大連地鐵通信、信號電源系統日常維護探析

王 笑

（大連地鐵運營有限公司，遼寧 大連 116000）

0 引 言

電源系統承擔了地鐵通信設備、信號設備的后備供電任務，一旦市電斷電，電源系統可以通過蓄電池的逆變來完成對通信設備、信號設備的供電，這樣不但為市電故障處理提供了寶貴的時間，也為地鐵通信設備、信號專業設備穩定運行提供有力保障[1-3]。以此為切入點，結合大連地鐵通信、信號專業電源系統的實際情況，詳細探討大連地鐵通信、信號電源系統的日常維護，為后續進一步提升電源系統的維護水平提供一定的理論支撐。

1 通信電源系統

1.1 系統組成

大連地鐵專用通信電源系統由不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）、高頻開關電源、交流配電柜、蓄電池以及電源監控系統等組成。

1.1.1 UPS

電源系統中，UPS是重要的組成部分，主要由整流器、逆變器、監控模塊等組成。市電正常運行時，UPS充當一個穩壓器，將市電電流穩定輸送至各個系統設備，同時對UPS所帶的蓄電池進行充電。市電斷電時，UPS設備會立刻起到逆變作用，蓄電池也由充電轉為放電，為UPS所帶的所有系統充電[4]。

1.1.2 高頻開關電源

市電需要220 V的電壓，但是通信專業的傳輸系統、公專電話系統以及無線系統需要-48 V電壓，高頻開關電源就是為這些直流設備供電，同時為通信系統的運行穩定性提供有力保障。

1.1.3 交流配電柜

顧名思義，交流配電柜就是給交流設備提供交流電源的。通信專業14個系統，除了傳輸系統、公專電話系統、無線系統之外，廣播系統、視頻監控系統、乘客信息系統等都是使用交流電進行供電。交流配電柜可以為其提供交流電，一般提供后備2 h的電源，從而確保系統在市電斷電之后的穩定性[5]。

1.1.4 蓄電池

UPS電源各配一套閥控式密封免維護蓄電池，為通信系統設備提供后備電源。

1.1.5 電源監控系統

各車站和車輛段（停車場）的交流配電柜、高頻開關電源（含蓄電池組）、UPS（含蓄電池組）的狀態信息和故障告警的信息將通過傳輸系統上傳到控制中心統一監測。電源系統與傳輸系統的通信接口采用以太網共享環方式，并提供低速數據通道接口RS232或RS422、RS485，用于本地檢測[6]。電源集中監控系統采用分散式采集方法，通過監控單元對各個電源系統設備進行監控和管理。

1.2 工作原理

1.2.1 控制中心

市電通過雙切箱進入電源系統中的交流配電屏，從交流配電屏共輸出兩路電流。一路給UPS，UPS隨后給蓄電池供電，之后再給通信系統、機電等提供220 V的交流電；另一路給高頻開關電源，轉化成-48 V的直流電。直流電一方面給直流蓄電池供電，另一方面給通信的重要系統供電，如傳輸系統、電話系統、無線系統[7]。這樣即使市電斷電，通信系統及機電等專業設備也會通過蓄電池逆向供電，從而確保設備的安全穩定運行。

1.2.2 車站及車輛段

車站及車輛段電源工作原理如圖1所示。

圖1 車站及車輛段電源工作原理

車站及車輛段電源工作原理比控制中心要簡單一些，車站及車輛段的電源不需要給通信系統之外的系統供電，主要是給通信系統內部供電。電源系統是通信專業的重要系統之一，它可以為通信專業系統提供后備電源，即使在市電斷電的情況下也能為通信專業設備穩定運行提供保障。

2 信號電源系統

2.1 系統組成

大連地鐵信號電源系統由電源屏、穩壓器柜以及不間斷電源機柜組成。

2.1.1 電源屏

信號電源屏一般是由電子元器件組成，穩定性較好。每個車站的電源屏數量是根據本車站信號設備數量而定的，非集中站的信號設備較少，一般需要1塊電源屏，集中站設備較多的則需要多個電源屏。電源屏可以將市電接入，同時將市電輸出，具有防雷和在線監測的功能。

2.1.2 穩壓器柜

穩壓器柜可以對市電的電壓進行穩定，將其中波動比較大的電壓和電流控制在一定的設定范圍內。在這種情況下，信號設備再接受穩壓器柜處理之后的電流和電壓，可以穩定工作[8]。

2.1.3 不間斷電源機柜

不間斷電源機柜在市電正常的情況下對蓄電池進行充電，在市電故障時利用逆變器促使蓄電池向設備供電，確保信號設備后備電0.5 h。

2.2 工作原理

市電兩路進入電源屏內的輸入電源，輸入單元選擇一路，另外一路作為備用。再由電源屏分為兩路，一路直接接入輸出的UPS主路，另一路需要輸出至穩壓柜之后再進入UPS作為旁路。

2.2.1 電源屏工作原理

（1）輸入配電單元。信號電源系統引入兩路市電，一路供電，一路備用。兩個開關只能有一路閉合，在兩路切換的過程中，由于時間比較短，因此切換過程仍然可以保持信號設備不斷電，設備正常運行[9]。

（2）輸出配電單元。輸出單元主要分為3個部分：一是直流負載，即緊急關閉按鈕電源、發車計時器電源以及IBP盤電源按鈕；二是室內交流負載，一般為ZC機柜電源、聯鎖機柜電源以及ATS機關電源等；三是室外的交流負載，如轉轍機、信號機、無線AP等。

2.2.2 UPS電源工作原理

市電輸入后分兩路，一路進入穩壓柜然后直接輸出，作為UPS的維修旁路；另外一路進入整流模塊，一是為蓄電池充電，二是進入逆變模塊然后輸出。一旦市電斷電，蓄電池會通過逆變模塊反向為設備供電[10]。UPS電源工作原理如圖2所示。

圖2 UPS電源工作原理

3 電源系統的日常維護

3.1 日 檢

日檢日容包括：一是對于通信、信號專業的UPS、高頻開關設備、交流配電柜以及信號的穩壓器柜的控制面板進行巡檢，確保所有指示燈是正常狀態，面板無告警信息；二是確保所有設備內的風扇是正常狀態，沒有任何異響；三是蓄電池表面干凈無雜物，沒有漏液等情況。

3.2 周 檢

周檢日容包括：一是記錄UPS輸出輸入電壓、電流；二是對蓄電池表面進行清理，確保蓄電池清潔；三是記錄交流配電柜的負載數據，確保負載設備沒有任何問題。

3.3 年 檢

年檢日容包括：一是對于電源系統的所有設備狀態進行全面排查，確保設備本身沒有問題；二是對蓄電池進行充放電，測試蓄電池的活性，同時對蓄電池進行徹底的清潔工作；三是對UPS設備進行維修旁路，對UPS的電解電容以及易損易耗件進行全面更換；四是對UPS、交流配電柜、穩壓器柜等設備進行連接線檢查，避免連接線因為老化或者磨損導致設備出現故障；五是對UPS設備進行一次重新工作，按照UPS操作規程進行設備重啟，從而觀察設備狀態以及控制中心網管情況，確保UPS設備沒有任何問題；六是對于信號集中車站的電源系統進行一次完整的斷電測試，確保蓄電池的后備時間符合要求。

3.4 其他檢查

（1）輸入/輸出電纜絕緣外套和連接端檢查。建議定期檢查，需要將UPS完全斷電，檢查周期最好不超過2年。

（2）防雷檢查。由于防雷指示燈需要開啟前門才能觀察，因此建議按照周檢方式進行。但是在多雷和潮濕季節需要按日檢進行，特別是在設備附近發生雷擊后都要觀察，以便及時發現問題并有效維護。

4 結 論

地鐵通信、信號電源系統的重要性不言而喻，對于地鐵通信、信號電源系統的日常維護是非常重要的，如果維護檢修不到位，很容易對地鐵通信、信號電源系統的穩定運行造成很大的影響，因此，日常要加強通信、信號電源系統的維護水平，對于UPS、蓄電池等關鍵性設備進行全面的巡檢，保持設備的狀態良好，為地鐵的安全運行提供有力保障。