第2課常用工具和儀表模塊3車站低壓配電系統(tǒng)任務(wù)三城市軌道交通車站應(yīng)急照明裝置一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理城市軌道交通車站環(huán)境具有特殊性，所以對其使用的機(jī)電設(shè)備也有著更高的要求，特別是車站及區(qū)間的照明設(shè)備。為了應(yīng)對供電故障及其他緊急狀況，保障人員及財產(chǎn)的安全，有效地制止災(zāi)害或事故的蔓延，需要在任何情況下都要確保城市軌道交通照明設(shè)施的可靠性。因此，應(yīng)急照明裝置作為緊急情況下的應(yīng)急照明電源，在城市軌道交通車站得到廣泛應(yīng)用。城市軌道交通車站應(yīng)急照明裝置主要為應(yīng)急照明、疏散標(biāo)志等低壓負(fù)荷供電。在常規(guī)電源故障斷電的情況下，能夠為地下車站及隧道提供照明及疏散指示，對人員疏散、消防救援、故障處理等都起著重要的作用。一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理城市軌道交通車站應(yīng)急照明裝置又叫應(yīng)急電源系統(tǒng)，簡稱EPS，一般設(shè)在站臺兩端的應(yīng)急照明電源室或蓄電池室，由車站牽引降壓混合變電所或降壓變電所兩段不同的低壓母線供電。圖3-8應(yīng)急照明裝置一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括雙電源自動切換開關(guān)、整流/充電機(jī)、靜態(tài)開關(guān)、蓄電池組、逆變器、監(jiān)控單元及饋線單元等，如圖3-9所示。圖3-9應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)圖一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理其工作原理為：正常情況下供電電源給負(fù)載供電，同時利用整流器給蓄電池組充電；當(dāng)供電電源失電后，蓄電池組經(jīng)過逆變器將直流電逆變?yōu)榻涣麟娊o負(fù)載供電。圖3-9應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)圖一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理（一）雙電源自動切換開關(guān)雙電源自動切換開關(guān)簡稱ATS，為重要用電場所的可持續(xù)性供電提供保障。當(dāng)電源斷電、過壓、欠壓、缺相時，雙電源自動切換開關(guān)能夠把負(fù)載電路自動轉(zhuǎn)換至備用電源，一般不允許斷電的地點(diǎn)都能用到雙電源切換開關(guān)。車站應(yīng)急照明裝置電源由城市軌道交通車站低壓配電系統(tǒng)引入，從變電所不同的兩段母線各引入一路獨(dú)立的電源，當(dāng)其中一路電源失電時，雙電源自動切換開關(guān)進(jìn)行自動切換。在電源切換過程中應(yīng)保證先斷后合，可自投自復(fù)。一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理（二）整流/充電機(jī)整流/充電機(jī)將應(yīng)急照明裝置輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，經(jīng)濾波后給負(fù)載供電或蓄電充電。在備用應(yīng)急照明裝置中只需要給蓄電池組充電，不需要給負(fù)載供電，因此只做充電機(jī)用。在雙變換應(yīng)急照明裝置中，此設(shè)備既為逆變器供電，又給蓄電池組充電，因此稱為整流/充電機(jī)。一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理（三）靜態(tài)開關(guān)靜態(tài)開關(guān)又稱靜止開關(guān)，是一種無觸頭交流開關(guān)，一般采用兩個可控硅反向并聯(lián)組成電力模塊，其閉合和斷開由邏輯控制器控制，自動切換時間不大于0.2s。靜態(tài)開關(guān)的主要作用是當(dāng)雙路進(jìn)線電源電壓過低或停電時，靜態(tài)開關(guān)動作，饋線回路由應(yīng)急電源供電。當(dāng)雙路進(jìn)線電源恢復(fù)正常時，靜態(tài)開關(guān)自動切換到雙路進(jìn)線電源回路進(jìn)行供電，應(yīng)急照明負(fù)荷和疏散標(biāo)志由交流低壓母線供電，同時整流/充電機(jī)向蓄電池組充電。一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理（四）蓄電池組蓄電池為車站應(yīng)急照明提供后備電源，是保障應(yīng)急照明裝置對外供電的關(guān)鍵設(shè)備。充電時將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲存起來，放電時將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。目前在城市軌道交通車站應(yīng)急照明裝置中廣泛采用免維護(hù)鉛酸蓄電池。一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理（五）逆變器逆變器是通過脈寬調(diào)制PWM（Pulse-WidthModulation，PWM）技術(shù)將直流電變換為交流電。在城市軌道交通車站應(yīng)急照明裝置中，逆變器的作用是將蓄電池組的直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的正弦交流電向應(yīng)急照明負(fù)荷和疏散標(biāo)志供電。一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理（六）監(jiān)控單元應(yīng)急照明裝置能通過監(jiān)控單元與車站機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱BAS系統(tǒng)）進(jìn)行通信。監(jiān)控單元對應(yīng)急照明裝置的主備電源運(yùn)行狀況、電池工作狀態(tài)、故障狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控。一、應(yīng)急照明裝置結(jié)構(gòu)和工作原理（七）饋線單元饋線即配電線，將應(yīng)急照明電源送至應(yīng)急照明負(fù)荷和疏散標(biāo)等用電設(shè)備。二、應(yīng)急照明裝置的運(yùn)行方式和性能要求（一）應(yīng)急照明裝置的運(yùn)行方式（1）正常情況下，車站應(yīng)急照明裝置由變電所兩路交流低壓母線（手動選擇任一路電源為主用電源）供電，當(dāng)主用電源故障時，電源自動切換開關(guān)自動切換至備用電源。只要其中一路進(jìn)線電源正常工作，交流低壓母線給應(yīng)急照明負(fù)荷和疏散標(biāo)志供電，同時通過整流器向蓄電池組充電或浮充，逆變器處于熱備狀態(tài)。為了平衡由于電池自放電造成的容量損耗，需要對蓄電池進(jìn)行一種連續(xù)地、長時間的恒電壓充電。這種充電模式就是浮充電，也稱浮充充電、連續(xù)充電。均衡充電，簡稱均充，是均衡電池特性的充電，是指在電池的使用過程中，由于電池的個體差異、溫度差異等原因造成電池端電壓不平衡，為了避免這種不平衡趨勢的惡化，需要提高電池組的充電電壓，對電池進(jìn)行活化充電，以達(dá)到均衡電池組中各個電池特性，延長電池壽命的維護(hù)方法。二、應(yīng)急照明裝置的運(yùn)行方式和性能要求（一）應(yīng)急照明裝置的運(yùn)行方式（2）雙電源自動切換方式，雙電源自動切換裝置可實現(xiàn)自投自復(fù)的工作方式。由變電所兩路交流低壓母線分別引入兩回路電源作為雙電源自動切換裝置的進(jìn)線電源，兩回路電源一主一備自動切換。當(dāng)主回路電源正常時，雙電源自動切換裝置選擇主回路供電；當(dāng)主回路電源故障、備用回路電源正常時，雙電源自動切換裝置自動切換到備用回路電源；當(dāng)主回路電源重新恢復(fù)正常時，雙電源切換裝置又自動切換到主回路電源供電。二、應(yīng)急照明裝置的運(yùn)行方式和性能要求（一）應(yīng)急照明裝置的運(yùn)行方式（3）當(dāng)雙路進(jìn)線電源故障時，靜態(tài)開關(guān)動作，應(yīng)急照明裝置從供電電源輸出自動轉(zhuǎn)換為蓄電池組回路輸出。此時蓄電池組輸出的直流電通過逆變器逆變?yōu)檎医涣麟娤驊?yīng)急照明負(fù)荷和疏散標(biāo)志供電。（4）靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)換方式，靜態(tài)開關(guān)可實現(xiàn)自投自復(fù)。雙路進(jìn)線電源正常供電時，蓄電池組經(jīng)過逆變器輸出的電源為應(yīng)急電源。當(dāng)雙路進(jìn)線電源電壓過低或停電時，靜態(tài)開關(guān)動作，饋線回路由應(yīng)急電源供電；當(dāng)雙路進(jìn)線電源恢復(fù)正常時，靜態(tài)開關(guān)自動切換到雙路進(jìn)線電源回路進(jìn)行供電，應(yīng)急照明負(fù)荷和疏散標(biāo)志由交流低壓母線供電，同時整流/充電機(jī)向蓄電池組充電。二、應(yīng)急照明裝置的運(yùn)行方式和性能要求（二）應(yīng)急照明裝置的性能要求（1）車站應(yīng)急照明裝置的蓄電池組容量應(yīng)能夠保證應(yīng)急照明負(fù)荷滿負(fù)荷運(yùn)行90min的用電要求，由正常照明轉(zhuǎn)換為應(yīng)急照明的切換時間應(yīng)不大于5s。（2）整流/充電機(jī)將供電電源輸入的交流電通過整流變壓后變成直流電對蓄電池組進(jìn)行充電，充電的電壓應(yīng)根據(jù)電池組的數(shù)量調(diào)整。（3）應(yīng)急照明裝置能與車站機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS系統(tǒng)）進(jìn)行通信。二、應(yīng)急照明裝置的運(yùn)行方式和性能要求（二）應(yīng)急照明裝置的性能要求（4）當(dāng)應(yīng)急照明電源裝置需要維修時，應(yīng)通過維修旁路開關(guān)將整流/充電機(jī)、逆變器與蓄電池組隔離，由維修旁路對應(yīng)急照明進(jìn)行供電。（5）監(jiān)控單元連續(xù)監(jiān)控蓄電池組狀態(tài)，當(dāng)任一單體電池放電至額定最低電壓時系統(tǒng)自動停機(jī)以保護(hù)電池，并發(fā)出報警信號。（6）當(dāng)任一單體電池放電至額定最低電壓系統(tǒng)自動停機(jī)時，可通過強(qiáng)啟功能強(qiáng)行啟動設(shè)備，以最大限度地保證在緊急情況下應(yīng)急照明的供電時間。三、應(yīng)急照明裝置常見故障與處理故障現(xiàn)象故障原因處理方法EPS開機(jī)后，板面上無任何顯示供電電源輸入故障或蓄電池輸入故障1.用萬用表交流電壓擋檢查供電電源電壓，用直流電壓擋檢查蓄電池電壓。2.檢查供電電源熔斷器熔體是否熔斷，檢查電池熔斷器是否熔斷。3.檢查24V開關(guān)電源是否故障，檢查24V電源接口是否松動。在供電電源供電正常時，開啟EPS，逆變器工作指示燈亮，蜂鳴器發(fā)出間歇性響聲，EPS只能工作在逆變狀態(tài)，不能轉(zhuǎn)換到供電電源工作狀態(tài)逆變供電向供電電源供電的轉(zhuǎn)換部分故障1.對照原理圖，用萬用表逐步檢查主回路和控制回路。2.檢查供電電源熔斷器熔體是否熔斷。3.若供電電源熔斷器熔體完好，檢查逆變控制繼電器是否故障。4.若逆變控制繼電器完好，檢查供電電源電路是否故障。表3-1城市軌道交通車站應(yīng)急照明裝置常見故障與處理三、應(yīng)急照明裝置常見故障與處理故障現(xiàn)象故障原因處理方法由供電電源供電向蓄電池逆變供電失敗供電電源供電向蓄電池逆變供電轉(zhuǎn)換部分故障1.檢查蓄電池電壓是否過低。2.若蓄電池正常，檢查蓄電池電壓檢測電路是否正常。3.若蓄電池電壓檢測電路正常，則檢查供電電源向逆變供電轉(zhuǎn)換控制是否正常。有供電電源時EPS輸出正常，而無供電電源時蜂鳴器長鳴，無輸出蓄電池和逆變器部分故障1.檢查蓄電池電壓，若電壓偏低，則要檢查是蓄電池本身故障還是充電電路故障。2.若蓄電池工作電壓正常，檢查逆變器驅(qū)動電路是否正常，若驅(qū)動電路正常，則說明逆變器故障。3.若逆變器驅(qū)動電路不正常，則檢查波形產(chǎn)生電路有無控制信號輸出。三、應(yīng)急照明裝置常見故障與處理故障現(xiàn)象故障原因處理方法長時間充電后蓄電池電壓偏低蓄電池或充電電路故障1.檢查充電電路輸入/輸出是否正常，若輸入不正常，則檢查變壓器及整流器是否正常，若輸入正常，輸出不正常，斷開蓄電池再次檢測，若仍不正常，則為充電電路故障。2.斷開蓄電池充電電路，若輸入/輸出正常，則說明蓄電池已損壞。蓄電池漏液蓄電池性能下降1.測量各蓄電池端電壓。2.拆除故障電池連接片。3.清潔受腐蝕的連接片，極柱涂凡士林。4.更換同型號電池。三、應(yīng)急照明裝置常見故障與處理故障現(xiàn)象故障原因處理方法蓄電池?fù)p壞1.極板短路充電電流過大，充電電壓瞬時過高導(dǎo)致?lián)舸┬铍姵貎?nèi)部隔板，此時需要更換電池。2.極板彎曲、破裂、