地鐵雙電源切換箱失電報(bào)警技術(shù)應(yīng)用

郭劍波

（山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司 山西省太原市 030026）

0 前言

地鐵車站雙電源切換箱屬于一類負(fù)荷，電源由33/0.4kV降壓所兩個(gè)變壓器分段供電，當(dāng)車站33/0.4kV降壓變電所有倒閘切換作業(yè)或某一回路供電異常失電時(shí)，電源箱自動(dòng)切換裝置會(huì)自動(dòng)切換到另一路電源供電，由于切換裝置屬于機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)，在切換過程中可能會(huì)出現(xiàn)卡滯切換不到位的情況，如若此時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電源切換箱供電輸出異常，無(wú)UPS備用電源的配電箱會(huì)失電，有UPS備用電源的配電箱將會(huì)在蓄電池電量耗盡后失電，會(huì)影響末端設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

1 無(wú)報(bào)警信號(hào)的雙電源切換箱運(yùn)營(yíng)常見問題

主控、通信、信號(hào)設(shè)備為車站重要設(shè)備，屬于一級(jí)負(fù)荷，在運(yùn)營(yíng)期間必須保證不能失電，因此此類設(shè)備供電，設(shè)計(jì)除了采用雙電源切換兩路供電以外，還增加了UPS備用電源，當(dāng)電源切換裝置因電源缺相、切換不到位而失電時(shí)，主控、通信、信號(hào)設(shè)備自動(dòng)轉(zhuǎn)為UPS備用電源供電，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電源切換箱失電故障，當(dāng)UPS備用電源蓄電池電量耗盡時(shí)將導(dǎo)致主控、通信、信號(hào)設(shè)備失電，影響地鐵正常運(yùn)營(yíng)。

車站雙電源切換箱分布在車站站廳、站臺(tái)設(shè)備管理用房、環(huán)控機(jī)房、冷水機(jī)房、出入口、廢水泵房、消防泵房等設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)。布點(diǎn)散、數(shù)量多，供電切換倒閘作業(yè)后檢查確認(rèn)車站各電源切換箱設(shè)備狀態(tài)時(shí)間短。當(dāng)有停電主變倒閘作業(yè)時(shí)，需進(jìn)行人工現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，為保證在車站運(yùn)營(yíng)前完成對(duì)設(shè)備供電狀態(tài)的正常，需加派大量人員和車輛駐守各車站待命，耗費(fèi)大量的人力財(cái)力。

以上兩個(gè)問題是車站雙電源切換箱在運(yùn)營(yíng)過程中較為常態(tài)且比較嚴(yán)峻的問題，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)效率降低，設(shè)備維護(hù)管理被動(dòng)。因此需要增加車站雙電源切換箱失電報(bào)警功能，掌握電源切換箱的運(yùn)行狀況，在設(shè)備供電輸出發(fā)生異常時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，提高故障處理效率，降低因設(shè)備失電故障對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響。

2 雙電源切換箱失電信號(hào)采集原理

地鐵車站雙電源切換箱采用兩路電源同時(shí)供電，一主一備運(yùn)行，正常工作時(shí)投入主電運(yùn)行，當(dāng)主電源失電時(shí)，由雙電源切換裝置自動(dòng)切換到備用電源給負(fù)荷供電，當(dāng)主電源恢復(fù)正常時(shí)，備用電源自動(dòng)切換到主用電源供電。

在用的雙電源切換裝置有兩種：一種是采用接觸器控制切換，另一種是控制器結(jié)合電磁閥控制切換。電源切換箱的輸出端有多個(gè)輸出負(fù)荷開關(guān)，均從切換裝置的輸出端A、B、C三相取電，如果從各負(fù)荷開關(guān)的輸出端采集失電信號(hào)，會(huì)出現(xiàn)較多的信號(hào)點(diǎn)，將影響監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器的運(yùn)行速度，且不經(jīng)濟(jì)，因此從電源切換箱負(fù)載端的三相電源為采集點(diǎn)最為合適，判斷電源切換箱是否正常給負(fù)荷供電，其原理示意圖見圖1。

圖1 門禁配電箱失電報(bào)警設(shè)計(jì)原理

3 雙電源切換裝置失電檢測(cè)設(shè)計(jì)原理

在車站電源切換箱失電檢測(cè)方式上，考慮接入BAS系統(tǒng)的實(shí)際操作性，失電檢測(cè)方式采用繼電器組成檢測(cè)電路。電源切換箱的相電壓為220V，選用線圈電壓為交流220V的繼電器，在切換裝置輸出端的三相（LA、LB、LC）取電，每相接入一個(gè)繼電器共用三個(gè)繼電器，且三個(gè)繼電器共用零線，其原理圖見圖1，繼電器電氣技術(shù)性能及參數(shù)見表1。

表1 繼電器電氣技術(shù)性能及參數(shù)

車站電源切換箱的三相電源檢測(cè)信號(hào)采用串聯(lián)連接，組成電源切換箱失電檢測(cè)反饋至BAS系統(tǒng)的失電報(bào)警信號(hào)，見圖2。BAS系統(tǒng)與車站電源切換箱采用硬線無(wú)源干節(jié)點(diǎn)接口，通過中間繼電器進(jìn)行型號(hào)隔離，通過干節(jié)點(diǎn)接入I/O模塊，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通訊，對(duì)電源切換箱的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有異常時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，通過BAS系統(tǒng)及時(shí)報(bào)出。

圖2 失電檢測(cè)反饋至BAS信號(hào)

正常情況下繼電器1kA、2kA、3kA是得電狀態(tài)，繼電器的常開觸頭1kA、2kA、3kA是閉合狀態(tài)，電源切換箱的失電檢測(cè)電路反饋給BAS工作站一個(gè)正常運(yùn)行的工作狀態(tài)，當(dāng)電源切換箱的輸出電源有異?；驒z測(cè)繼電器故障時(shí)，有異常輸出的相線或故障的檢測(cè)繼電器將失電，此繼電器常開觸頭恢復(fù)常開狀態(tài)，電源切換箱傳輸給BAS正常工作的信號(hào)將中斷，將電源切換箱失電的信號(hào)反饋到BAS工作站。車站值班人員可即時(shí)查看設(shè)備狀態(tài)，I/O點(diǎn)表見表2。

表2 I/O點(diǎn)

4 技術(shù)改造應(yīng)用

以某地鐵站門禁電源切換箱為例介紹失電報(bào)警技術(shù)的應(yīng)用，BAS系統(tǒng)接入點(diǎn)選取照明配電室的備用三類導(dǎo)向控制箱作為試點(diǎn)。首先將門禁電源切換箱的失電信號(hào)接入到照明配電室三類導(dǎo)向控制箱，失電檢測(cè)反饋至BAS信號(hào)模塊箱中三類導(dǎo)向控制箱模塊，利用BAS系統(tǒng)在三類導(dǎo)向控制箱既有的監(jiān)控模式程序、狀態(tài)指示燈及BAS反饋模塊，將門禁電源切換箱的正常、異常狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)及顯示，當(dāng)電源切換箱的輸出正常時(shí)BAS系統(tǒng)接收到常閉信號(hào)，電源切換箱的輸出異常時(shí)BAS系統(tǒng)接收到常開信號(hào)，電源失電檢測(cè)信號(hào)接線見圖3。同時(shí)在BAS工作站將對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)名稱進(jìn)行修改，門禁電源切換箱QH17方框內(nèi)的圖標(biāo)，見圖4。

圖3

圖4

對(duì)接入電源切換箱的失電裝置進(jìn)行測(cè)試，模擬缺相、電源不穩(wěn)定故障時(shí)，對(duì)應(yīng)檢測(cè)繼電器能有效的動(dòng)作，并能將電源切換箱現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)信息反饋至BAS工作站。電源切換箱正常供電時(shí)綠色顯示；電源切換箱輸出電源缺相、失電等異常時(shí)，圖標(biāo)灰色顯示。

以上改造為有備用模塊的情形，若車站BAS工作站原系統(tǒng)沒有備用模式程序，則需BAS專業(yè)配置模塊并植入程序。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過對(duì)地鐵車站電源切換箱進(jìn)行技術(shù)改造，增加電源切換箱失電檢測(cè)線路，將電源切換箱失電檢測(cè)信號(hào)接入BAS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車站雙電源切換箱的失電報(bào)警監(jiān)視，能遠(yuǎn)程監(jiān)視雙電源箱的運(yùn)行狀態(tài)。改造試點(diǎn)已實(shí)施半年時(shí)間，在測(cè)試過程中，電源切換箱輸出發(fā)生異常時(shí)，BAS工作站能實(shí)時(shí)反饋報(bào)警信息，車站值班人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息，及時(shí)通知維修人員進(jìn)行處理，提高了故障處理效率，降低了重要設(shè)備發(fā)生故障的影響范圍。