屏蔽门/安全门工程驱动电源的供电探讨

摘 要:屏蔽门/安全门工程驱动电源的供电在整个轻轨、地铁的运行过程中有着举足轻重的地位。本文以重庆轻轨电源为例,对驱动电源的监控系统、充电模块以及电池容量进行介绍并提供出配置的依据,实现对整个屏蔽门/安全门工程驱动电源的供的技术方案的论述。

关键词:驱动电源;监控系统;电池容量

随着重庆轨道交通的发展,使得市民的出行变得更加的快捷和方便,目前,重庆已经拥有自己的轨道车辆生产组装基地,为了更好地服务轨道交通,本文主要从轨道机车的屏蔽门/安全门工程驱动电源的供电方案论述出发,做了比较系统的方案,且严格符合国家标准。

1.技术条件

屏蔽门供电系统按6辆车编组进行设计和配置;安全门供电系统按预留6辆车编组进行设计和配置。驱动电源系统主要由交流配电单元、充电模块、监控模块、绝缘监测模块、蓄电池及馈线回路构成,以完成充电、馈电和二路电源停电后蓄电池投入供电的功能;驱动电源蓄电池的容量能保证在断电或驱动部分故障时,保证站台双侧24个单元屏蔽门30分钟内可开/关操作至少3次。主要技术参数如下:

电源:交流输入电压:单路三相输入380V,50Hz,电压变化范围:380V±10%,频率变化范围:50HZ±10%,系统接地方式:TN-S

温升:充电装置及各发热元器件,在额定负载下长期运行时,其各部位的温升均不超过充电装置及个别发热元器件极限温升的规定。

充电方式:恒流恒压二段式充电;充电满电电压为110V;充电时间:8 小时;整机转换效率:?85%,具备智能电池管理功能:充电自动控制及管理;定期放电管理;检测单体电池电压值;在线检测电池使用状态。

2.系统组成

2.1 驱动电源

2.1.1 整流稳压直流电源装置

驱动电源整流装置由多台整流模块并机组成,具有自主均流功能,保证系统的可靠运行,实现完善的N+1备份功能;模块输出内部隔离,最大限度提高了系统安全性;具有过载功能,并设有输出过压、输出限流、短路、 均流、过流等保护功能,在出现故障时,模块会发出声光报警,同时LCD 上显示故障信息,方便用户对模块故障的定位。

2.1.2主要技术指标

输入电压:AC380V±15,频率:50Hz±10%;输出电压:DC110V±0.5%,输出额定电流:100A;输出瞬间过载电流:200A,纹波电压:≦100mV;过载能力:≧110%,输出限流范围:5%-105%×额定电流;稳压精度:≦0.5%,稳流精度:≦0.5%;纹波系数:≦0.1%,转换效率:≧93%(满负荷输出);动态响应:在20%负载跃变到80%负载时恢复时间≦200цS,超调≦±2%;可闻噪声:≦55dB,对地绝缘电阻:≧5MΩ。

2.1.3 电源工作方式

驱动电源主要由充电模块和蓄电池组构成。驱动模块正常情况下,由监控系统控制整流模块给相应的负载提供电源;当监控系统故障时,整流模块可脱离监控系统,由其自身预先设置的参数给母线及蓄电池供电;当交流停电时,整流模块不工作,此时母线转由蓄电池供电,从而保证系统驱动母线不掉电。

2.1.4系统输出

每路输出具有独立的工作指示。

驱动电源监控系统监测交流输入电压,上下行驱动母线的电压,负载电流;监测蓄电池的充放电电流;并监测每路输出对应的直流断路器的跳闸情况;监测每个输出回路的接地绝缘情况,并准确测定输出正负极对地的绝缘接地阻值,同时绝缘报警值可以在监控系统中整定。

2.2监控系统

电源系统监测实现现场外的遥测、遥信功能。

通信接口:RS232或RS485。

站台计算机或控制中心服务器可以实时监测直流电源的各项参数及工作状态信息。驱动电源配置一套监控系统,监控系统可分以下部分予以说明:

2.2.1对系统蓄电池的管理

智能高频开关直流系统具有先进的电池管理功能,对电池的充电电压、充放电电流实时监控以及温度补偿、维护性定期均充等,电池管理系统具有如下功能:

充电功能:系统监控根据设置的充电参数,自动完成电池充电程序,充电参数根据使用电池的类型、容量进行设置。其充电程序如下:

a.阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序:用0.1C10 A(可设置)恒流(主充)充电,电压达到整定值(2.30-2.40)V*n(n为单体电池节数)时,微机控制整流模块自动转为恒压充电,当充电电流逐渐减小,达到0.01CA(可设置)时,微机开始计时,3h后,微机控制整流模块自动转为浮充电状态运行,电压为(2.23-2.28)V * n。一般情况下,所有均充时间不能大于均充限时时间,否则,强制转为浮充,并进入过充保护状态。

b. 维护性定期均充充电程序:正常运行浮充状态下每隔 1-3个月,微机控制整流模块自动转入恒流充电(主充)状态运行,按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。

c.交流电中断程序:正常浮充电运行状态时,电网事故停电,这时整流模块停止工作,蓄电池通过降压装置,无间断地向二次控制母线送电。当电池电压低于设置的告警限时系统监控模块发出声光告警。

d.交流电源恢复程序:交流电源恢复送电运行时,微机控制整流模块自动进入恒流充电(主充)状态运行,按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。

3.电池定期维护保养功能

通常所说的免维护电池其定义是不确切的,所谓免维护密封电池,只是无须人工加酸加水,而非真正意义上的免维护,相反其维护要求变得更高。另外,要求充电系统具备定期对电池作维护性的均充活化功能,以免电池硫化、虚充,确保电池的放电能力和使用寿命。

3.1电池巡检功能

系统加装电池巡检单元,可检测蓄电池组每一节电池电压,如其中一节电池出现故障,则在主监控中显示相应故障。

3.2电源系统的管理

驱动电源监控系统由主监控、交流监控单元、直流监控单元、开关量监控单元、绝缘监测单元及电池巡检构成。

4.结束语

轻轨屏蔽门/安全门工程驱动电源的供电方案,在整个轻轨电源系统方案中是相当重要的,直接关系的整个轻轨电源的预算成本和运行的安全性,通过以上的对驱动电源的方案设计,完全可以从技术上实现对轻轨屏蔽门/安全门工程驱动电源的供电。

参考文献

[1]白忠敏电,刘百震 电力工程直流系统设计手册 北京 中国电力出版社 1998

[2]周志敏 周志海 阀控式密封铅酸蓄电池实用技术 北京 中国电力出版社 2004

[3]卓乐友 汪海霞 郭亚莉 电力系统用阀控式密封铅酸蓄电池的选择与应用 北京 中国电力出版社 2001

[4]《电力工程直流电源系统GED、GZDW直流电源柜设计选型手册》编写组 电力工程直流电源系统GED、GZDW直流电源柜设计选型手册 北京 中国电力出版社 1998

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