广州地铁3号线非联锁站信号电源屏供电改造方案

杨子河

摘 要：鉴于广州地铁3号线非联锁站信号电源屏只有一路市电供电，且当UPS故障时，曾存在UPS不能自动切换至静态旁路，并造成整个负载掉电的情况，严重影响信号设备的正常运行。为防止类似情况发生，经研究分析，对非联锁站信号电源屏和UPS的供电方式进行技术改造，通过增多一路电源屏的供电装置和加装双电源自动切换开关的方式，增强了非联锁站的电源供电冗余功能，确保UPS故障时，电源屏能正常供电，有效提高了非联锁站信号系统的可靠性。

关键词：地铁；信号电源屏；技术改造

中图分类号： U231+.7 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-190-3

0 引言

广州地铁3号线各站按信号系统又可分为联锁站与非联锁站，其中联锁站属电气集中站，所辖线路长、控制的设备多，并且管辖部分非联锁站的设备；而非联锁站只管辖本站的屏蔽门、紧停、站台区域的轨道等小部分设备，由于非联锁站未设置道岔，加上设备较少，其电源屏的配置也相对简单，非联锁站电源屏的供电只有一路市电进行供电，所使用的UPS也是5KVA的小型UPS，经分析发现目前三号线及北延段非联锁站信号设备房供电的方式存在以下风险点：

①机电切换箱信号设备电源输出只有一路市电输出，当切换箱内的信号电源空开出现故障或者连接到电源屏的电缆出故障时，将会导致UPS电池放电，且UPS的放电时间只有20min，如不能及时正确处理将会导致全部信号设备掉电。

②信号UPS故障，无电源输出时，全部信号设备掉电，影响重大。

为进一步提高非联锁站信号设备供电的稳定性、可靠性，降低上述风险点给设备正常运行所带来的隐患，经研究分析，对非联锁站信号电源屏和UPS的供电方式进行技术改造，通过增强了非联锁站的电源供电冗余功能来确保全站信号设备的安全、稳定运行。

1 非联锁站电源屏供电方式的改造

由于非联锁站区域未设备道岔，因此不需要使用380V的道岔控制电压，对于其他设备的工作电源均由电源屏的各转换模块输出，最高电压不超过220V，且在改造前机电切换箱信号设备电源输出只有一路220V市电输出至电源屏。为增加非联锁站信号电源屏供电的冗余功能，在机电配电箱与电源屏之间增加一路供电，并跳开UPS直接对负载进行供电。其改造前后的电气连接图如图1所示。

为了实现此功能，在实际操作中，是机电切换箱内的原信号电源输出空开的空余位置增加一个信号电源输出空开，并在信号电源屏中的UPS输出位置增加一个交流接触器，从机电切换箱的汇流排接一路220V电到空开，从空开接电缆到交流接触器，再接到UPS输出端子，与原来的一路合并形成两路输入到电源屏，当电源屏或UPS供电异常时，则可以通过交流接触器自动切换到新增加的一路电源供电。整改的电气原理图如图2所示。图1与图2中红色为改造部分的电路。

由图2可以看出，机电切换箱并联一路输出送至电源屏1背部新增的交流接触器KM的常闭触点（NC），交流接触器通过UPS输出电源进行励磁，当UPS正常输出时，KM励磁吸起，常闭触点（NC）断开；当UPS故障无输出时，KM失磁落下，常闭触点（NC）闭合，此时通过备用电源进行供电。经过改造，3号线非联锁站信号电源屏供电系统具有以下优点：

①有效地解决了切换箱信号电源只有1路输出存在风险的问题，提高设备供电的可靠性。

②解决了UPS故障无输出时人工短接费时、不安全等问题。

③能够实现UPS故障无输出时自动切换至备用电源供电，且交流接触器的切换速度较快（实验室测试施耐德LC1-D11 M7型交流接触器的转换时间为约15ms，在线切换STC未出现掉电的情况），可以实现无缝切换。

改造后实物接线图如图3所示，改造后可以实现在UPS故障无输出情况下的无缝切换，保证设备不断电。

2 非联锁站UPS手动维修旁路的改造

改造前3号线非连锁站UPS的供电方式如图4所示。采用该方式对UPS供电时，相当于给UPS提供了两路输入电压，只有当UPS的输出在正常情况下才能实现UPS的手动旁路的切换，一旦UPS输出故障时，将影响整个负载的供电。为此将UPS手动维修旁路进行改造成图5所示的方式。

从图5中可以看出，当UPS故障时，通过手动维修旁路开关QF11、 QF20可以将整个UPS进行旁路，有效解决了UPS输出故障的情况下，实现了UPS旁路供电的功能。

由于广州地铁3号线非联锁站无人值守，且部分非连锁站离值班站点比较远，故障时，值班人员赶往现场耗时较长，因此，当UPS故障时，只靠手动维修旁路实现解决效率较低，需要对UPS的维修旁路进一步进行改造，以实现在无人值守的情况下，UPS故障时能自动切换至维修旁路。因此在上述改造的基础上，通过加装双电源自动切换开关，实现UPS故障无输出时，双电源开关自动切换至旁路，对设备继续进行供电。改造后的电路原理图如图6所示。

通过两次UPS维修旁路改造，非连锁站正真实现了UPS故障情况下，自动转换为维修旁路进行供电，该改造的实现，有效的将广州地铁3号线非联锁站UPS故障给运营带来的影响降低至最小，极大的提高了UPS的可靠度。

3 总结

通过对广州地铁3号线非联锁站信号电源屏供电方式和UPS供电方式所存在的风险进行分析，并分别对非联锁站信号电源屏和UPS的供电方式提出技术改造与实施方案，利用交流接触器的工作特性，增多一路电源屏的供电；以及加装双电源自动切换开关的方式，增强了非联锁站的电源供电冗余功能，确保UPS故障时，电源屏能正常供电，有效提高了非联锁站信号系统的可靠性，有效减少故障的对运营的影响。

参 考 文 献

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