概述

    地鐵屏蔽門供電系統(tǒng)主要由2部分組成，一部分為驅(qū)動電源系統(tǒng)，一部分控制電源系統(tǒng)。其中，驅(qū)動電源系統(tǒng)，功率一般為40-60KVA 左右，主要為地鐵站里屏蔽門的驅(qū)動馬達供電。其功率的大小主要取決于地鐵站中屏蔽門個數(shù)的多少。驅(qū)動馬達又直流驅(qū)動型也有交流驅(qū)動型。本文之限于交流驅(qū)動型門機馬達。

    控制電源系統(tǒng)容量一般較小，只有幾百瓦到幾K伏安，主要取決屏蔽門廠家的控制方式。一般，控制系統(tǒng)采用直流供電，電壓等級有24V/48V/110V等。

    雖然控制系統(tǒng)的功率不是很大，但卻非常重要，因此為控制系統(tǒng)供電一般采用冗余的供電方式，來保證其供電可靠性。

    另外，屏蔽門供電系統(tǒng)還包括配電系統(tǒng)和燈帶照明系統(tǒng)。

    地鐵供電系統(tǒng)中，由于鐵軌是導(dǎo)電回路。因此，地鐵的供電系統(tǒng)一般需要采用隔離變壓器，以便完全隔離地線。在屏蔽門電源系統(tǒng)中，也不例外。

    地鐵供電系統(tǒng)對蓄電池的要求也非常特殊，一般采用膠體電池或比較耐高溫且壽命長的電池。對電池的延時要求一般為1小時左右。由于負載時屏蔽門，故其具體延時要求一般為一段時間內(nèi)屏蔽門能夠開關(guān)門3-5次。

    地鐵屏蔽門的監(jiān)控系統(tǒng)須將包括電源在內(nèi)的眾多設(shè)備的工作狀態(tài)及告警信息接入進來。因此，需要對電源系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)進行監(jiān)控。監(jiān)控方式一般采用工業(yè)常用的MODBUS通訊協(xié)議，通訊方式為RS485或RS422。

    下面以廣州地鐵二、八號線延長線的應(yīng)用案例，來說明地鐵屏蔽門供電系統(tǒng)的應(yīng)用。

第一章 系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)思想及意圖

    本系統(tǒng)為廣州市軌道交通二、八號線延長線工程屏蔽系統(tǒng)的不間斷供電方案，系統(tǒng)方案本著可靠、經(jīng)濟、高效的原則進行設(shè)計。

    中達電通公司提供的屏蔽門電源系統(tǒng)具備高可靠性、先進的功能性、良好的可維護性和冗余的故障容限，系統(tǒng)還具備開放和可擴容性。

    l 可靠性：在UPS及直流供電系統(tǒng)中，采用模塊化冗余設(shè)計方式，即提高了供電可靠性，也不會太多增加成本。電源子系統(tǒng)通過使用已證明具有高可靠性的組件，降低子系統(tǒng)故障概率和有關(guān)影響正常運行的隨機性；

    l 可維護性：各部件模塊化設(shè)計，維護快捷、簡便；

    l 綠色高效：UPS系統(tǒng)體積小巧，智能化程度高，綠色高效。

第二章 系統(tǒng)基本設(shè)計原理描述

    3.1 系統(tǒng)方案總體框圖

    本系統(tǒng)由驅(qū)動電源系統(tǒng)、控制電源系統(tǒng)，站臺照明箱3部分組成。驅(qū)動電源和控制電源都采用具有高可用性的DELTA 模塊化UPS系統(tǒng)組成N+1冗余不間斷供電系統(tǒng)， 使得系統(tǒng)具有優(yōu)點：

    l 可靠性：電源子系統(tǒng)通過使用已證明具有高可靠性的組件，降低子系統(tǒng)故障概率和有關(guān)影響正常運行的隨機性；

    l 可維護性：各部件模塊化設(shè)計，維護快捷、簡便；

    l 綠色高效：UPS系統(tǒng)體積小巧，智能化程度高，綠色高效。

    3.2 驅(qū)動電源系統(tǒng)：

    本系統(tǒng)由電池系統(tǒng)、模塊化UPS、站臺配電系統(tǒng)組成。由UPS為2側(cè)或3側(cè)站臺屏蔽門系統(tǒng)提供不間斷電力供應(yīng)。UPS采用臺達模塊化設(shè)計之UPS, N+1模塊化冗余供電方案，具有維護方便、簡潔，系統(tǒng)可用性高，整機效率高等特點。電池采用陽光長壽命膠體電池。配電系統(tǒng)采用施耐德開關(guān)，內(nèi)置隔離變壓器，輸出分路個設(shè)有備用分路，供靈活使用。

    3.2.1  驅(qū)動系統(tǒng)UPS 

    臺達C系列模塊化UPS是針對中國電網(wǎng)環(huán)境需求所設(shè)計的UPS。采用模塊化設(shè)計，數(shù)字化控制，并具有技術(shù)性能強高、可靠性高、操作性佳、易于維護，便于管理的特點。 

    典型技術(shù)特點 

    · 模塊化設(shè)計，每個模塊功率為20KVA�？蒒+X冗余備份，易擴展最多可達8個模塊，可靠度強 

    · 輸入整流器采用申請專利電路的IGBT設(shè)計，可提高輸入功率因素，減少輸入電流諧波失真并減少損失； 

    · 采用數(shù)字訊號處理器（DSP）及空間向量脈波寬度調(diào)變技術(shù)使得可靠性提高并具備快速的動態(tài)響應(yīng)； 

    · 控制電源及靜態(tài)開關(guān)等控制線路雙備份設(shè)計； 

    · 高輸入功率因數(shù),低諧波,可以減少對電網(wǎng)的諧波污染,降低對發(fā)電機的容量要求. (輸入功率因數(shù)>0.99,輸入電流諧波失真<3%). 

    20KVA模塊滿載時，輸入電壓及三相輸入電流波形: THDIA=1.3%, THDIB=1.1%,THDIC=1.2%  

    · 高功率密度比,,可以節(jié)省安裝空間.高效率,提高電能利用率，減少損失，節(jié)省空調(diào)投入 

單個模塊的AC-AC效率表. 

    · 使用ECO經(jīng)濟模式運轉(zhuǎn)，可配合穩(wěn)定的市電運作，大大提高使用效率，減少能源損耗 

    3.2.2 驅(qū)動UPS輸出配電系統(tǒng)：

    由380/380隔離變壓器和輸出配電系統(tǒng)組成。詳細信息請見站臺配電圖紙部分。

    1）配電系統(tǒng)由中達隔離變壓器和配電分路組成。配電分路采用施耐德開關(guān)，配電分路都設(shè)有一路或2路備用開關(guān)，以便靈活使用。XL-21動力配電箱配電箱結(jié)構(gòu)、材料及工藝

    a. 配電箱柜體采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板加工而成，采用前開門形式，前門打開后元件不外露只有操作手柄，保證不會誤碰導(dǎo)電體。進線方式為上進上出接線，元件安裝在箱內(nèi)支架上，出線自上而下可分多路出線，板前接線。為方便出線，開關(guān)進出線處都有銅排引出，并用絕緣子固定。

    b.箱體材料

    箱體外殼采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，油漆采用環(huán)氧粉末噴涂工藝具有很強的防腐能力，色標在設(shè)計聯(lián)絡(luò)會上確定。

    c. 保護接地系統(tǒng)

    箱內(nèi)設(shè)有獨立的PE接地保護，和N線。

    2）XL-21動力配電箱母線系統(tǒng)

    a. 箱內(nèi)的主母線和配電母線均為銅母線材料，其相對導(dǎo)電率大于99%。

    b. 母線采用絕緣母線夾及支件加以固定，分路開關(guān)進線均從母線上引來。柜內(nèi)母線色標顏色符合GB2681-81《電工成套裝置中的導(dǎo)線顏色》的規(guī)定。柜內(nèi)母線的相序排列從裝置正面觀察符合下表的排列。