0 引 言

地鐵信號系統(tǒng)即ATC(Automatic Train Control，列車自動控制)系統(tǒng)，它由ATP(列車自動保護(hù))、ATO(列車自動駕駛)、CI(計算機(jī)聯(lián)鎖)和ATS(列車自動監(jiān)視)等子系統(tǒng)有機(jī)地組成在一起。信號設(shè)備分布在控制中心、軌道沿線設(shè)備房、室外軌旁及列車上，其中列車上的ATC車載設(shè)備由車輛提供110 V直流電源。在正常情況下，由信號系統(tǒng)以ATO模式按照ATS的計劃時刻表運行，運行的安全完全由信號系統(tǒng)負(fù)責(zé)。信號系統(tǒng)的控制設(shè)備出于安全性和可靠性的考慮，采取了三取二平臺或冗余熱備配置。為了確保信號系統(tǒng)控制設(shè)備正常工作，系統(tǒng)的電源配置也應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄅc整個系統(tǒng)相適應(yīng)。信號系統(tǒng)的電源設(shè)備包括信號電源屏、UPS(不間斷電源)和蓄電池等。

本文就信號系統(tǒng)地面部分設(shè)備集中站的電源方案進(jìn)行探討。

1 信號電源屏

1.1 原理

目前地鐵中使用的模塊化信號電源屏示意圖如圖1所示。

過去使用的單體分立元件式的信號電源屏由于不方便使用維護(hù)和占地面積較大而逐漸被淘汰，現(xiàn)在 
使用的是模塊化信號電源屏，即信號系統(tǒng)需要的各種直流電源通過高頻開關(guān)電源模塊提供。直流24 V電源為CI、光連接模塊、繼電器等供電，直流60 V電源為CI、ATP等供電，交流230 V為軌道電路、信號機(jī)等供電，交流三相380 V為轉(zhuǎn)轍機(jī)供電。直流模塊采用N+1均流并聯(lián)方式，交流三相轉(zhuǎn)轍機(jī)模塊采用1+1熱備，交流230 V通過UPS輸出配電直接輸出。

1.2 安全防護(hù)

1.2.1 漏電檢測

各路輸出電源信號引入至漏電保護(hù)裝置中的檢測電路，當(dāng)檢測到漏電流大于設(shè)定值時，則相應(yīng)的保護(hù)電路動作。此時面板上的指示燈亮且蜂鳴器嗚叫�？梢苑謩e檢測被測交流電源相線到地和零線到地的漏電流，或分別檢測到被測直流電源正極到地和負(fù)極到地的漏電流。

1.2.2 電源隔離

向室外設(shè)備、繼電電路供電電源回路輸出端采取隔離措施，交流供電采用變壓器隔離方式，直流供電單元采用高頻隔離方式。

1.2.3 過壓／過流保護(hù)

電源模塊本身具有過壓過流保護(hù)措施：模塊輸出過電壓時，自身處于保護(hù)狀態(tài)，切斷對外部的電源供給，保障設(shè)備的安全；模塊輸出電流超出額定值時，即進(jìn)入限流輸出狀態(tài)。直流電源模塊的輸出電壓嚴(yán)格限制其輸出不超出其額定電壓的20％。

1.2.4 防雷

輸人采用三級防雷系統(tǒng)，B級防雷位于機(jī)柜外面，C、D級防雷包含于機(jī)柜中。考慮到信號設(shè)備復(fù)雜的工作環(huán)境，在每路輸出還設(shè)有一級輸出防雷，保證信號系統(tǒng)室外設(shè)備在惡劣的環(huán)境下可靠工作。防雷具有智能監(jiān)測功能，在防雷器失效時給出告警信息。

1.3 接口

兩路外部輸入三相四線制電源經(jīng)信號電源屏的自動切換裝置后提供給UPS(不間斷電源)。電源屏與UPS監(jiān)測單元采用RS-232串行接口通過屏蔽通信電纜連接，電源屏的監(jiān)控單元實時采集或接收UPS的狀態(tài)信息，通過電源屏集中組網(wǎng)對全線電源設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。UPS的干接點信息通過電源屏接點排集中轉(zhuǎn)接，并與電源屏本身的干接點信息一起提供給信號系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)。

2 UPS

2.1 UPS的工作方式

從UPS的發(fā)展歷史來看，它經(jīng)歷了由旋轉(zhuǎn)型工作方式到現(xiàn)在大量使用的靜止轉(zhuǎn)換工作方式的轉(zhuǎn)變。旋轉(zhuǎn)型工作方式的UPS基本上已經(jīng)淘汰，現(xiàn)在基本上采用靜止轉(zhuǎn)換工作方式的UPS。靜止式UPS從其位于市電與負(fù)載之間的工作方式來區(qū)分，可分為后備UPS、互動式UPS和雙變換式UPS等3種。

2.1.1 后備式UPS

后備式UPS示意圖見圖2所示。

后備式UPS是一種價格低廉、僅能滿足一般客戶要求的普及型UPS，容量一般只有0.5 kVA～2 kVA左右。功率變換回路的構(gòu)成比較簡單，主要由濾波