定期對地鐵通信設備系統的運行進行周密檢查，不斷提高地鐵通信電源系統工作人員的工作效能。同時，結合工作需要可不定期的對設備進行抽查，發現問題及時整改，以有效規避事故的發生。

5.結語

總之，地鐵通信電源系統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，科技技術也在不斷的提高，系統也不斷的改革，相信在不久的將來智能化將成為主導，系統運行的安全性和穩定性也會逐漸提高。

參考文獻：

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

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

[3] 李順成.地鐵通信電源系統的安全控制[J].通信電源技術，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].現代城市軌道交通，2009（05）：51-52+5.

[5] 徐海來.地鐵通信電源系統方案分析[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）