城市轨道交通弱电系统电源整合方案探讨

　　【摘要】城市轨道交通是现代城市中的一项重要交通方式，其对人们的出行会造成直接影响。弱电系统对城市轨道交通的正常运行会造成对应影响。因此，在对城市轨道交通分析过程中，应当对弱电系统电源整合方案进行深入研究，确保弱电系统电源的合理性，满足城市轨道交通的安全运行。

　　【关键词】城市轨道,弱电系统,电源整合

　　城市轨道交通中弱电设备种类多、系统复杂，不仅对可靠性有着较高的要求，而且，还需要配备应急电源，确保常规电源在轨道交通运行过程中出现问题时，能够提供紧急电源，避免轨道交通在运行期间出现安全问题。杭州市市轨道交通一号线弱电系统具有系统多、技术先进、设备复杂、对电源要求高等特点，通过对弱电系统电源进行整合，很好地解决了弱电系统多设备、多系统安全供电问题，可作为城市轨道交通弱电系统电源整合典型案例，十分具有代表性。

　　1电源整合方式

　　通过对杭州市轨道交通一号线弱电系统进行分析可以发现，不同设备对电源电压、电流、交直流特性需求不一，供配电工作难度较大。在对轨道交通弱电系统进行整合后，整个系统以直流操作电源作为主体，将通信系统、监控系统、信号系统等分别作为直流电源的负载，统一了供配电标准，很好地解决了不同设备电源需求的问题。

　　同时，在各个弱电系统供电接口处，依据弱电系统的具体电源种类，接入到不同的模块中，实时监控电源的工作状态。各个弱电系统都设计两个相互独立的交流输入电源，同时，在输入一侧，设置了两个进线电源切换装置，通过对其电源的合理切换[1]。在系统正常运行期间，统一采用高频开关电源进行供电，如果其中一路交流输入电源出现故障，则可以利用直流电源系统中的蓄电池，使其充当弱电系统在运行时的备用电源。配置电源监控系统，由监控主机、中继器、监控模块和传输缆线组成。

　　监控主机对所监测的设备电源的运行信息、故障信息、位置信息等参数进行跟踪采集、存储、分析，方便用户进行管理和监控;通过人机交互界面，将设备电源的数据汇总显示，具有管理、查看、报警、打印等多项功能。

　　2整合电源具有的功能

　　整合电源将直流系统作为主体，杭州市轨道交通一号线弱电系统采用智能型高频开关直流操作系统，通过对其进行应用，在系统实际运行过程中，可以对系统中涉及到的各项信息内容进行实时监测，并且完成对各项信息内容的精准上传，并且能够通过智能化方式，完成对蓄电池的科学管理。在系统中，两路交流进线电源都处于正常供电状态时，充电装置对蓄电池组进行浮充电或充电，给经常性负荷提供直流电源。

　　在该过程中，为了确保重要负荷供电时间的合理性，在直流电源监控装置上设计了分级切载功能，在该过程中，可以依据电源系统具体要求的后备时间，以及相应的顺序，将负载切掉。系统在实际应用该过程中，分级切载功能的实现有直流系统监控单元自动实现。监控单元在运行过程中，对系统运行过程中的各项信息内容进行实时监控，在该过程中如果检测到的负荷的容量比充电装置的定额容量大，或者交流进线电源消失[2]。

　　此时，监控单元将会自动启动分级切载程序，通过对该程序的合理应用，实现对各弱电系统用电时间进行计时，在达到预定的后备时间后，监控单元将会发出相应的控制指令，通过对该项指令的应用，驱动中间继电器对相应的断路器的操作进行控制，将相应的负载切掉，并且在该过程中，监控单元可以完成对该断路器位置信号的准确检测，最终确定是否正确执行了相应的切载操作。系统在运行中，监控单元监控设备的主电源以及备用的电源是否正常，实时监测电源设备是否有短路，断路，过压，过流以及欠压和缺相等一系列故障。

　　同时，监控单元能及时准确的记录故障发生的部位、类型、故障发生的时间等，发出警报信号，提醒相关人员及时处理，防止事故的发生，将一切危险遏制在未发生之前。系统在运行过程中，蓄电池电压的实际大小达到了放电终止电压，或者交流进线恢复正常供电，此时，监控电源在运行期间，将会再次发出相依的控制指令，该指令驱动中间继电器，完成对相应断路器操作机构的合理控制。通过传感器对电源的工作状态参数进行动态采集(包括电压、电流、剩余电流、温度等参数)，各参数实时显示于工作站，管理人员可以及时观察电源状态参数的变化。

　　3整合电源过程中需要注意的重要内容

　　城市轨道交通弱电系统电源整合是一项复杂的工作，在具体整合过程中需要考虑各项因素对整合后电源的运行情况的影响，因此，为了确保最终整合电源的作用能够得到充分发挥，应当加强对以下内容的注意：

　　(1)针对不同的电源系统，在整合过程中，要求的后备时间也会存在较大的差别，因此在该过程中，应当依据电压控制法或阶梯计算法，完成对弱电系统中应用的蓄电池的具体容量的大小进行准确计算，确保容量的合理性。在该过程中，需要特别注意的是，在对电压控制进行应用的过程中，应当对事故放电初期，以及事故放电末期的冲击放电电流的具体大小情况进行电压水平校验，确保电压水平的合理性，满足城市轨道交通弱电系统在运行过程中的需求，确保城市轨道交通的顺利将进行，将方便人们出行。

　　(2)电源整合期间，应当对直流电源系统馈线以及直流配电开关情况进行分析，两者必须满足级差配合，只有这样的设置，才能保证整合后的电源能够满足城市轨道交通弱电系统的运行需求，以免出现供电不足，供电不合理现象，对轨道交通安全运行造成不良影响[3]。

　　(3)因为分析的轨道交通弱电系统中，电力不间断专用电源和48V电源直流输入都来自直流母线，而在直流操作电源系统采用的是一个不接地系统，因此，在整合电源期间，应确保电力专用不间断电源和48V电源在实际应用过程中，出现的任何故障都不会对直流母线的应用造成不良影响，以免弱电系统在应用过程中出现问题[4]。

　　(4)充分考虑经济原则。在进行电源整合期间，要充分对经济原则进行充分考虑，在确保整合后的电源的性能能够满足城市轨道弱电系统需求的基础上，尽量降低成本，争取以最小的成本，完成对电源的科学整合，使其作用能够得到充分发挥。

　　4结束语

　　通过合理的方式对弱电系统中的电源进行科学整合，其目的是为了可以适应城市轨道交通的快速发展。通过对弱电系统电源的合理整合，使其性能得到提升，能够使城市轨道交通弱电系统在运行过程中的安全性、经济性、合理性都能够得到进一步提高，同时，也可以减少弱电系统在应用过程中，各种事故的出现，降低了维护成本。近几年，随着我国城市的快速发展，城市人口数量的增多，城市交通变得更加拥挤，城市轨道交通得到了飞速发展，这在一定程度上能够缓解城市交通拥挤现状，为了确保城市轨道交通在运行期间不会出现问题，要整合电源将得到快速发展，并且对进行合理应用。

　　参考文献

　　[1]李冬.城市轨道交通弱电系统集中UPS容量计算[J].中华建设，2018(02)：150~153.

　　[2]王国富，张立峰，刘海东.济南轨道交通R1线弱电系统不间断电源建设方案探讨[J].城市轨道交通研究，2017，20(12)：108~112.

　　[3]张文涧.城市轨道交通弱电系统电源建设及运营管理问题探讨[J].机电工程技术，2013，42(07)：183~186.

　　[4]赵列远.城市轨道交通弱电系统调试管理探讨[J].中国建设信息，2012(13)：100~101+103.

　　相关期刊推荐：《机电工程技术》(月刊)创刊于1971年，由广东省机械工程学会、广东省机械研究所、广东省机械技术情报站主办。是经过国家科技部、国家新闻出版总署批准出版的大型综合性机电期刊，是中国核心期刊、中国学术期刊综合评价数据库源刊、企业技术人员职称论文资格认定期刊、广东省优秀科技期刊和广东省机械工程学会会刊，杂志专注领域：通用零部件、机床及机床附件、数控系统、工控系统、模具、量具刃具、仪器仪表、CAD/CAM/ERP/PDM/PLM等专业领域。