畢業(yè)設計（論文）地鐵信號電源系統(tǒng)可靠性研究（含開題報告、中期報告）

1、<p><b>　　開 題 報 告</b></p><p>　　題目：地鐵信號電源系統(tǒng)可靠性研究</p><p>　　學生姓名： 學號： 15697290 2016年 06月24日</p><p><b>　　一、文獻綜述</b></p><

2、p>　　城市軌道交通作為城市內部居民出行和通勤的一種大運量、快速、便捷的交通工具，近年來呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。軌道交通是一個復雜的行業(yè)分支，其中包括隧道、橋梁、建筑、結構、通信、信號等數(shù)十個專業(yè)。城市軌道交通中的信號系統(tǒng)是保證列車運行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運行現(xiàn)代化，提高運輸效率的關鍵系統(tǒng)設備，在運營重要性和安全等級上，信號系統(tǒng)遠高于其他弱電系統(tǒng)，因此其電源系統(tǒng)必須為信號設備提供優(yōu)質、穩(wěn)定且強大的供電保障，以保證信號系統(tǒng)安全穩(wěn)定地持

3、續(xù)運行。從信號電源系統(tǒng)的發(fā)展歷史、城市軌道交通信號UPS的功能、城市軌道交通信號電源安全架構、城市軌道交通信號系統(tǒng)供電配線等方面可以了解到信號電源系統(tǒng)的發(fā)展、原理及其重要性，對于現(xiàn)有信號系統(tǒng)常用的供電方案及配線方式的分析了解，我們從中得到信號系統(tǒng)的正常運行和線路的安全運營的供電基礎。</p><p>　　城市軌道交通作為城市內部居民出行和通勤的一種大運量、快速、便捷的交通工具，近年來呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。城市軌道交通

4、系統(tǒng)一般包括“地鐵“和“輕軌“兩類，大多數(shù)的城市軌道交通系統(tǒng)都建造于地底之下，故稱為“地鐵“；在國內，修建于地上或高架橋上的城市軌道交通系統(tǒng)通常被稱為“輕軌“。軌道交通是一個復雜的行業(yè)分支，其中包括隧道、橋梁、建筑、結構、通信、信號等等數(shù)十個專業(yè)。</p><p>　　20世紀60年代后期，電源屏是信號電氣集中聯(lián)鎖的唯一供電裝置。信號電源屏是電氣集中、自動閉塞、駝峰信號沒備等的供電裝置，它將變壓器、穩(wěn)壓器、整流器

5、等組合起來，以簡化施工和維修。它滿足信號系統(tǒng)所需的可靠、穩(wěn)定、安全三大基本要求，供給信號設備所需的各種電源、電源屏技術兒經改進，逐漸完善，不斷發(fā)展。隨著汁算機聯(lián)鎖的發(fā)展，為滿足計算機聯(lián)鎖對電源的較高要求而設計計算機聯(lián)鎖電源屏，它的電路結構基本上與繼電集中聯(lián)鎖用電源屏相同，只是增加了汁算機所用電源。</p><p>　　進入2l世紀，鐵路信號設備加快了現(xiàn)代化發(fā)展的步伐，而采用傳統(tǒng)工頻技術的信號電源屏就明顯不能適應發(fā)

6、展的需要，主要體現(xiàn)在供電系統(tǒng)日見龐大，可靠性不夠高，智能化程度低。2000年智能電源屏問世了，這是信號電源技術的重大進步。智能電源屏采用微型汁算機技術，完成對電源系統(tǒng)的自動監(jiān)測，并可遠程監(jiān)控；引入高頻電力電子技術，對各種輸入、輸出單元和交、直流電源進行模塊化，提高了供電質量和可靠性，實現(xiàn)了無維修化。</p><p>　　隨著計算機設備在鐵路領域普及和應用，許多重要用電沒備對供電質量提出了更高的要求，需要不問斷供電

7、，而且要求電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、波形無畸變。于是UPS隨之進入了鐵路信號供電系統(tǒng)，與電源屏一并承擔起了信號系統(tǒng)的計算機設備供電的重任。UPS是一種含有儲能裝置（蓄電池），以整流器、逆變器為主要組成部分的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的現(xiàn)代化電源裝置。其主要有兩路電源無間斷切換、隔離干擾、電壓變換、頻率變換和后備等功能。UPS中的蓄電池儲存有一定能量，當外電網(wǎng)供電中斷時，蓄電池能通過逆變器繼續(xù)供電。城市軌道交通與國鐵系統(tǒng)相伴發(fā)展，很多方面都沿用了國鐵的技術，并在

8、很多方面進行了大膽嘗試、技術創(chuàng)新和突破，其中城市軌道交通的信號電源系統(tǒng)就是如此。</p><p>　　本文通過對地鐵信號電源系統(tǒng)結構及工作原理進行分析研究，結合合肥地鐵1號線信號系統(tǒng)電源系統(tǒng)技術應用的基本情況，研究電源系統(tǒng)故障以及運行狀態(tài)，找出電源系統(tǒng)故障應對辦法，通過對電源系統(tǒng)可靠性指標的分析，提出保障電源系統(tǒng)可靠性的措施，這是當前城市軌道交通發(fā)展的重要工作之一，對提升地鐵信號電源系統(tǒng)可靠性具有實際參考價值。&

9、lt;/p><p>　　二、選題的目的和意義</p><p>　　城市軌道交通中的信號系統(tǒng)是保障列車運行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運行現(xiàn)代化，提高運輸效率的關鍵系統(tǒng)設備，在運營重要性和安全等級上，信號系統(tǒng)遠高于其他弱電系統(tǒng)，因此其電源系統(tǒng)必須為信號設備提供優(yōu)質、穩(wěn)定且強大的供電保障，以保證信號系統(tǒng)安全穩(wěn)定地持續(xù)運行。</p><p>　　三、研究方案（框架）</p&

10、gt;<p><b>　　（一）研究方案</b></p><p>　　1.研究所用的理論基礎：地鐵信號電源系統(tǒng)組成及原理；電源系統(tǒng)可靠性指標。</p><p>　　2.研究方法：文獻查詢法；理論研究法；實證研究法。</p><p>　　3.研究步驟：首先查閱地鐵信號電源系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的相關文獻；地鐵信號電源系統(tǒng)組成及原理、電源可靠性

11、指標理論研究；合肥地鐵1號線信號設備電源故障及運行狀態(tài)調研；可靠性指標分析及可靠性保障措施研究。</p><p>　　4.預期成果：掌握合肥地鐵1號線信號電源故障情況；確定合肥地鐵1號線信號電源可靠性指標及保障措施。</p><p><b>　　（二）研究框架</b></p><p><b>　　1 緒論</b><

12、;/p><p>　　1.1 選題背景</p><p>　　1.2 選題的目的與意義</p><p>　　1.3 國內外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國內研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.2 國外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.4 研究內容</p>

13、<p>　　2 合肥地鐵1號線信號設備電源概述</p><p>　　2.1 電源系統(tǒng)概述及工作原理</p><p>　　2.2.1 電源系統(tǒng)概述</p><p>　　2.2.2 工作原理</p><p>　　2.2 地鐵信號UPS功能</p><p>　　2.3 電源工作方式<

14、;/p><p>　　2.3.1 后備式</p><p>　　2.3.2 互動式</p><p>　　2.3.3 雙變換式</p><p>　　3 信號電源系統(tǒng)故障和運行可靠性分析</p><p>　　3.1 信號電源系統(tǒng)故障</p><p>　　3.1.1 引入電源故障<

15、;/p><p>　　3.1.2 UPS故障</p><p>　　3.1.3 電源模塊故障</p><p>　　3.1.4 電源分路故障</p><p>　　3.2 電源系統(tǒng)運行可靠性分析</p><p>　　3.2.1 系統(tǒng)配電</p><p>　　3.2.2 電源系統(tǒng)可靠性要

16、求分析</p><p>　　3.2.3 電源可靠性內容</p><p>　　3.3 電源系統(tǒng)故障應對辦法</p><p>　　3.3.1 增設電源視頻監(jiān)控</p><p>　　3.3.2 建立電源應急機制</p><p>　　3.3.3 信號維保人員對調度的輔助</p><p&

17、gt;　　4 信號電源系統(tǒng)的可靠性保證措施研究</p><p>　　4.1 可靠性保障措施</p><p>　　4. 1.1 加強維修培訓和實際操作</p><p>　　4. 1.2 完善日常監(jiān)測手段</p><p>　　4. 1.3 提高外網(wǎng)供電可靠性</p><p>　　4.2故障診斷及處理&

18、lt;/p><p><b>　　5 結論</b></p><p><b>　　四、進度計劃</b></p><p>　　2017年6月18日前：確定題目，搜集相關材料，查閱有關書籍。</p><p>　　6月27日前：分析題目，確定論文提綱和研究方案，編寫開題報告，并在7月16日前按照指導教師的意見

19、修改合格，提交到平臺。</p><p>　　7月30日前：在對文獻認真分析的基礎上，論題進行深入的研究和論述，提交中期報告。</p><p>　　8月23日前：對調查結果進行匯總、分析，提出切實可行的解決對策，征求指導教師及現(xiàn)場工作人員意見，并認真完成論文初稿。請指導教師審閱。</p><p>　　10月11日前：修改論文，提交完整格式論文。</p>

20、<p><b>　　五、指導教師意見</b></p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　中 期 報 告</b></p><p>　　題目：地鐵信號電源系統(tǒng)可靠性研究</

21、p><p>　　學生姓名： 學號： 15697290 </p><p><b>　　一、進展情況</b></p><p>　　（1）本文首先查閱地鐵信號電源系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的相關文獻，調查研究了地鐵1好像信號設備電源故障及運行狀態(tài)，完成了前期的開題工作；</p><p>　　（2

22、）通過研究地鐵信號電源系統(tǒng)相關基礎理論，研究了地鐵信號電源系統(tǒng)組成及原理、電源可靠性指標理論；</p><p>　?。?）完成了對合肥地鐵1號線信號設備電源故障研究，包括引入電源故障、UPS故障、電源模塊故障及電源分路故障；</p><p>　?。?）通過對各種故障進行分析，開始研究合肥地鐵1號線信號電源系統(tǒng)故障應對辦法，主要從增設電源視頻監(jiān)控、建立電源應急機制以及信號維保人員對調度的輔助

23、三個方面著手。</p><p><b>　　二、指導教師意見</b></p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　摘要：城市

24、軌道交通的信號系統(tǒng)是保證廣大乘客人身安全的重要系統(tǒng)。保證供電的安全性，則是重中之重電源設備的安裝、調試的工作質量，對未來的使用和維護有非常大的影響的影響。本文通過對地鐵信號電源系統(tǒng)結構及工作原理進行分析研究，結合合肥地鐵1號線信號系統(tǒng)電源系統(tǒng)技術應用的基本情況，研究電源系統(tǒng)故障以及可靠性，重點研究了系統(tǒng)配電方式可靠性、電源系統(tǒng)可靠性要求、可靠性內容，找出電源系統(tǒng)故障應對辦法，，主要包括外網(wǎng)供電的可靠性、完善日常監(jiān)測手段，增設電源視頻監(jiān)控

25、等相關措施，通過對電源系統(tǒng)可靠性分析，提出保障電源系統(tǒng)故障診斷及處理辦法，這是當前城市軌道交通發(fā)展的重要工作之一，對提升地鐵信號電源系統(tǒng)可靠性具有實際參考價值。</p><p>　　關鍵詞：信號系統(tǒng)；電源系統(tǒng)；可靠性</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Title： Study on Reliability

26、 of Metro Signal Power Supply System</p><p>　　ABSTRACT：The signal system of urban rail transit is an important system to ensure the safety of passengers. Ensure the safety of power supply, is the most import

27、ant, the installation of power equipment, debugging quality of work, the future use and maintenance of a very big impact. Based on the analysis of the structure and working principle of the subway signal power system, co

28、mbined with the basic situation of signal system in Hefei Metro Line 1 power system technology, research on power syste</p><p>　　Key words:。</p><p>　　KEYWORDS：Signal system； Power supply System；

29、 Reliability</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　中文摘要vii</b></p><p>　　ABSTRACTviii</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 選

30、題背景1</p><p>　　1.2 選題的目的與意義1</p><p>　　1.3 國內外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.1 國內研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.2 國外研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.4 研究內容3</p><p>　　2 合肥地鐵

31、1號線信號設備電源概述5</p><p>　　2.1 電源系統(tǒng)概述及工作原理5</p><p>　　2.2.1 電源系統(tǒng)概述5</p><p>　　2.2.2 工作原理6</p><p>　　2.2 地鐵信號UPS功能8</p><p>　　2.3 電源工作方式10</p><

32、p>　　2.3.1 后備式10</p><p>　　2.3.2 互動式10</p><p>　　2.3.3 雙變換式11</p><p>　　3 信號電源系統(tǒng)故障和運行可靠性分析12</p><p>　　3.1 信號電源系統(tǒng)故障12</p><p>　　3.1.1 引入電源故障12<

33、/p><p>　　3.1.2 UPS故障12</p><p>　　3.1.3 電源模塊故障13</p><p>　　3.1.4 電源分路故障13</p><p>　　3.2 電源系統(tǒng)運行可靠性分析13</p><p>　　3.2.1 系統(tǒng)配電13</p><p>　　3.2.2

34、 電源系統(tǒng)可靠性要求分析16</p><p>　　3.2.3 電源可靠性內容18</p><p>　　3.3 電源系統(tǒng)故障應對辦法19</p><p>　　3.3.1 增設電源視頻監(jiān)控19</p><p>　　3.3.2 建立電源應急機制19</p><p>　　3.3.3 信號維保人員對調度的輔助

35、19</p><p>　　4 信號電源系統(tǒng)的可靠性保證措施研究20</p><p>　　4.1 可靠性保障措施20</p><p>　　4. 1.1 加強維修培訓和實際操作20</p><p>　　4. 1.2 完善日常監(jiān)測手段20</p><p>　　4. 1.3 提高外網(wǎng)供電可靠性20<

36、/p><p>　　4.2故障診斷及處理22</p><p><b>　　5 結論25</b></p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 選題背景&

37、lt;/b></p><p>　　城市軌道交通作為城市內部居民出行和通勤的一種大運量、快速、便捷的交通工具，近年來呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。軌道交通是一個復雜的行業(yè)分支，其中包括隧道、橋梁、建筑、結構、通信、信號等數(shù)十個專業(yè)[1]。城市軌道交通中的信號系統(tǒng)是保證列車運行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運行現(xiàn)代化，提高運輸效率的關鍵系統(tǒng)設備，在運營重要性和安全等級上，信號系統(tǒng)遠高于其他弱電系統(tǒng)，因此其電源系統(tǒng)必須為信號設備提

38、供優(yōu)質、穩(wěn)定且強大的供電保障，以保證信號系統(tǒng)安全穩(wěn)定地持續(xù)運行。從信號電源系統(tǒng)的發(fā)展歷史、城市軌道交通信號UPS的功能、城市軌道交通信號電源安全架構、城市軌道交通信號系統(tǒng)供電配線等方面可以了解到信號電源系統(tǒng)的發(fā)展、原理及其重要性，對于現(xiàn)有信號系統(tǒng)常用的供電方案及配線方式的分析了解，我們從中得到信號系統(tǒng)的正常運行和線路的安全運營的供電基礎。</p><p>　　1.2 選題的目的與意義</p>&l

39、t;p>　　城市軌道交通中的信號系統(tǒng)是保障列車運行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運行現(xiàn)代化，提高運輸效率的關鍵系統(tǒng)設備，在運營重要性和安全等級上，信號系統(tǒng)遠高于其他弱電系統(tǒng)，因此其電源系統(tǒng)必須為信號設備提供優(yōu)質、穩(wěn)定且強大的供電保障，以保證信號系統(tǒng)安全穩(wěn)定地持續(xù)運行。</p><p>　　1.3 國內外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國內研究現(xiàn)狀</p>&l

40、t;p>　　城市軌道交通作為城市內部居民出行和通勤的一種大運量、快速、便捷的交通工具，近年來呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。城市軌道交通系統(tǒng)一般包括“地鐵”和“輕軌”兩類，大多數(shù)的城市軌道交通系統(tǒng)都建造于地底之下，故稱為“地鐵”；在國內，修建于地上或高架橋上的城市軌道交通系統(tǒng)通常被稱為“輕軌”[2]。軌道交通是一個復雜的行業(yè)分支，其中包括隧道、橋梁、建筑、結構、通信、信號等等數(shù)十個專業(yè)。</p><p>　　20世紀60

41、年代后期，電源屏是信號電氣集中聯(lián)鎖的唯一供電裝置。信號電源屏是電氣集中、自動閉塞、駝峰信號沒備等的供電裝置，它將變壓器、穩(wěn)壓器、整流器等組合起來，以簡化施工和維修[3]。它滿足信號系統(tǒng)所需的可靠、穩(wěn)定、安全三大基本要求，供給信號設備所需的各種電源、電源屏技術兒經改進，逐漸完善，不斷發(fā)展。隨著汁算機聯(lián)鎖的發(fā)展，為滿足計算機聯(lián)鎖對電源的較高要求而設計計算機聯(lián)鎖電源屏，它的電路結構基本上與繼電集中聯(lián)鎖用電源屏相同，只是增加了汁算機所用電源。&

42、lt;/p><p>　　進入2l世紀，鐵路信號設備加快了現(xiàn)代化發(fā)展的步伐，而采用傳統(tǒng)工頻技術的信號電源屏就明顯不能適應發(fā)展的需要，主要體現(xiàn)在供電系統(tǒng)日見龐大，可靠性不夠高，智能化程度低[4]。2000年智能電源屏問世了，這是信號電源技術的重大進步。智能電源屏采用微型汁算機技術，完成對電源系統(tǒng)的自動監(jiān)測，并可遠程監(jiān)控；引入高頻電力電子技術，對各種輸入、輸出單元和交、直流電源進行模塊化，提高了供電質量和可靠性，實現(xiàn)了無維

43、修化[5]。</p><p>　　隨著計算機設備在鐵路領域普及和應用，許多重要用電沒備對供電質量提出了更高的要求，需要不問斷供電，而且要求電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、波形無畸變。于是UPS隨之進入了鐵路信號供電系統(tǒng)，與電源屏一并承擔起了信號系統(tǒng)的計算機設備供電的重任。UPS是一種含有儲能裝置（蓄電池），以整流器、逆變器為主要組成部分的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的現(xiàn)代化電源裝置。其主要有兩路電源無間斷切換、隔離干擾、電壓變換、頻率變換和后備

44、等功能[6]。UPS中的蓄電池儲存有一定能量，當外電網(wǎng)供電中斷時，蓄電池能通過逆變器繼續(xù)供電。城市軌道交通與國鐵系統(tǒng)相伴發(fā)展，很多方面都沿用了國鐵的技術，并在很多方面進行了大膽嘗試、技術創(chuàng)新和突破，其中城市軌道交通的信號電源系統(tǒng)就是如此。我國鐵路信號設備獲得了較為快速的發(fā)展，在這種情況下，以往通過工頻技術應用的電源屏已經不能夠對現(xiàn)今環(huán)境下的使用要求進行滿足，供電系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)了可靠性、智能化程度較低的情況。在此情況下，智能電源屏出現(xiàn)了，其

45、通過計算機技術的應用能夠較好的對遠程監(jiān)控以及電源系統(tǒng)自動監(jiān)測等功能進行實現(xiàn)，并通過高頻電力技術的應用對系統(tǒng)輸入、輸出單元實現(xiàn)了模塊化，在此過程中獲得了更高的供電可靠性以及供電質量</p><p>　　在越來越多新設備、新技術應用在鐵路領域的情況下，很多供電設備對于供電質量以及供電穩(wěn)定性也具有了更高的要求，不僅需要能夠具有穩(wěn)定的電壓以及頻率，還需要保證供電的不間斷性。在這種情況下，UPS技術得到了引入，同電源屏一起

46、成為了軌道交通信號系統(tǒng)建設的重要內容。UPS 是一種含有儲能裝置，以整流器、逆變器為主要組成部分的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的現(xiàn)代化電源裝置。具有隔離干擾、頻率變換以及無間斷切換等功能，非常適合應用在現(xiàn)今的城市軌道交通建設當中。同時，UPS及其配套使用的蓄電池，能夠在日常供電的同時儲備電能，如果外網(wǎng)供電出現(xiàn)了故障或者中斷的情況，則會通過逆變器的方式繼續(xù)提供電力[8]。</p><p>　　1.3.2 國外研究現(xiàn)狀</p&g

47、t;<p>　　不間斷電源的性能的優(yōu)劣由功率器件決定。良好的靜態(tài)和動態(tài)特性是一支理想功率器件必須具備的條件：在靜態(tài)狀態(tài)下，功率管能承受高壓；當動態(tài)狀態(tài)下，功率管流過電流小，并且管子壓降也小，開關轉換時間極短，能承受電流電壓的突變，并且具備全控的功能[9]。</p><p>　　國外市場，相對傳統(tǒng)三相大功率UPS晶閘管整流技術，目前一般采用12相甚至24相整流技術。隨著大容量全控型半導體器件的發(fā)展，近

48、年來廣泛采用IGBT高頻整流技術，輔助各種新型數(shù)字化的控制方法，功率因數(shù)可以達到0.99以上，諧波含量小于3%，達到真正的綠色電源[10]。</p><p><b>　　1.4 研究內容</b></p><p>　　本文首先查閱地鐵信號電源系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的相關文獻，調查研究了地鐵1好像信號設備電源故障及運行狀態(tài)，完成了前期的開題工作；</p><p

49、>　?。?）通過研究地鐵信號電源系統(tǒng)相關基礎理論，研究了地鐵信號電源系統(tǒng)組成及原理、電源可靠性指標理論；</p><p>　?。?）完成了對合肥地鐵1號線信號設備電源故障研究，包括引入電源故障、UPS故障、電源模塊故障及電源分路故障；</p><p>　?。?）通過對各種故障進行分析，開始研究合肥地鐵1號線信號電源系統(tǒng)故障應對辦法，主要從增設電源視頻監(jiān)控、建立電源應急機制以及信號維保

50、人員對調度的輔助三個方面著手。</p><p>　　城市軌道交通中的信號系統(tǒng)是保障列車運行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運行現(xiàn)代化，提高運輸效率的關鍵系統(tǒng)設備，根據(jù)以上研究思路，本論文共分為六章。</p><p>　　第一章簡要介紹選題背景、選題目的和意義、國內外的研究現(xiàn)狀、論文的研究思路和方法。第二章分析了通過研究地鐵信號電源系統(tǒng)相關基礎理論，研究了地鐵信號電源系統(tǒng)組成及原理、電源可靠性指標理

51、論。第三章合肥地鐵1號線信號設備電源故障研究，包括引入電源故障、UPS故障、電源模塊故障及電源分路故障。第四章通過對各種故障進行分析，開始研究合肥地鐵1號線信號電源系統(tǒng)故障應對辦法，主要從增設電源視頻監(jiān)控、建立電源應急機制以及信號維保人員對調度的輔助三個方面著手。第五章對全文做了總結。</p><p>　　2 合肥地鐵1號線信號設備電源概述</p><p>　　2.1 電源系統(tǒng)概述及工

52、作原理</p><p>　　2.2.1 電源系統(tǒng)概述</p><p>　　電源系統(tǒng)主要由電源屏、UPS穩(wěn)壓器、蓄電池構成。其中電源屏的主要功能性結構包括輸人切換單元、整流模塊、隔離變壓器。電源屏的作用是對外電網(wǎng)輸人的兩路電進行選擇，選擇其中一路為工作電源，另一路為備用電源。若工作電源出現(xiàn)斷向、錯向、電壓偏高、電壓偏低和斷電等間題時，系統(tǒng)會自動識別并在毫秒級的時間內斷掉此路電源并轉換到備用

53、電源[11]。由于在下級設備的電源模塊中設有大的放電電容，所以切換時掉電不會影響到負載的正常工作。</p><p>　　電源經過交流切換器后將通過電源屏內的匯流排平均輸送給各個電源模塊。模塊有各種類型，每種信號電源屏的模塊會輸出不同類型的電源。</p><p>　　對于輸出的交流電源，電源屏用隔離變壓器對其進行對地隔離以保證人身安全。對于輸向室外設備的電源，在電源屏內部并接防雷設備。<

54、;/p><p>　　為防止由于某個電源模塊故障導致此路負載斷電，電源屏針對交流電和直流電有不同預防方法:</p><p>　　交流電源:裝配足夠給負載供電的交流模塊后，針對1個或2個模塊，還再配有1個備用模塊作為熱備，系統(tǒng)會自動切換熱備模塊供電，當主用模塊恢復正常時，系統(tǒng)會切換主用模塊作為輸出模塊。</p><p>　　直流電源:直流模塊采用“N+M”（M N/3）冗

55、余備份。同一種電源所有的直流模塊同時啟用供電，各個模塊將輸出匯集在特定的匯流排上。同樣類型的負載再從此匯流排上取電。若同類型的某個直流模塊故障，剩余的直流模塊的負載率會上升，但輸出功率不會改變，從而保證不間斷供電。</p><p>　　電源屏的空開:電源屏的空開大致有3種:熱磁脫扣、負荷式開關、液壓空開。熱磁脫扣主要應用在主路輸人、UPS輸人、UPS輸出和旁路輸出；負荷式開關主要應用于電源屏的切換裝置手動旁路、手

56、動旁路工和手動旁路II上；液壓空開主要應用于電源模塊、電源輸出等。</p><p>　　一般信號系統(tǒng)有兩路可靠的電源[12]：主電源和副電源主、副電源引至信號設備房，要能夠自動和手動互相切換，經過穩(wěn)壓、與地隔離和調制后，向信號系統(tǒng)各種設備供電。信號電源系統(tǒng)由信號電源屏（包括輸入切換單元和監(jiān)控單元），UPS及蓄電池組成。</p><p>　　信號電源系統(tǒng)輸出分為直流電源部分和交流電源部分，輸

57、出端有過流（壓）保護單元DVP，繼電器監(jiān)測設備ELD等保護監(jiān)控單元，保證信號設備供電安全</p><p>　　直流電源部分主要為信號設備提供DC24V，DC60V，DC110V電源〔由直流電源模塊提供電源輸出，所有的直流電源模塊采用熱備冗余方式運行、</p><p>　　交流電源部分主要為信號設備提供AC110V，AC220V，AC380電源、AC110V，AC220V經UPS穩(wěn)壓后輸出，

58、供電回路采用隔離變壓器輸出、交流轉轍機電源AC380V由外部兩路電源自動切換后，經隔離變壓器單獨輸出，不通過在線式UPS。</p><p>　　UPS對各類信號設備、外圍設備及終端計算機的統(tǒng)一供電，當外電源切斷時，UPS及配套蓄電池向負載設備提供30min的不間斷電源。</p><p>　　2.2.2 工作原理</p><p>　?。?）單機UPS旁路穩(wěn)壓器方案（

59、三相、帶兩路切換）</p><p>　　如圖2-1所示為單機UPS旁路穩(wěn)壓器方案（三相、帶兩路切換）</p><p>　　圖2-1 單機UPS旁路穩(wěn)壓器方案（三相、帶兩路切換）</p><p>　　兩路三相電源引入，輸入總配電具有自動、手動切換及轉換電路故障直供功能（兩路）；兩路電源切換后選擇一路給UPS和穩(wěn)壓器供電，穩(wěn)壓器設置在UPS旁路上，可在UPS故障自動轉旁

60、路時給信號電源屏繼續(xù)提供穩(wěn)壓電源；UPS輸出經電源屏輸入配電分配至各交、直流模塊進行供電；交流電源采用變壓器隔離直供的工作方式；直流模塊采用N+1（N≤3）的并聯(lián)工作方式；交流轉轍機采用工頻變壓器隔離直供的工作方式；中心監(jiān)測單元將信號電源屏、UPS、電池組及穩(wěn)壓器的信息通過RS485傳輸?shù)轿C監(jiān)測系統(tǒng)中或通過RJ45與電源監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)通訊，對全線聯(lián)網(wǎng)的信號電源系統(tǒng)信息進行監(jiān)控。應用于合肥地鐵1號線設備集中站、 控制中心、試車線、車輛段、

61、停車場。</p><p>　　（2）三相、一路電源輸入穩(wěn)壓器方案</p><p>　　如圖2-2所示為單機UPS旁路穩(wěn)壓器方案（三相、一路電源輸入）</p><p>　　圖2-2 單機UPS旁路穩(wěn)壓器方案（三相、一路電源輸入）</p><p>　　一路三相電源輸入后給UPS和穩(wěn)壓器供電，穩(wěn)壓器設置在UPS旁路上，可在UPS故障自動轉旁路時給信

62、號電源屏繼續(xù)提供穩(wěn)壓電源；UPS輸出經電源屏輸入配電分配至各交、直流模塊進行供電；交流電源采用變壓器隔離直供的工作方式；直流模塊采用N+1（N≤3）的并聯(lián)工作方式；交流轉轍機采用工頻變壓器隔離直供的工作方式；中心監(jiān)測單元將信號電源屏、UPS、電池組及穩(wěn)壓器的信息通過RS485傳輸?shù)轿C監(jiān)測系統(tǒng)中，對全線聯(lián)網(wǎng)的信號電源系統(tǒng)信息進行監(jiān)控。應用于合肥地鐵1號線培訓中心。</p><p>　?。?）單相、一路電源輸入穩(wěn)壓

63、器方案</p><p>　　如圖2-3所示為單機UPS旁路穩(wěn)壓器方案（單相、一路電源輸入）</p><p>　　圖2-3 單機UPS旁路穩(wěn)壓器方案（單相、一路電源輸入）</p><p>　　一路單相電源輸入后給UPS和穩(wěn)壓器供電，穩(wěn)壓器設置在UPS旁路上，可在UPS故障自動轉旁路時給信號電源屏繼續(xù)提供穩(wěn)壓電源；UPS輸出經電源屏輸入配電分配至各交流模塊進行供電；交流

64、電源采用變壓器隔離直供的工作方式；中心監(jiān)測單元將信號電源屏、UPS、電池組及穩(wěn)壓器的信息通過RS485傳輸?shù)轿C監(jiān)測系統(tǒng)中，對全線聯(lián)網(wǎng)的信號電源系統(tǒng)信息進行監(jiān)控。應用于合肥地鐵1號線維修中心。</p><p>　?。?）單相、帶兩路切換穩(wěn)壓器方案</p><p>　　如圖2-4所示為雙UPS帶穩(wěn)壓器方案（單相、帶兩路切換）</p><p>　　圖2-4 雙UPS帶穩(wěn)

65、壓器方案（單相、帶兩路切換）</p><p>　　兩路單相電源引入，輸入總配電具有自動、手動切換及轉換電路故障直供功能（兩路）；兩路電源切換后選擇一路給分別給UPS1和穩(wěn)壓器1及UPS2和穩(wěn)壓器2供電，穩(wěn)壓器設置在UPS前級，可在UPS故障自動轉旁路時給信號電源屏繼續(xù)提供穩(wěn)壓電源；UPS輸出經電源屏輸入配電分配至各交流模塊進行供電；交流電源采用變壓器隔離直供的工作方式；中心監(jiān)測單元將信號電源屏、UPS、電池組及穩(wěn)

66、壓器的信息通過RS485傳輸?shù)轿C監(jiān)測系統(tǒng)中，對全線聯(lián)網(wǎng)的信號電源系統(tǒng)信息進行監(jiān)控。應用于合肥地鐵1號線非設備集中站。</p><p>　　2.2 地鐵信號UPS功能</p><p>　　UPS（Uninterruptible Power System）是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻不問斷電源。當市電輸入正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺

67、交流穩(wěn)壓器，同時它還向蓄電池充電；當市電中斷時，UPS立即將蓄電池的電能通過逆變轉換向負載持續(xù)供電，使得負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞[13]。其工作原理如圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5 UPS工作原理</p><p>　　在城市軌道交通信號系統(tǒng)中，UPS主要確保信號系統(tǒng)在瞬間停電或兩路電源切換過程中能夠正常工作；在外電網(wǎng)兩路電源供電中斷情況下，UPS電源系統(tǒng)能夠

68、保持信號系統(tǒng)在一定時間內正常工作，調度員能夠在這段時間內通過列車調度控制設備將列車指揮運營到安全區(qū)域，存儲重要運營數(shù)據(jù)，為下次來電盡快復原創(chuàng)造條件，不致造成系統(tǒng)內部運營數(shù)據(jù)瞬間丟失，造成運營混亂。</p><p>　　由于信號系統(tǒng)的重要性，因此信號系統(tǒng)的UPS會冗余設計，如圖2-6所示。當其中任意一個UPS出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)都能自動無縫切換到另外一臺UPS給設備供電，保障信號設備供電的延續(xù)性。（信號設備A類表示能雙

69、路輸入，一般為直流負載；B類表示不能雙路輸入，一般為交流負載）。</p><p>　　圖2-6 UPS信號設備供電的延續(xù)性原理</p><p>　　2.3 電源工作方式</p><p>　　2.3.1 后備式</p><p>　　后備式UPS（如圖2-7）價格便宜，適用性不強，通過濾波電路、電池充電及逆變電路三方面組成的功率變換回路具有這

70、樣的特點：UPS在市電正常的情況下進行工作，一邊為設備進行供電，一邊給電池充電。在電池電量滿格時充電回路停止工作。當市電停止供電的時候，電池電流開始回流，通過逆流電路進行供電。后背式UPS在市電停止供電時會有瞬間停電的現(xiàn)象發(fā)生，這種停電不會給計算機的正常運行帶來影響，但對于維系高級裝置的運行，后背式UPS是望塵莫及的[14]。</p><p>　　圖2-7后備式UPS框圖</p><p>

71、　　2.3.2 互動式</p><p>　　互動式UPS（如圖2-8）的運行模式是，當電流在220V左右時，通過變壓器輸電給負載；當電流增高，但未超出279V時，通過繼電器協(xié)助變壓器進行供電；當市電過高或過低時，系統(tǒng)將會自動開啟逆變器進行向負載供電[15]。在供電的過程中，電池也在進行充電，當市電發(fā)生故障時，將通過電流逆變向負載進行供電。雖然這種方式的切換時間比后背式短的多，但由于市電故障后對負載進行交流電供應

72、，對于要求過高的設備不宜使用。</p><p>　　圖2-8 互動式UPS框圖</p><p>　　2.3.3 雙變換式</p><p>　　雙變換式UPS（如圖2-9）的運行模式是市電一邊對電池進行充電，另一方面經過逆變器給設備進行供電。當市電出現(xiàn)故障時，電池內的電流將會以無切換時間的條件向設備供電[16]。當市電恢復工作，電池停止向逆變器供電，繼續(xù)正常模，將電

73、池消損的電流補滿。</p><p>　　圖2-9雙變換式UPS框圖</p><p>　　3 信號電源系統(tǒng)故障和運行可靠性分析</p><p>　　3.1 信號電源系統(tǒng)故障</p><p>　　軌道交通線路，一般由高架或者地下線路組成，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)保證在線路范圍內車-地通信的暢通、及時，保證系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性和可靠性。</p>

74、<p>　　3.1.1 引入電源故障</p><p>　　引入電源故障，可以分為2 類：</p><p>　?。?）一級負荷引入電源屏的部分故障；</p><p>　?。?）UPS 電源輸出到電源屏的故障。這類故障多由連接線纜的接頭松動造成，個別情況下是由線纜斷裂造成。此類故障一旦釀成，信號設備將全部或部分失電，對運營的危害較大。</p>

75、<p>　　3.1.2 UPS故障</p><p>　　UPS 電源系統(tǒng)由4 部分組成： 整流器、電池組、逆變器和開關控制。整流器件采用可控硅或高頻開關整流器，具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能。逆變器具有恒壓輸出功能，當外電發(fā)生變化時（ 該變化應滿足系統(tǒng)要求） ，輸出幅度基本不變。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖，儲能電池除可存儲直流直能外，

76、對整流器來說就像接了一只大容量電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。</p><p>　　圖3-1 UPS工作原理圖</p><p>　　圖3-1為UPS 工作原理示意圖。斷路器K1 控制主路交流電源輸入； 整流器將交流電源變成直流電源； 逆變器進行DC /AC 變換，將整流器和蓄電池提供的直流電源變換成交流電源輸出； 蓄電池組在交流停電時通過逆變器向負載供電。輸入電源也可

77、以通過旁路靜態(tài)開關從旁路回路向負載供電。另外，在對負載供電不間斷情況下而對UPS 內部進行維修時，可使用維修旁路開關K3。</p><p>　　3.1.3 電源模塊故障</p><p>　　現(xiàn)在通用的智能電源屏，其電源輸出都采用模塊化輸出，電源可以從一個模塊輸出，也可以由一個模塊輸出多路電源。電源模塊故障后，由該模塊提供的相關電源將被切斷。電源模塊化智能化的實施，提高了電源的可靠性，一旦

78、模塊出現(xiàn)故障，故障的判斷和定位都相當準確，直接更換對應的模塊即可。</p><p>　　3.1.4 電源分路故障</p><p>　　若電源只是某一分路故障，首先檢查分路的上下級開關，同時檢查連接線纜的完好性。分路故障，也可能是該分路所在模塊產生的故障。</p><p>　　3.2 電源系統(tǒng)運行可靠性分析</p><p>　　3.2.1

79、 系統(tǒng)配電</p><p>　?。?）系統(tǒng)總輸入配電</p><p>　　外電網(wǎng)I、II路電源經過QF1、QF2及KM1和KM2后選擇一路對電源屏進行供電，KM1和KM2由系統(tǒng)兩路輸入切換控制板進行控制，KM1和KM2輸出端接至系統(tǒng)過渡端子（13D-11～14）上，同時外電網(wǎng)I路電源經I路直供空開QF3，外電網(wǎng)II路電源經II路直供空開QF4后也接至系統(tǒng)過渡端子（13D-11～14）上。電

80、源屏系統(tǒng)結構上設有互鎖裝置，保證QF1、QF2與QF3和QF4不能同時閉合。</p><p>　　圖3-2 系統(tǒng)總輸入配電</p><p>　　QF1、QF2、QF3、QF4在系統(tǒng)不同輸入時的狀態(tài)見表2-1：</p><p>　　表3-1 QF1、QF2、QF3、QF4空開狀態(tài)</p><p>　　系統(tǒng)與控制臺接口示意圖見圖2-2，系統(tǒng)由I

81、路供電時，通過接線端子1D-60向控制臺提供I路工作狀態(tài)；系統(tǒng)由II路供電時，通過接線端子1D-61向控制臺提供II路工作狀態(tài)；系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過接線端子1D-62向控制臺提供電源系統(tǒng)故障狀態(tài)。</p><p>　　圖3-3 電源屏與控制臺接口圖</p><p>　　如圖3-4中所示，機柜前門上安裝有指示燈、蜂鳴器及系統(tǒng)兩路輸入切換控制板，</p><p>　　H

82、L1—— “I路有電“ 紅色指示燈，I路輸入正常時點亮；</p><p>　　HL2—— “I路工作“ 綠色指示燈，I路主用，II路備用時點亮；</p><p>　　HL3—— “II路有電“ 紅色指示燈，II路輸入正常時點亮；</p><p>　　HL4—— “II路工作“ 綠色指示燈，II路主用，I路備用時點亮；</p><p>　　HA

83、U1—— “故障報警蜂鳴器“，當系統(tǒng)故障時發(fā)出聲光報警；</p><p>　　SB1——“預警/消音開關”可對HAU1進行消音操作；</p><p>　　PDB ——“系統(tǒng)兩路輸入切換控制板“負責采集I、II路電源的狀態(tài)并進行過欠壓、缺相、相序判斷，通過控制接觸器KM1和KM2來實現(xiàn)兩路切換。</p><p>　　圖3-4 電源屏輸入指示燈及兩路輸入切換控制板接線圖

84、</p><p>　?。?）UPS及穩(wěn)壓器配電</p><p>　　如圖3-5中所示，電源屏上設置有UPS輸入開關（QS1），UPS輸出開關（QS5），同時設置有UPS維修旁路開關（QS7），當UPS出現(xiàn)故障時，可將UPS輸出開關（QS5）斷開后，閉合UPS維修旁路開關（QS7），通過穩(wěn)壓器，維持穩(wěn)壓供電，UPS輸出開關與UPS維修旁路開關設有機械互鎖。</p><p&

85、gt;　　圖3-5 UPS及穩(wěn)壓器配電接線圖</p><p>　　3.2.2 電源系統(tǒng)可靠性要求分析</p><p>　?。?）自動閉塞線路對外部電源的要求</p><p>　　行車信號用電由自動閉塞供電專用線路提供電源，從理論而言，信號供電中斷時間不能超過150ms，否則，將會導致所有供電區(qū)間的自動閉塞信號燈變?yōu)榧t燈，影響鐵路的正常運輸。為了保證供電可靠性，鐵路

86、供（水）電段均設立自動閉塞（簡稱自閉）配電所，當自閉變電所獨立設置時，外部電源為單獨引進的獨立電源。當自動閉塞配電所和貫通配電所合建時，電源可由貫通配電所的10kV母線上引來。不論是哪種配電所都應保證上、下行方向兩相鄰自閉配電所的電源是互為獨立的電源。</p><p>　　除通過采用雙電源供電外，為確保行車信號用電的可靠性，自閉饋線的控制斷路器應裝設一次自動重合閘裝置（ARD）或備用電源自動投入裝置（APD），從

87、二次設備的角度提高連接的可靠性。相鄰的兩個自閉配電所，一為主供所，正常運行時主供所自閉饋線的斷路器閉合，由主供所向自閉饋線供電，主供所自閉饋線斷路器裝設一次自動重合閘裝置（ARD）；另一配電所為備供所，正常運行時備供所的自閉饋出線斷路器斷開，處于備用狀態(tài)。當主供所因故或檢修停電時，主供所自閉饋線斷路器自動跳開，備供所的自閉饋線斷路器在（APD）的作用下自動合閘，由備供所向自閉線路供電。自閉饋線供電系統(tǒng)如3-6所示。</p>

88、<p>　　圖3-6自閉饋線供電系統(tǒng)示意圖</p><p>　?。?）行車信號設備對電壓水平的要求</p><p>　　行車信號設備除要求不間斷供電外，同時要求自動閉塞信號變壓器的二次端子（220V側）的電壓偏差值不超過額定電壓的士10%，以保證行車信號燈的亮度和顯示的準確性。一般采用在10kV側裝設1：1的有載調壓（變壓）器，這種被稱為高壓控制調壓方式的自動閉塞配電所，在我國

89、鐵道供電系統(tǒng)中得到廣泛采用，圖3-7是其接線圖。從電力系統(tǒng)的角度看，鐵路負荷屬于終端負荷，所以鐵路供電系統(tǒng)中絕大多數(shù)為10kV配電所，只有在極個別的地方，存在有110kV的配電所。從配電所引出的自動閉塞饋線的額定電壓是10kV，因而它的主接線與一般配電所10kV側主接線方式基本相同。自閉母線與工作母線應分別各設1組電壓互感器和避雷器，兩段母線經1臺1：1的調壓變壓器連通。母線短接隔離開關1QS是當調壓器因故退出運行時，合上1QS由工作母

90、線直接向自閉母線供電。</p><p>　　圖3-7 高壓控制調壓的自閉配電所接線圖</p><p>　　3.2.3 電源可靠性內容</p><p><b>　?。?）電源可靠性</b></p><p>　　信號系統(tǒng)電源可靠性不足是故障發(fā)生的直接原因。其UPS采用ITA型（6kVA），為單總線單UPS配置，未配置冗余U

91、PS。信號系統(tǒng)電源屏監(jiān)控單元為單套電源供電，可靠性低。當電源屏監(jiān)控單元發(fā)生故障時，難以實現(xiàn)對信號系統(tǒng)及時有效監(jiān)控。僅在小營指揮中心、萬柳車輛段配置了監(jiān)控終端，當這2處監(jiān)控終端出現(xiàn)故障時，將導致監(jiān)控失效。信號系統(tǒng)由1套外電源供電，當外電源出現(xiàn)異常波動時，將導致信號系統(tǒng)電源異常，進而造成故障，影響行車。</p><p>　?。?）網(wǎng)絡結構可靠性</p><p>　　網(wǎng)絡結構可靠性不足是故障影響

92、擴大的根本原因。地鐵10號線的信號系統(tǒng)網(wǎng)絡結構為總線網(wǎng)絡結構，任何一路網(wǎng)絡故障或斷電時，系統(tǒng)仍可正常工作；但如果雙通道網(wǎng)絡設備電源均斷電時，則信號系統(tǒng)網(wǎng)絡中會出現(xiàn)斷點，2個斷點之間（系統(tǒng)設定的斷點除外）所有站的信號系統(tǒng)將與骨干網(wǎng)絡失去聯(lián)系。2015年10月23日，1個非集中站（豐臺站）單點的故障，引發(fā)了多個聯(lián)鎖區(qū)軌旁ATP和ATS數(shù)據(jù)傳輸中斷，導致了15個站、14個區(qū)間列車降級運行。表明：總線網(wǎng)絡結構可靠性不足，單個站的信號設備供電故障

93、將造成較大的影響。</p><p>　　3.3 電源系統(tǒng)故障應對辦法</p><p>　　3.3.1 增設電源視頻監(jiān)控</p><p>　　在信號設備室或者信號電源室，安裝視頻監(jiān)控，方便電源故障時設備狀態(tài)的判定。一般來說，目前運用在城市軌道交通的電源都具有電源監(jiān)測系統(tǒng)，可對設備的電源參數(shù)、設備狀態(tài)進行實時監(jiān)測，但增加視頻監(jiān)控可以作為對電源設備及系統(tǒng)設備的全程監(jiān)視

94、，為設備運轉及維修決策提供依據(jù)，同時也可以對設備的人為誤動起到一定的監(jiān)視作用。</p><p>　　3.3.2 建立電源應急機制</p><p>　　信號系統(tǒng)電源設備故障影響的范圍是區(qū)域性的，對正常行車危害極大。為保證行車安全，從設備的可靠性入手，已經做了大量卓有成效的工作，但設備故障的應急處理，仍然是日常維修保障的重要環(huán)節(jié)。為此，在維修保障隊伍中，針對電源故障，建立高效準確的維修隊伍，

95、勢在必行。畢竟電源故障，不同于其他故障，引起區(qū)域性行車中斷會造成經濟損失，影響正常交通出行，這些情況非常關鍵。</p><p>　　3.3.3 信號維保人員對調度的輔助</p><p>　　按照信號系統(tǒng)的特點，設備集中站故障，會使3～5個車站信號設備停止工作； 非設備集中站故障，影響本站及相關區(qū)間設備的供電。發(fā)生區(qū)域性供電故障，影響信號設備非正常工作時，信號維保的高級技術人員，此時應進入

96、調度中心，從設備運用的特點、影響范圍、故障涉及的安全因素出發(fā)，為調度員及調度主任提供決策參考，確保設備非正常運轉或者設備停止工作的情況下，線上運營的安全。</p><p>　　4 信號電源系統(tǒng)的可靠性保證措施研究</p><p>　　4.1 可靠性保障措施</p><p>　　4. 1.1 加強維修培訓和實際操作</p><p>　　隨

97、著信息技術和計算機通信技術的快速發(fā)展，電源設備的可靠性大大提高，為日常的設備維修、設備運轉都打下了堅實的基礎。同時，設備的自動化程度高、運行狀態(tài)穩(wěn)定，以前由人來完成的工作，現(xiàn)在由計算機來完成，因此長期以來，人們都對設備的應急處置覺得非常棘手和應對茫然。在設備正常運行過程中，在保障系統(tǒng)正常運營的基礎上，需要加強實際維修的能力，定制故障場景，有針對性地進行維修培訓和實際操作，達到故障時快速決策、準確判斷、立即到位的效果，最大限度地縮短維修時

98、間，保障運營。</p><p>　　4. 1.2 完善日常監(jiān)測手段</p><p>　　從監(jiān)測手段來說，目前電源監(jiān)測一般是聯(lián)網(wǎng)后實現(xiàn)在中心監(jiān)測。監(jiān)測起到的作用和效果主要是事后分析，而在平時的工作中電源的狀態(tài)被關心較少。一方面，監(jiān)測機在中心，大家關心不到； 另一方面，常規(guī)報警信息多，致命報警一般較少，這樣一來，導致監(jiān)測在日常工作中成為了可有可無的一項功能。對此采取如下的完善手段：</

99、p><p>　?。?）將電源監(jiān)測功能集成到控制中心的調度員工作站、車站值班員工作站，擴大電源監(jiān)測的人群，共同對管轄范圍內的電源信息進行有效反饋；</p><p>　?。?）周期性分析電源監(jiān)測的數(shù)據(jù)，對一個周期內的電源數(shù)據(jù)進行實測和抽檢，對數(shù)據(jù)進行分析后作出階段性評價，并歸納今后維修電源的應對策略。</p><p>　　4. 1.3 提高外網(wǎng)供電可靠性</p>

100、;<p>　　地鐵1號線各個站及小營控制中心的信號電源屏均增加1套應急供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)為熱備模式，當UPS或電源屏交、直流輸出支路電源斷電時，可自動切換至應急供電系統(tǒng)。增設應急供電系統(tǒng)示意圖，如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 增設應急供電系統(tǒng)示意圖</p><p>　　應急供電系統(tǒng)輸入采用2路獨立輸入電源，從既有配電箱下口引入。經應急供電系統(tǒng)輸入切換裝置后，2路

101、輸入給應急供電系統(tǒng)交、直流模塊供電。</p><p>　　應急供電系統(tǒng)直流支路輸出端加防反灌裝置后，與既有信號電源屏直流支路并聯(lián)輸出，可做到無縫切換。應急供電系統(tǒng)交流支路與既有信號電源屏交流支路，通過互鎖切換裝置轉換后輸出。其中，既有電源屏輸出支路為主用，應急供電系統(tǒng)輸出支路為備用。主用斷電后，主轉備時間小于60 ms；主用供電恢復后，備轉主時間小于10 ms。應急供電系統(tǒng)設有獨立的監(jiān)控系統(tǒng)，可對應急供電系統(tǒng)的輸

102、入、輸出狀態(tài)以及模塊工作狀態(tài)進行監(jiān)控，并通過通用協(xié)議將數(shù)據(jù)上傳。</p><p>　　本方案增設的應急供電系統(tǒng)，具有如下特點。</p><p>　　（1）對既有電源屏所有輸出支路都單獨提供應急供電支路，可實現(xiàn)對既有信號電源屏所有輸出支路的應急供電。</p><p>　?。?）輸入接線方式繞開既有信號供電系統(tǒng)的故障點（UPS或信號電源屏），既有信號系統(tǒng)電源故障不再影響

103、應急供電系統(tǒng)正常運行。</p><p>　　（3）在負載設備不斷電情況下，可實現(xiàn)既有信號電源屏的斷電維護。</p><p>　?。?）現(xiàn)場施工無需改動既有設備，僅需將既有電源屏輸出線和負載線引入應急供電系統(tǒng)即可。</p><p>　　4.2故障診斷及處理</p><p>　　隨著軌道交通的不斷普及，電源設備的數(shù)量也越來越多，設備質量的可靠性和

104、維護水平的高低將決定著他們能夠長期穩(wěn)定的運行，是否能夠真正適應現(xiàn)代軌道交通發(fā)展的需要。由于電源設備生產流程的復雜性，還有電器設備壽命局限性以及現(xiàn)場設備面對情況的多變性，電源設備在運行以后出現(xiàn)的各種故障從目前來看還是很難避免的。怎樣在出現(xiàn)各式各樣的問題以后，良好的解決它們，并且今后避免它們的產生，一直都是一個值得不斷研究的問題從設備故障分類來看，可以有多種角度來分析。</p><p>　　從故障嚴重性質角度來看一般

105、故障分普通常見故障（不影響輸出）、緊急故障（影響輸出或存在潛在危險，但是能恢復，可能影響行車）、嚴重故障（影響輸出，短期不能恢復，影響行車，可能形成事故）。</p><p>　　針對合肥地鐵1號線出現(xiàn)的電源系統(tǒng)故障，為提升設備可靠性，特針對電源屏相關故障問題制定了診斷及處理措施，如表4-1所示，</p><p>　　表4-1故障診斷及處理</p><p><b

106、>　　5 結論</b></p><p>　　地鐵信號系統(tǒng)中廣泛采用了UPS電源設備，確保地鐵安全、快捷，準點運行。針對與關鍵設備需要持續(xù)供電，須采用在線式UPS確保設備持續(xù)穩(wěn)定，也為搶修設備預留一定時間，及時恢復設備正常狀態(tài)，UPS設備正常運行是整個地鐵正常運行的關鍵所在，本文以地鐵信號電源系統(tǒng)可靠性為研究對象得到以下幾個方面的結論：</p><p>　?。?）合肥地鐵

107、1號線地鐵信號電源系統(tǒng)采用了單機UPS旁路穩(wěn)壓器方案（三相、帶兩路切換）等多種形式的供電方案，通過實際運行以來，系統(tǒng)狀態(tài)良好，故障率較低；</p><p>　?。?）地鐵信號電源系統(tǒng)可靠性主要從兩個方面進行考慮，一方面是信號系統(tǒng)電源自身的可靠性，一方面是網(wǎng)絡結構的可靠性，不僅需要保證電源系統(tǒng)自身可靠，同時還需要提高外網(wǎng)供電的可靠性；</p><p>　　（3）提高信號電源系統(tǒng)可靠性主要通過

108、加強維修培訓和實際操作、完善日常監(jiān)測手段以及提高外網(wǎng)供電可靠性三個方面開展。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 徐亞輝.城市軌道交通供變電技術[M].北京:機械工業(yè)出版社，2014.</p><p>　　[2] 于松偉，楊興山，韓連祥，等.城市軌道交通供電系統(tǒng)設計原理與應用[M].成都:西南交通大學出版社

109、，2015.</p><p>　　[3] 葉華平.城市軌道交通概論[M].北京:人民交通出版社，2014.</p><p>　　[4] 杜彥良，牛學勤.現(xiàn)代軌道交通技術與裝備[M].北京:科學出版社，2015.</p><p>　　[5] 王喜軍，王小飛.地鐵信號系統(tǒng)電源設計方案及相關故障應對辦法研究巨[J].鐵道通信信號,2015,48(7);19-22.<

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