EPS應急電源的地鐵車站應用

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摘要：目前在設計過程中存在產品規格多樣，招標晚于土建配合，不能合理利用空間，運營備品多樣通用性差等問題，文章對現狀進行分析，對eps應急電源標準化在地鐵車站中的實踐應用進行深入分析探討，提出了標準化EPS在地鐵中的應用，并分析其優勢。

關鍵詞：EPS（應急電源裝置）；標準化；軌道交通

引言

地鐵車站作為重要公共建筑，是人員集散中心，若出現停電故障，作為地下建筑，應急照明則顯得尤為重要。目前地鐵主要采用的是雙電源供電+EPS應急電源裝置供電的集中應急照明系統，其核心就是EPS應急電源裝置，在車站兩路進線電源均失電的情況下，主要負責公共區、設備區及區間的應急照明及疏散指示標志、一類導向標志的配電。將集中供電的應急照明電源取代分散的應急電源是發展的必然趨勢[1]。目前地鐵應急電源EPS在全國普遍應用的情況下，有著不同的設計準則，本文在分析了不同設計方案的優缺點，結合標準EPS在長沙地鐵中的應用，對應急電源EPS在地鐵工程中的設計，提出了優化設計方案。

1應急電源EPS組成及工作原理

EPP應急電源主要由輸入及饋出回路、主機、蓄電池組、監控顯示組成。輸入為雙電源切換轉置，饋出回路包含了設備區強啟回路以及公共區配電、疏散指示配電回路。主機是EPS應急電源工作的核心部分，包含整流充電器和逆變器。蓄電池組一般由免維護鉛酸蓄電池組成。監控顯示主要針對蓄電池組健康狀態、饋出分路輸出狀態進行檢測，通過鍵盤及顯示屏進行顯示和操作查詢。EPS應急電源通過靜態轉換開關切換市電與蓄電池組供電。當兩路市電正常供電或者一路市電故障失電的情況下，由雙電源切換裝置切換，選擇市電接入到EPS應急電源整流充電器，對蓄電池組進行浮充充電，同時輸出到饋出回路，此時蓄電池組處于浮充狀態，逆變器與輸出回路斷開，由市電為應急電源饋出回路供電。當兩路市電均失電，則通過切斷斷路器，切斷饋出與市電的連接，此時EPS應急電源切換到蓄電池組供電狀態，蓄電池組經過逆變器，由直流轉換成380V三相交流電，為應急回路供電，同時設備區應急燈具回路全部強啟，保證燈具處于點亮狀態。

2應急電源EPS的設計方案

目前地鐵車站低壓配電設計中，EPS應急電源設置根據設計方案的不同，可以分為兩種。方案一，在地鐵車站的站廳及站臺層兩端照明配電室各設置一臺EPS，總共四臺，就近為相關區域提供應急供電電源；方案二，在地鐵車站的兩端根據土建條件，分別設置一間應急照明電源室，用于放置供應地鐵車站一端應急功率的EPS應急電源裝置。EPS應急電源裝置根據廠家產品規格、地鐵車站應急照明所需容量的不同，以及內部蓄電池、控制部分、饋出回路、進線回路等的設置方式不同，對土建的要求也不盡相同。比如EPS應急電源的檢修形式分為柜前檢修和柜后檢修，柜前檢修的優點是節省土建空間，但是由于饋線面板也在前方，故檢修操作時需要先拆下前面板，操作較為繁瑣；而柜后檢修方式，檢修操作界面與饋出回路面板分離，檢修方便。但是也對土建空間提出了較高的要求，在柜后至少需要預留800mm檢修空間。EPS設置方案中，方案一中的EPS設置方式，已經將單端應急電源容量分散，根據實際容量的大小設置相應的柜子數量，部分廠家在EPS容量≤11kW的情況下，器產品可將蓄電池模組、整流逆變、檢測、饋出等整合至一個柜子，并采用柜前檢修方式，最大限度的減少土建空間需求。而對于標準車站，應急照明負荷一般為30~40kW[2]，因此四個柜子即可滿足要求。方案二中的設置方式需要在車站兩端的應急照明電源室中，需要根據車站兩端應急照明容量估算EPS應急電源的容量，按實際功率的1.3倍預留余量。根據土建條件確定應急照明電源室布置于站臺或者站廳，靠近負荷中心。在每個應急照明電源室中需設置三面柜子，分別為電池柜、控制柜、饋線柜，并保證柜后至少800mm檢修空間。通常為全線僅設置三個容量的EPS應急電源容量規格，分別是25kW、30kW、35kW，各個地鐵車站設計根據站點應急照明功率選擇適合的EPS應急電源容量。該方案的優點在于，為每個車站的土建配合提供了標準，因為統一采用三個柜子的方案，所以在寸土寸金的地鐵車站中，可以盡可能的合理的進行土建空間預留，避免后期不必要的浪費。此外由于統一了規格容量，對于EPS應急電源的主機部分的整流裝置、逆變器裝置、靜態轉換開關、電源雙切裝置等組件，可以實現全線備品備件通用性，減少備品規格數量，也便于檢修維修操作。

3優化設計

從上述對比中可以看出，兩種方案有各自的優缺點。本文在方案一的基礎上，結合方案二中的設計優勢，用以彌補方案一的不足之處。通過優勢互補的方式，對方案一的設計過程及設計方式進行優化。首先目前LED燈具有作為代替熒光燈的發展趨勢，EPS應急電源的容量也可相應的得到了優化。并且方案一已將車站的所有應急照明負荷分散布置，故進一步降低了單個EPS應急電源的容量，便于廠家將EPS應急電源的機柜數量及尺寸控制在適當的范圍內，為土建預留空間的一致性提供了可能。首先在兩端站廳及站廳的照明配電室各設置一套EPS應急電源裝置，采用柜前檢修方式，柜后適當預留100mm散熱空間。如有設備層，則從就近的EPS應急電源裝置進行配電。在此基礎上，全線在進行設計之前，先對全線的地鐵車站規模進行全面的評估，擬定出三種規格型號的EPS應急電源裝置，確定容量規格、機柜數量、機柜的包容性尺寸，供全線各車站工點設計時進行選用統一。通過以上的優化，最終得到的EPS設計方案使得EPS的設計對于設計、廠家、運營都提供了便利：（1）設計人員在設計階段就可準確的配合建筑專業進行土建空間預留，不造成土建面積浪費，設計過程中采用統一模板，有助于保證設計質量和進行施工配合；（2）另外精簡了EPS應急電源規格后，使得全線的EPS應急電源的備品備件保持了一致的通用性，便于運營的維修和檢修；（3）對于廠家，其生產實現標準化，而標準化的生產減少了產品配電種類，易于把控產品配件的品質，從而提高了良品率，最終保證交付產品的質量和可靠性，也便于現場指導安裝調試。

4結束語

EPS應急電源是地鐵安全配電的重要組成部分，本文通過對EPS應急電源的組成、工作原理進行分析，并深入對比了目前在地鐵中應用的主要設計方案，針對目前設計和實際運營過程中存在的問題進行探討，提出了優化方案，有利于在地鐵車站EPS設計過程中提高設計效率和空間利用率，并優化了運營過程中備品備件、調試。

參考文獻：

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作者:肖振鵬 單位:廣州地鐵設計研究院有限公司