地鐵車站中EPS電源應用的若干問題

賈維聰

（西安市軌道交通集團有限公司運營分公司，陜西 西安 710000）

0 引 言

地鐵的EPS電源設備，通常情況下安裝在照明配電室內，主要負責為設備區、站臺、站廳公共區、區間隧道的應急照明以及安全疏散指示照明供電。隨著近年來我國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域，一旦發生緊急情況或供電停止，便會對人員人身財產安全造成威脅，甚至造成巨大經濟損失。在《地鐵設計規范》中對于車站的應急照明一級負荷予以了明確要求，且應該采取雙電源雙回線路供電的方式，并且還需在此基礎上增加應急電源[1]。目前，我國地鐵在地下大面積空間中并不適用于分散式電源的應急照明，原因在于該種方式會在一定程度上影響維護工作以及運營管理，同時也會增加維護成本。因此，通常采取的是EPS電源方案，但該種方式在實際應用中也存在一定問題，現就對問題進行主要分析。

1 EPS電源系統及工作原理

1.1 電源系統

EPS主要指的是根據事故與應急照明、消防設施等一級負荷供電設備的需要而構成的電源設備，其在地鐵的應用中主要是作為疏散指示以及事故照明的供電設備。根據車站建筑所劃分的防火區域中，分別于站臺以及站廳照明配電室分別設置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。車站的應急照明在正常情況下是由EPS交流旁路予以供電，在發生事故時，則是經逆變器的EPS后備蓄電池予以供電，因而對于該蓄電池的容量而言，其需要滿足事故發生過程中應急照明供電1.5 h[2]。

EPS主要組成部分為充電機、蓄電池組、逆變器（帶輸出隔離變壓器）、互投裝置以及系統控制器等。在這些組成部分中逆變器作為核心，其主要作用是指當面對市電異常狀況時，需將蓄電池組中所存儲的直流電能直接轉換成為交流電輸出，從而供給負載設備一個穩定且持續電力。互投裝置主要功能在于確保負載能夠順利地在市電與逆變器輸出之間進行切換；充電機主要功能便在于市電輸入正常時，適時地為蓄電池組充電。系統控制器主要功能在于實時控制整個系統，還可根據故障報警信號發出以及接收消防遠程聯動控制信號，并且能夠由上位機通過標準通信接口來實現EPS系統的遠程監控。

1.2 工作原理

正常情況下，應急照明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，當主用電源故障時，由進線電源自動投切裝置進行控制，備用電源自動投入，保證一路電源的正常工作，蓄電池處于浮充狀態；當雙路進線電源故障時，自動切換裝置動作，應急照明電源裝置的電池組通過逆變器向應急照明與疏散標志照明設備供電。交流進線電源從故障狀態恢復正常時，逆變器自動退出運行，應急照明負荷和疏散標志照明由交流低壓0.4 kV母線供電，同時充電器向電池組充電，電池組充電完成后，充電器應自動調整電壓向蓄電池浮充電[3]。

2 EPS電源在地鐵車站應用中的問題

2.1 EPS電源選型

首先是EPS電源的容量問題，在針對不同地鐵車站選擇EPS電源時，設計人員需要對地鐵車站實際負荷需求量予以充分考量，并針對其進行科學合理設計核算，從而保證EPS電源合理選擇，防止日后緊急情況時出現因EPS電源容量不足而進行擴容的情況。其次是電池品牌型號，目前EPS電源使用電池容量與型號較多，供貨廠家也較多，選用放電性能好，放電曲線好，經久耐用的可靠的電池是重中之重。所以應該選用國際或國內知名大品牌、設計使用壽命10年以上、電池低故障率，長壽命等特點的電池來保證EPS電源運行可靠。再次是負載能力及設備結構布局，良好的設備過載能力、逆變效率也是對設備的一個重要考驗，合理的元器件布局和間隙有助于后期的維護[4]。最后是EPS設備切換時間選擇，極短的切換時間以便于其能夠更好地適合地鐵車站反應需求，一般EPS設備的市電供電轉應急供電切換時間小于等于3 ms，針對不同地鐵車站照明燈管類型，其也具有不同的電源負載切換時間要求。

2.2 電源安裝

EPS電源設備安裝在車站內，而地鐵車站位于地下，專業接口多、安裝參與人員多，環境封閉，空間有限、地下位置復雜，照明等條件局限，因此對施工組織和設備的安裝技術提出了較高要求。相關人員在距離地面幾十米處的地下開展應急電源安裝工作，為確保施工質量要求安裝人員具有專業的安裝技術，同時還能夠有效地克服在地下深諳環境下作業的困難。確保設備按照設計、規范要求安裝是重點把控的方向，同時在安裝的過程中，成品保護、防塵、防潮也是重點。從設備到場驗收、安裝、調試等各個環節均要進行嚴格的控制，確保設備達到設計預期，從而保證地鐵車站正常的供電照明。

2.3 后期維護

由于地鐵具有較為特殊的地理位置，若其發生緊急供電事故，且同時EPS電源出現質量問題，則通常無法安排相關人員對其進行及時維修工作，從而在很大程度上影響地鐵車站的正常運營。因此，還需要進一步加強電源后期維護工作。若為EPS內部故障，則可借助萬用表進行檢測。一旦是蓄電池與斷路器出現問題，則EPS會對故障部位進行直接報警顯示[5]。然后再通過檢查逆變模塊脈沖信號接入端的兩端是否被擊穿來確定其是否遭到了損壞，若一切正常則需對控制板輸入電源電壓正常與否進行檢查。若為外部故障，市電電壓偏低或不穩時需在EPS電源前加增穩壓電源；卸下負載超載部分或對EPS功率進行擴容；重新糾正市電相位錯相或缺相狀況；排查輸出線路的短路點。

3 結 論

現階段，地鐵在我國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的重要裝置，能夠為地鐵緊急情況提供正常供電照明。這就要求在今后工作中需對EPS電源型號進行科學合理的選購，對EPS電源進行正確的安裝，并對EPS電源進行及時的后期維護。