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1、城市轨道交通站台屏蔽门系统电气设计摘要简要介绍屏蔽门系统在城市轨道交通建设中的发展,及城市轨道交通屏蔽门系统的组成,并对其配电方式、蓄电池容量计算、控制设计进行描述,以供地铁电气设计人员参考借鉴。关键词城市轨道交通屏蔽门系统电气设计1概述目前我国城市轨道交通项目建设处在快速发展和不断完善的过程中。改善轨道交通设备系统及其配套设施,优化地铁候车环境,提高城市轨道交通的服务水平,采用节约能源的新设备和新技术将是一种必然的要求和趋势。城市轨道交通站台屏蔽门安装于地铁、轻轨等交通车站站台边缘,将轨道与站台候车区隔离,
2、设有与列车门相对应,可多级控制开启与关闭滑动门的连续屏障,简称屏蔽门。屏蔽门作为城市轨道交通的新型设备系统,在广州地铁二号线首次投入使用,由于其良好的节能效果和对乘客的安全舒适保障,越来越得到相关建设部门的认同。2构成及功能2.1基本构成屏蔽门系统由机械和电气两部分构成,一般有三种结构形式,见图1、2、3。2.2基本功能屏蔽门在轨道交通站台中的基本功能如下:a.屏蔽门可以防止人和物体落入轨道和非法闯入隧道,杜绝因而引发的事故、延迟运营与增加额外成本。b.减少站台区与轨行区之间气流的交换,通过对地下车站通风空调
3、制式的改变,降低车站通风空调系统的运营能耗。c.成为铁路车辆和车站基础设施之间的紧急栏障和安全整合的安全系统。d.减少列车运行噪声及活塞风对站台候车乘客的影响,改善乘客候车环境。e.保障乘客和工作人员的人身安全,阻挡乘客进入轨道,拓宽乘客在站台候车的有效站立空间。f.更好的乘客管理。当列车停靠在正确的位置上,乘客才进入列车或站台。g.在火灾或其他故障模式下,可以配合相关系统进行联动控制。h.可以利用屏蔽门采用一体化的信息、广告显示屏,达到资源的最大化利用,同时对车站整体空间布置进行简化。3配电系统设计3.1电
4、源主要包括驱动电源、控制电源,电源设备设置在屏蔽门系统设备室。3.2供电方式根据目前国内屏蔽门设计和投标的情况,控制电源采用UPS(不间断电源系统)供电,驱动电源的供电方式则分为两种:直流供电、交流供电。3.2.1直流供电电源设备由UPS、隔离变压器、整流器、蓄电池等设备组成。屏蔽门直流无刷电机及DCU(门控单元)采用直流10供电;PSC(主控机)和PSL(就地控制盘)采用直流2V或5V供电。低压配电系统提供两路20/30电源到自动切换箱,输出一路三相30电源及一路单相20电源。30电源经过UPS、三相隔离变
5、压器和整流器至10直流母线,然后由直流10母线每侧馈出三路直流送至各个门控单元。当供电回路、开关或整流器均故障时,蓄电池的容量应能满足屏蔽门驱动系统每小时开/关门5次的要求,见图4。3.2.2交流供电3.2.2.1正常运行正常情况下,屏蔽门的驱动电源由主电源供应,当主电源故障时,电源自动切换装置自动将主回路切换到备用电源,将备用电源投入。UPS充电模块通过内部的交直交转换,一方面除对蓄电池组进行浮充电外,另一方面通过AC30隔离变压器向屏蔽门配电单元交流供电,并由门控单元经交直流转换驱动电机运动,见图5。3.
6、2.2.2故障运行充电模块采用N+1冗余配置,当某个充电模块发生故障时,由于UPS充电模块的在线式热插拔的固有特性,使其不会对其余充电模块产生影响,其余充电模块继续给负荷供电。当主电源、备用电源均发生故障时,由电池组经逆变器将直流转换为交流,通过AC380V隔离变压器向屏蔽门/安全门配电单元交流供电,并由门控单元经交直流转换驱动电机运动。在低压一主一备两路交流电源断电后,蓄电池的容量应能满足屏蔽门驱动系统每小时开/关门5次的要求。当交流电源恢复供电时,系统具有自启动功能,保证交流电恢复时能自动恢复正常运行。3
7、.3电源容量计算屏蔽门系统驱动电源主要是为门机提供稳定的电源。驱动电源主要由电源自动切换装置、充电模块、降压硅链、微机监控装置、绝缘监测装置、防雷装置、进口免维护蓄电池和馈线回路等构成。控制电源是为屏蔽门系统的控制设备如主控机(PSC)、屏蔽门紧急操作指示盘(IBP)、站台端头控制盒(PSL)等提供电力需求。控制电源由UPS(含蓄电池)、直流变换稳压电源装置、馈线回路等构成。3.3.1驱动电源容量的计算a.确定驱动设备用电参数。DCU额定工作电压、DCU工作电压范围、滑动门启动时的最大电流、滑动门恒定最大速度
8、时的额定连续电流、DCU控制电流、滑动门顶盒上指示灯等。b.绘制屏蔽门开/关门DCU电力负荷曲线图。c.蓄电池容量及单体数量的确定(以目前屏蔽门普遍采用的德国阳光电池为例)。考虑最严峻的条件,当标准两侧站台的屏蔽门同时动作时,蓄电池需要放出的电流为:Imax1=I1+I2(1)式中:Imax1———蓄电池最大放电电流;I1———站台两侧滑动门同时开关时DCU最大电流;I2———门顶盒指示灯电流。依据
