EPS应急电源的地铁车站应用

摘要：目前在设计过程中存在产品规格多样，招标晚于土建配合，不能合理利用空间，运营备品多样通用性差等问题，文章对现状进行分析，对EPS应急电源标准化在地铁车站中的实践应用进行深入分析探讨，提出了标准化EPS在地铁中的应用，并分析其优势。

关键词：EPS（应急电源装置）；标准化；轨道交通

引言

地铁车站作为重要公共建筑，是人员集散中心，若出现停电故障，作为地下建筑，应急照明则显得尤为重要。目前地铁主要采用的是双电源供电+EPS应急电源装置供电的集中应急照明系统，其核心就是EPS应急电源装置，在车站两路进线电源均失电的情况下，主要负责公共区、设备区及区间的应急照明及疏散指示标志、一类导向标志的配电。将集中供电的应急照明电源取代分散的应急电源是发展的必然趋势[1]。目前地铁应急电源EPS在全国普遍应用的情况下，有着不同的设计准则，本文在分析了不同设计方案的优缺点，结合标准EPS在长沙地铁中的应用，对应急电源EPS在地铁工程中的设计，提出了优化设计方案。

1应急电源EPS组成及工作原理

EPP应急电源主要由输入及馈出回路、主机、蓄电池组、监控显示组成。输入为双电源切换转置，馈出回路包含了设备区强启回路以及公共区配电、疏散指示配电回路。主机是EPS应急电源工作的核心部分，包含整流充电器和逆变器。蓄电池组一般由免维护铅酸蓄电池组成。监控显示主要针对蓄电池组健康状态、馈出分路输出状态进行检测，通过键盘及显示屏进行显示和操作查询。EPS应急电源通过静态转换开关切换市电与蓄电池组供电。当两路市电正常供电或者一路市电故障失电的情况下，由双电源切换装置切换，选择市电接入到EPS应急电源整流充电器，对蓄电池组进行浮充充电，同时输出到馈出回路，此时蓄电池组处于浮充状态，逆变器与输出回路断开，由市电为应急电源馈出回路供电。当两路市电均失电，则通过切断断路器，切断馈出与市电的连接，此时EPS应急电源切换到蓄电池组供电状态，蓄电池组经过逆变器，由直流转换成380V三相交流电，为应急回路供电，同时设备区应急灯具回路全部强启，保证灯具处于点亮状态。

2应急电源EPS的设计方案

目前地铁车站低压配电设计中，EPS应急电源设置根据设计方案的不同，可以分为两种。方案一，在地铁车站的站厅及站台层两端照明配电室各设置一台EPS，总共四台，就近为相关区域提供应急供电电源；方案二，在地铁车站的两端根据土建条件，分别设置一间应急照明电源室，用于放置供应地铁车站一端应急功率的EPS应急电源装置。EPS应急电源装置根据厂家产品规格、地铁车站应急照明所需容量的不同，以及内部蓄电池、控制部分、馈出回路、进线回路等的设置方式不同，对土建的要求也不尽相同。比如EPS应急电源的检修形式分为柜前检修和柜后检修，柜前检修的优点是节省土建空间，但是由于馈线面板也在前方，故检修操作时需要先拆下前面板，操作较为繁琐；而柜后检修方式，检修操作界面与馈出回路面板分离，检修方便。但是也对土建空间提出了较高的要求，在柜后至少需要预留800mm检修空间。EPS设置方案中，方案一中的EPS设置方式，已经将单端应急电源容量分散，根据实际容量的大小设置相应的柜子数量，部分厂家在EPS容量≤11kW的情况下，器产品可将蓄电池模组、整流逆变、检测、馈出等整合至一个柜子，并采用柜前检修方式，最大限度的减少土建空间需求。而对于标准车站，应急照明负荷一般为30~40kW[2]，因此四个柜子即可满足要求。方案二中的设置方式需要在车站两端的应急照明电源室中，需要根据车站两端应急照明容量估算EPS应急电源的容量，按实际功率的1.3倍预留余量。根据土建条件确定应急照明电源室布置于站台或者站厅，靠近负荷中心。在每个应急照明电源室中需设置三面柜子，分别为电池柜、控制柜、馈线柜，并保证柜后至少800mm检修空间。通常为全线仅设置三个容量的EPS应急电源容量规格，分别是25kW、30kW、35kW，各个地铁车站设计根据站点应急照明功率选择适合的EPS应急电源容量。该方案的优点在于，为每个车站的土建配合提供了标准，因为统一采用三个柜子的方案，所以在寸土寸金的地铁车站中，可以尽可能的合理的进行土建空间预留，避免后期不必要的浪费。此外由于统一了规格容量，对于EPS应急电源的主机部分的整流装置、逆变器装置、静态转换开关、电源双切装置等组件，可以实现全线备品备件通用性，减少备品规格数量，也便于检修维修操作。

3优化设计

从上述对比中可以看出，两种方案有各自的优缺点。本文在方案一的基础上，结合方案二中的设计优势，用以弥补方案一的不足之处。通过优势互补的方式，对方案一的设计过程及设计方式进行优化。首先目前LED灯具有作为代替荧光灯的发展趋势，EPS应急电源的容量也可相应的得到了优化。并且方案一已将车站的所有应急照明负荷分散布置，故进一步降低了单个EPS应急电源的容量，便于厂家将EPS应急电源的机柜数量及尺寸控制在适当的范围内，为土建预留空间的一致性提供了可能。首先在两端站厅及站厅的照明配电室各设置一套EPS应急电源装置，采用柜前检修方式，柜后适当预留100mm散热空间。如有设备层，则从就近的EPS应急电源装置进行配电。在此基础上，全线在进行设计之前，先对全线的地铁车站规模进行全面的评估，拟定出三种规格型号的EPS应急电源装置，确定容量规格、机柜数量、机柜的包容性尺寸，供全线各车站工点设计时进行选用统一。通过以上的优化，最终得到的EPS设计方案使得EPS的设计对于设计、厂家、运营都提供了便利：（1）设计人员在设计阶段就可准确的配合建筑专业进行土建空间预留，不造成土建面积浪费，设计过程中采用统一模板，有助于保证设计质量和进行施工配合；（2）另外精简了EPS应急电源规格后，使得全线的EPS应急电源的备品备件保持了一致的通用性，便于运营的维修和检修；（3）对于厂家，其生产实现标准化，而标准化的生产减少了产品配电种类，易于把控产品配件的品质，从而提高了良品率，最终保证交付产品的质量和可靠性，也便于现场指导安装调试。

4结束语

EPS应急电源是地铁安全配电的重要组成部分，本文通过对EPS应急电源的组成、工作原理进行分析，并深入对比了目前在地铁中应用的主要设计方案，针对目前设计和实际运营过程中存在的问题进行探讨，提出了优化方案，有利于在地铁车站EPS设计过程中提高设计效率和空间利用率，并优化了运营过程中备品备件、调试。

参考文献：

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[2]刘丽萍，等.地铁车站应急照明供电系统的设计[J].电气技术与自动化，2004，33（3）：78-81.

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[4]李立颖.地铁场所应急照明系统设计分析[J].城市轨道交通研究，2007，10（10）：67-70.

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[7]李秋华.应急电源原理特点与实际应用[J].电源世界，2007（6）：25-30.

作者:肖振鹏 单位:广州地铁设计研究院有限公司