地铁双电源切换箱失电报警技术应用

郭剑波

（山西省工业设备安装集团有限公司 山西省太原市 030026）

0 前言

地铁车站双电源切换箱属于一类负荷，电源由33/0.4kV降压所两个变压器分段供电，当车站33/0.4kV降压变电所有倒闸切换作业或某一回路供电异常失电时，电源箱自动切换装置会自动切换到另一路电源供电，由于切换装置属于机械动作机构，在切换过程中可能会出现卡滞切换不到位的情况，如若此时不能及时发现电源切换箱供电输出异常，无UPS备用电源的配电箱会失电，有UPS备用电源的配电箱将会在蓄电池电量耗尽后失电，会影响末端设备的安全可靠运行。

1 无报警信号的双电源切换箱运营常见问题

主控、通信、信号设备为车站重要设备，属于一级负荷，在运营期间必须保证不能失电，因此此类设备供电，设计除了采用双电源切换两路供电以外，还增加了UPS备用电源，当电源切换装置因电源缺相、切换不到位而失电时，主控、通信、信号设备自动转为UPS备用电源供电，若不能及时发现电源切换箱失电故障，当UPS备用电源蓄电池电量耗尽时将导致主控、通信、信号设备失电，影响地铁正常运营。

车站双电源切换箱分布在车站站厅、站台设备管理用房、环控机房、冷水机房、出入口、废水泵房、消防泵房等设备现场。布点散、数量多，供电切换倒闸作业后检查确认车站各电源切换箱设备状态时间短。当有停电主变倒闸作业时，需进行人工现场确认，为保证在车站运营前完成对设备供电状态的正常，需加派大量人员和车辆驻守各车站待命，耗费大量的人力财力。

以上两个问题是车站双电源切换箱在运营过程中较为常态且比较严峻的问题，导致现场生产效率降低，设备维护管理被动。因此需要增加车站双电源切换箱失电报警功能，掌握电源切换箱的运行状况，在设备供电输出发生异常时可以及时发现，及时处理，提高故障处理效率，降低因设备失电故障对运营的影响。

2 双电源切换箱失电信号采集原理

地铁车站双电源切换箱采用两路电源同时供电，一主一备运行，正常工作时投入主电运行，当主电源失电时，由双电源切换装置自动切换到备用电源给负荷供电，当主电源恢复正常时，备用电源自动切换到主用电源供电。

在用的双电源切换装置有两种：一种是采用接触器控制切换，另一种是控制器结合电磁阀控制切换。电源切换箱的输出端有多个输出负荷开关，均从切换装置的输出端A、B、C三相取电，如果从各负荷开关的输出端采集失电信号，会出现较多的信号点，将影响监控系统服务器的运行速度，且不经济，因此从电源切换箱负载端的三相电源为采集点最为合适，判断电源切换箱是否正常给负荷供电，其原理示意图见图1。

图1 门禁配电箱失电报警设计原理

3 双电源切换装置失电检测设计原理

在车站电源切换箱失电检测方式上，考虑接入BAS系统的实际操作性，失电检测方式采用继电器组成检测电路。电源切换箱的相电压为220V，选用线圈电压为交流220V的继电器，在切换装置输出端的三相（LA、LB、LC）取电，每相接入一个继电器共用三个继电器，且三个继电器共用零线，其原理图见图1，继电器电气技术性能及参数见表1。

表1 继电器电气技术性能及参数

车站电源切换箱的三相电源检测信号采用串联连接，组成电源切换箱失电检测反馈至BAS系统的失电报警信号，见图2。BAS系统与车站电源切换箱采用硬线无源干节点接口，通过中间继电器进行型号隔离，通过干节点接入I/O模块，实现与上位机通讯，对电源切换箱的运行状况进行监测，有异常时及时发出报警信息，通过BAS系统及时报出。

图2 失电检测反馈至BAS信号

正常情况下继电器1kA、2kA、3kA是得电状态，继电器的常开触头1kA、2kA、3kA是闭合状态，电源切换箱的失电检测电路反馈给BAS工作站一个正常运行的工作状态，当电源切换箱的输出电源有异常或检测继电器故障时，有异常输出的相线或故障的检测继电器将失电，此继电器常开触头恢复常开状态，电源切换箱传输给BAS正常工作的信号将中断，将电源切换箱失电的信号反馈到BAS工作站。车站值班人员可即时查看设备状态，I/O点表见表2。

表2 I/O点

4 技术改造应用

以某地铁站门禁电源切换箱为例介绍失电报警技术的应用，BAS系统接入点选取照明配电室的备用三类导向控制箱作为试点。首先将门禁电源切换箱的失电信号接入到照明配电室三类导向控制箱，失电检测反馈至BAS信号模块箱中三类导向控制箱模块，利用BAS系统在三类导向控制箱既有的监控模式程序、状态指示灯及BAS反馈模块，将门禁电源切换箱的正常、异常状态进行检测及显示，当电源切换箱的输出正常时BAS系统接收到常闭信号，电源切换箱的输出异常时BAS系统接收到常开信号，电源失电检测信号接线见图3。同时在BAS工作站将对应的图标名称进行修改，门禁电源切换箱QH17方框内的图标，见图4。

图3

图4

对接入电源切换箱的失电装置进行测试，模拟缺相、电源不稳定故障时，对应检测继电器能有效的动作，并能将电源切换箱现场的状态信息反馈至BAS工作站。电源切换箱正常供电时绿色显示；电源切换箱输出电源缺相、失电等异常时，图标灰色显示。

以上改造为有备用模块的情形，若车站BAS工作站原系统没有备用模式程序，则需BAS专业配置模块并植入程序。

5 结束语

本文通过对地铁车站电源切换箱进行技术改造，增加电源切换箱失电检测线路，将电源切换箱失电检测信号接入BAS系统，实现了对车站双电源切换箱的失电报警监视，能远程监视双电源箱的运行状态。改造试点已实施半年时间，在测试过程中，电源切换箱输出发生异常时，BAS工作站能实时反馈报警信息，车站值班人员能及时发现报警信息，及时通知维修人员进行处理，提高了故障处理效率，降低了重要设备发生故障的影响范围。