《雙電源一用一備系統(tǒng)的快速切換技術應用研究》12000字（論文）

頁前言目前，工業(yè)企業(yè)解決供電可靠性的主要辦法是一次系統(tǒng)采用雙路或多路供電，二次系統(tǒng)采用備自投裝置。對一般工業(yè)企業(yè)而言，備自投裝置已經可以滿足要求。而在石化、冶金等要求連續(xù)供電的企業(yè)，備自投動作時間長，導致很多電動機被切除或無法維持正常工作，影響生產的連續(xù)性和產品質量，因此使用效果并不理想。為克服備自投裝置存在的問題，需要實現(xiàn)備用電源的快速切換。這就要求在切換過程控制在幾十毫秒以內，而且希望切換裝置能夠實時跟蹤開關兩側電源的電壓、頻率和相位，并提供多種可靠的起動方式和切換實現(xiàn)方式，從而保證快速安全的投入備用電源，同時不會對電動機造成大的沖擊。此外，還要具有較高的靈活性，適應多種現(xiàn)場運行方式，僅需更改部分定值即可滿足多種現(xiàn)場工程實施需求。第1章雙電源切換裝置的應用現(xiàn)狀1.1雙電源切換裝置的應用現(xiàn)狀雙電源切換裝置的應用十分廣泛，例如很多地鐵站的電力系統(tǒng)設備采用380V三相五線制和220V單相三線制供電。該系統(tǒng)包括平臺層、空間環(huán)境的控制、排水、電梯、自動扶梯、屏蔽門、消防站廳層和設備管理的范圍、自動售檢票、通信、信號等系統(tǒng)的供電設備，電子控制設備配電站通風空調控制室。根據使用和電器設備的重要性，電力負荷分為三級：1）負載：包括通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、屏蔽門、消防泵、水泵、水泵、自動售檢票設備、車輛控制2室）；兩水平荷載：包括污水泵、水泵、電梯、樓梯、電梯的維護能力；3）三級負荷：包括冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機等。供配電系統(tǒng)的設備可分為設備由車站降壓站及供配電的暖通空調電子控制室設備直接供電。1.2雙電源開關電器的應用現(xiàn)狀結合地鐵低壓配電的基本情況，主要用于消防設備、一次負荷和部分二級負荷。直接對一級負荷降壓電源設備（如通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、車站控制室、水泵），該系統(tǒng)由降壓低壓柜兩輛公交車每喂雙電源切換箱電源設備中的雙電源切換箱雙電源開關附近，在結束后的美聯(lián)儲在裝置工作電源正常，待機，和互為備用。直接從低壓柜和低壓柜兩部分供電給雙電源開關裝置的消防設備和一個或兩個直接向空調和電子控制室供應和分配的負荷系統(tǒng)。通風和空調設備，地鐵低壓配電系統(tǒng)的電氣控制柜，低壓電器柜采用，根據功能分為饋線柜、柜、軟起動柜、變頻柜。新內閣主要用于電源控制柜控制設備，主要對雙電源切換裝置的選擇是ASCO300系列產品的公司。1.3旁通式自動開關裝置的應用現(xiàn)狀雙電源切換裝置電器其他行業(yè)在要求供電系統(tǒng)的連續(xù)性和可靠性的一些重要場所應用比較高，可以通過旁路隔離型設置自動開關裝置防止自動裝置的維護，可能造成的危害，在雙電源切換裝置的應用故障其他意外情況。旁通式自動開關裝置主要具有以下特點：1）設有機械和電氣聯(lián)鎖，防止誤操作；2）設置旁路隔離標志；3）當電源應該能夠旁路控制電源自動切換裝置隔離，確保維修和更換的安全；4）旁路隔離裝置不影響負載的正常工作，不能中斷。在一般情況下，下列場所應安裝旁路型自動轉換裝置，用于雙電源切換裝置：1）注重醫(yī)院手術室；2）大型通信站重要的；3）重要的機場雷達站；4）國家有關重要的房間和工作室；5）證券交易的重要場所銀行和其他的金融的重要場所；6）國家重點大型科研機構的權力等，到目前為止，我國的許多的變電站都無人值班，變電站中使用的電氣系統(tǒng)就是這樣作為一個自開關裝置。如：龍巖10kV烏石山變電站無人值班，因為有三臺的電力變壓器之間的相互轉換問題有些繁瑣，如繼電器，所以雙電源切換裝置的新系列，就可以實現(xiàn)三個電源之間方便的切換。因為機械聯(lián)鎖裝置兩斷路器中地設備之間，只有一個斷路器能夠接通，另一個斷路器斷開，因此其可靠性高，不存在同時通過兩供電的情況，所以也不會考慮低壓回路的問題，也不必擔心低壓的倒送問題。1.4在低壓供電系統(tǒng)中的應用地鐵低壓供電系統(tǒng)采用單母線分段方式供電，供電網絡結構如圖1-1所示，其中QF1、QF2為進線斷路器，QF3為母聯(lián)斷路器。當一路進線電源失電時，QF3投入，保證Ⅰ、Ⅱ段母線的正常供電。從用電負荷的均衡性考慮，Ⅰ、Ⅱ段母線下掛的一級負荷應互為備用。圖1-1地鐵低壓供電網絡雙電源配電箱設置于低壓供電網絡的末端，采用就近原則，盡可能靠近重要負荷，常用、備用電源分別引自低壓供電網絡的兩段母線，確保供電的可靠性。由于PC級雙電源切換裝置不具備過電流保護功能，所以在配電箱進線處加設常用電源進線斷路器QF4、QF6及備用電源進線斷路器QF5、QF7；并在雙電源切換裝置饋線端加裝電涌保護器，防止浪涌電壓對用電負荷的損害，雙電源配電箱的結構如圖1-2所示。圖1-2雙電源配電箱結構

第2章雙電源切換裝置結構及工作原理2.1雙電源切換裝置的概述雙電源切換裝置（AutomaticTransferSwitchingEquipment，）為城市軌道交通低壓供電網絡的一級負荷（如通信、信號、電、扶梯、消防水泵和屏蔽門等）提供兩路可靠的電源，當檢測到常用電源發(fā)生故障時，能及時將負荷切換至備用電源供電，確保軌道交通系統(tǒng)的正常運行。雙電源切換裝置可以分為兩個級別：PC級和CB級。PC級雙電源切換裝置只能完成雙電源的自動切換，不具備短路電流分斷功能；CB級雙電源切換裝置既能完成雙電源的自動切換，又具有短路電流保護功能。但由于CB級雙電源切換裝置在短路、過負荷等情況下可能出現(xiàn)保護特性與轉換特性的沖突，引起重要負荷失電，這在軌道交通系統(tǒng)中是不允許的，故一般采用PC級雙電源切換裝置。2.2雙電源切換裝置結構雙電源切換裝置結構如圖2-1所示，由控制器和開關本體組成?？刂破鳑Q定開關的轉換時機，包括電源故障的判定及轉換的延時；開關本體決定開關的電氣特性，包括開關的額定電流、接通與分斷能力、耐受沖擊電流能力和轉換動作時間。操作機構有電磁驅動和電動機驅動兩種。根據開關主觸頭工作位置的不同，雙電源切換裝置可分為三工作位和兩工作位兩類。圖2-1雙電源切換裝置結構圖三工作位雙電源切換裝置主觸頭有常用、備用和斷開三個位置。當觸頭位于斷開位時，負荷與兩路電源均斷開，避免帶高感抗或大電動機負荷轉換時，負荷所產生的沖擊電流對供電系統(tǒng)的沖擊和破壞。對于電磁驅動雙電源切換裝置而言，由合閘、分閘和導向3個線圈來配合控制觸頭動作。兩工作位雙電源切換裝置主觸頭只有常用、備用兩個工作位置，確保負荷除了轉換過程外一定是與一路電源處于接通狀態(tài)。對于電磁驅動雙電源切換裝置而言，只有1個合閘線圈，與三工作位雙電源切換裝置相比，結構更加簡單，可靠性更高，成本也更低。2.3雙電源切換裝置工作原理根據雙電源切換裝置結構備用電源和用電負荷的不同，控制模式可分為自投自復、自投不自復和電網－發(fā)電三類。自投自復控制是指當雙電源切換裝置結構檢測到常用電源故障時，將負荷轉換至備用電源供電；當常用電源恢復后，自動將負荷轉換回常用電源供電。自投不自復控制是指在常用電源切換至備用電源后，只有當備用電源故障時，才會轉換回常用電源供電。電網－發(fā)電控制的備用電源回路串接發(fā)電機，當常用電源故障時，投入發(fā)電機對負荷進行供電，宜采用三工作位雙電源切換裝置結構，避免發(fā)電機起動電流對負荷的沖擊。地鐵采用泰永TBBQ3－40/4P－Ⅱ一體式PC級兩工作位雙電源切換裝置結構，控制器采用泰永CⅡF自投自復型控制器，控制結構如圖2-2所示。當控制器檢測到A電源（常用電源）欠電壓或斷相時，向開關本體下發(fā)B電源（備用電源）合閘指令B1、B2。由于A電源主觸頭與負荷接通時，位于V形控制機構旁的微動開關SMA2處于閉合狀態(tài)，線圈在通電瞬間帶動連桿機構在V形控制機構內從“1”位運動至“2”位，使A電源主觸頭與負荷斷開，B電源主觸頭與負荷接通。此時位于V形控制機構旁的微動開關SMB2閉合，SMA2斷開，為A電源的復位做好準備?？刂破魍ㄟ^開關本體端頭微動開關SMA1、SMB1的反饋信號確認開關轉換到位并更新控制器面板上的開關狀態(tài)顯示。圖2-2TBBQ3－40/4P－Ⅱ控制結構當控制器檢測到A電源恢復正常時，給開關本體下發(fā)A電源合閘指令A1、A2，由于此時微動開關SMB2閉合，線圈再次通電，帶動連桿機構從“2”位運動至“1”位，B電源主觸頭與負荷斷開，A電源主觸頭與負荷接通，完成電源復位工作。2.4關于雙電源切換裝置轉換時間雙電源切換裝置共有5個轉換時間概念，其中轉換動作時間和總動作時間值得關注。轉換動作時間是指雙電源切換裝置從常用電源被監(jiān)測到偏差的瞬間起至主觸頭閉合備用電源的時間為止，由開關本身決定，不可調；總動作時間是雙電源切換裝置轉換動作時間與特意引入的轉換延時之和，可調。隨著產品的升級換代，雙電源切換裝置的轉換動作時間不斷縮短，TBBQ3－40/4P－Ⅱ的轉換動作時間已小于75ms，但對于地鐵車站中通信、信號等對電能質量及斷電時間要求嚴苛的負荷而言，還是遠遠不夠的。通常的做法是在雙電源配電箱與用電負荷之間增設不間斷電源裝置（UninterruptiblePowerSupply，UPS），在雙電源切換裝置切換過程中保持對負荷的供電。而對于自動扶梯、AFC閘機和消防水泵等對斷電時間要求相對不嚴苛的負荷而言，雙電源切換裝置轉換時間并不是首要考慮因素，在實際應用中應重點考慮雙電源切換裝置轉換的可靠性以及轉換對用電負荷的沖擊。雙電源切換裝置轉換的可靠性由開關本身決定，對于TBBQ3－40/4P－Ⅱ而言，通過V形控制機構使觸頭動作到位并機械保持，確保轉換過程中負荷只與一路電源接通；通過加裝在每個觸頭上的彈簧增大觸頭壓力，在保證導電能力的同時使觸頭能承受足夠大的短路電流。雙電源切換裝置轉換對用電負荷的沖擊與開關總動作時間密切相關。由于雙電源切換裝置每一次轉換對于負荷來說都是一個倒電的過程，對于以電動機為代表的感性負荷而言，斷電在電動機定子側會產生感應電動勢，若盲目追求快速投切可能會導致電動機損壞或電動機保護斷路器分閘，應根據電動機參數(shù)適當加入人工延時，待電動機感應電動勢降低后，再恢復對負荷供電。而對于雙電源切換裝置上級有聯(lián)絡開關的供電系統(tǒng)而言，上下級開關必須依照一定的邏輯順序進行轉換，無序轉換或同時轉換均會造成設備損壞或系統(tǒng)的不穩(wěn)定。應根據系統(tǒng)實際情況，通過引入適當?shù)娜斯ぱ訒r，調節(jié)雙電源切換裝置總動作時間，使上下級開關有序轉換。以地鐵低壓供電網絡為例（如圖3所示），QF3的動作時序設定為：若系統(tǒng)持續(xù)0.35s檢測1#變壓器二次側欠電壓時，切斷三級負荷總開關；若3.5s后電壓仍未恢復，斷開QF1；1s后投入QF3，整個轉換過程持續(xù)4.85s。若下級雙電源切換裝置總動作時間低于4.85s且常用電源引自Ⅰ段母線，當QF3投入后，勢必導致已投入備用電源的雙電源切換裝置再次切回常用電源。所以設定雙電源切換裝置轉換時間時應考慮與QF3之間轉換時間的配合問題，下級雙電源切換裝置的轉換時間一般應比上級母聯(lián)斷路器轉換時間適當增加0.5～1s。

第3章雙電源切換裝置在鐵路電力中的應用實例分析3.1CB級典型接線(1)圖3-1是CB級雙電源切換裝置在鐵路通信機械室內的典型接線方式一。當L1開關后端發(fā)生短路故障時，由于斷路器選擇性配合問題導致L1及D3均動作，此時雙電源切換裝置檢測點位于D3之前，雙電源切換裝置能夠檢測到主電源仍然正常，雙電源切換裝置不進行切換，此時L2、L3也斷電，停電范圍涉及到L1、L2及L3;若此處發(fā)生過載故障時，僅L1斷開，停電范圍僅在L1回路上。圖3-1CB級典型接線當L1開關前端發(fā)生短路故障時，由于斷路器選擇性配合問題導致D3斷開，而D1未動作，此時雙電源切換裝置檢測到主電源仍然正常，雙電源切換裝置不進行切換，停電范圍涉及到L1、L2及L3回路。由此看來，當上述各種故障發(fā)生時，雙電源切換裝置均不能保障通信負荷連續(xù)供電。(2)圖3-2是CB級雙電源切換裝置在鐵路通信機械室內的典型接線方式二。圖3-2CB級典型接線二當雙電源切換裝置后端發(fā)生短路或過載故障時，由于斷路器選擇性配合問題導致D3均動作，此時雙電源切換裝置檢測點位于D3之前，雙電源切換裝置能夠檢測到主電源仍然正常，雙電源切換裝置不進行切換，此時通信負荷失去電源。由此看來，當上述故障發(fā)生時，雙電源切換裝置均不能保障通信負荷連續(xù)供電。3.2PC級典型接線(1)圖3-3是PC級雙電源切換裝置在鐵路通信機械室內的典型接線方式一當L1開關后端發(fā)生短路故障時，由于斷路器選擇性配合問題導致L1斷開，D1未動作，此時雙電源切換裝置檢測點位于F1之前，雙電源切換裝置能夠檢測到主電源仍然正常，雙電源切換裝置不進行切換，此時L2、L3正常供電，停電范圍僅涉及到L1回路;若此處發(fā)生過載故障時，與上述情況相同。圖3-3PC級典型接線一當L1開關前端發(fā)生短路故障時，此時箱式變電站D1斷開，雙電源切換裝置的檢測點位于F1之前，這時雙電源切換裝置檢測到主電源故障，可以轉換到備用電源上，若此短路故障為瞬時短路，則L1、L2及L3回路均可連續(xù)供電，若此故障為永久故障則仍需人工排除后人工合閘。上述故障發(fā)生時，僅當L1開關前端發(fā)生瞬時短路故障時，雙電源切換裝置才可保障通信負荷連續(xù)供電。(2)圖3-4是PC級雙電源切換裝置在鐵路通信機械室內的典型接線方式二。當雙電源切換裝置后端發(fā)生短路或過載故障時，此時箱式變電站D1斷開，雙電源切換裝置的檢測點位于F1之前，這時雙電源切換裝置檢測到主電源故障，可以轉換到備用電源上，若此短路故障為瞬時短路或過載，則通信負荷可連續(xù)供電，若此故障為永久故障則D2也將斷開，造成兩路電源同時失去，需人工排除后人工合閘。上述故障發(fā)生時，僅當雙電源切換裝置后端發(fā)生瞬時短路或過載故障時，雙電源切換裝置才可保障通信負荷連續(xù)供電。圖3-4PC級典型接線3.3應用分析綜上2種情況，因鐵路電力設計中，各鐵路設計院均采用雙電源切換裝置后，只有單個回路為通信開關電源供電，這樣就造成了CB級雙電源切換裝置在通信負荷發(fā)生故障時，不能保證連續(xù)供電，需排除故障后，由人工合閘以保證通信連續(xù)供電。而PC級雙電源切換裝置僅當雙電源切換裝置后端發(fā)生瞬時短路或過載故障時，雙電源切換裝置才可保障通信負荷連續(xù)供電，發(fā)生永久故障時要人工排除故障并由人工合閘。如此看來，通信機械室內設置雙電源切換裝置的主要作用是保障主用電源側掉電后，將電源切換至備用電源。值得注意的是，在PC級典型接線一中，PC級雙電源切換裝置的負荷開關組合可以在L1開關后端發(fā)生故障時，保障L2及L3回路正常供電。在L1開關前端發(fā)生瞬時短路故障時，雙電源切換裝置可順利切換為通信負荷連續(xù)供電。在PC級典型接線二中，僅當雙電源切換裝置后端發(fā)生瞬時短路或過載故障時，雙電源切換裝置可保障通信負荷連續(xù)供電。與CB級雙電源切換裝置相比，PC級雙電源切換裝置停電范圍更小，可靠系數(shù)更高。PC級雙電源切換裝置還有眾多其他優(yōu)點:PC級雙電源切換裝置的可靠性高、承受過載電流能力強、安全性好、觸頭材料優(yōu)、結構簡單、體積小、機械電氣聯(lián)鎖可靠及轉化時間快等優(yōu)點。此外，CB級雙電源切換裝置增加了保護的級數(shù)，需要確保與上、下級之間的配合，增加了斷路器選型的復雜性。

第4章地鐵屏蔽門雙電源方案設計4.1交流雙電源供電線路設計地鐵屏蔽門電源系統(tǒng)的外部供電采用雙電源供電，雙電源中的一路為常用，另一路為備用。常用的一路電源稱為工作電源，正常情況下持續(xù)供電；另外的一路電源稱為備用電源，當工作電源出現(xiàn)問題時，需要雙電源自動切換電路自動切換到備用電源供電。4.1.1雙電源自動切換工作原理雙電源自動切換電路是由工作電源切換開關1、備用電源切換開關2、分/合閘控制電路構成。雙電源自動切換電路原理框圖如圖4-1所示。圖4-1雙電源自動切換電路原理框圖切換開關1、2用于通斷電源；分/合閘控制電路有電壓檢測功能，當檢測到工作電源正常時，控制切換開關1導通，工作電源為負載供電。當分/合閘控制電路控制檢測工作電壓異常、備用電源正常時，控制切換開關2導通，備用電源為負載供電。當分/合閘控制電路控制再次檢測工作電壓正常時，控制切換開關1導通，切換開關2關斷，由備用電源切換到工作電源為負載供電。4.1.2雙電源自動切換線路設計雙電源自動切換電路采用塑殼斷路器和交流接觸器構成，L1L2L3N為工作三相電源，L1’、L2’、L3’、N’為第備用三相電源，整個電路由斷路器、交流接觸器、繼電器、指示燈等電氣元件構成。電路設計如圖4-2所示。圖4-2地鐵屏蔽門雙電源自動切換電路（1）斷路器采用塑殼斷路器，具有短路保護和過載保護功能，QF1為工作電源斷路器，QF2為備用電源斷路器。（2）交流接觸器采用2個交流接觸器，用于工作電源與備用電源之間的切換。當工作電源正常時候，KM1接通、KM2關斷，負載由工作電源供電；當工作電源異常時，KM1關斷、KM2接通，負載改由備用電源供電。（3）繼電器繼電器線圈接入到工作電源輸入線路中，用于檢測工作電源的電壓是否正常。當工作電源電壓正常時，繼電器得電吸合，控制交流接觸器KM1得電，接通工作電源到負載。當工作電源電壓異常時，繼電器失電釋放，交流接觸器KM1失電，切斷工作電源；此時，交流接觸器KM2得電，備用電源供電。（4）指示燈線路中設置4個指示燈（EL1～EL4），EL1用于指示工作電源電壓正常的狀態(tài)，EL2用于指示工作電源接通的狀態(tài)；EL3用于指示備用電源電壓正常的狀態(tài)，EL4用于指示備用電源接通的狀態(tài)。4.1.3雙電源自動切換線路工作過程（1）單路電源帶電當工作電源先通電時，交流接觸器KM1線圈得電吸合，KM1主觸點閉合，負載與工作電源接通；KM1常閉觸點斷開，交流接觸器KM2線圈不能得電，KM2主觸點處于斷開狀態(tài)，備用電源來電后仍然無輸出。若備用電源先通電，交流接觸器KM2線圈得電吸合，主觸點閉合，負載與備用電源接通；KM2常閉觸點斷開，使交流接觸器KA線圈不能得電吸合，KM1主觸點斷開，工作電源來電后仍然無輸出。（2）工作電源供電，備用電源帶電當工作電源突然失電，交流接觸器KM1線圈失電，KM1主觸點斷開，KM1常閉觸點閉合使交流接觸器KM2線圈帶電吸合，交流接觸器KM2常閉觸點斷開，交流接觸器KM1線圈失電，工作電源無輸出；KM2主觸點閉合，負載與備用電源接通。當工作電源恢復時，由于交流接觸器KM2常閉觸點處于斷開狀態(tài)，使交流接觸器KM1線圈不能得電，KM1主觸點處于斷開狀態(tài)，工作電源仍然無輸出，僅作為備用，備用電源繼續(xù)供電。（3）備用電源供電，工作電源帶電若備用電源突然失電，交流接觸器KM2線圈失電，KM2主觸點斷開，備用電源無輸出，KM2常閉觸點閉合，交流接觸器KM1線圈得電，交流接觸器KM1常閉觸點斷開，交流接觸器KM2線圈失電，備用電源無輸出；KM1主觸點閉合，工作電源供電。當備用電源恢復時，由于交流接觸器KM1常閉觸點處于斷開狀態(tài)，使交流接觸器KM2線圈失電，KM2主觸點處于斷開狀態(tài)，備用電源無輸出，僅作為備用，工作電源供電。4.1.4雙電源自動切換線路電器選用根據第3章計算所得三相交流電源線電流為41.18A，考慮裕量，選用63A規(guī)格的交流開關器件。所選用電器設備見表4-1所示。表4-1雙電源自動切換電路電器一覽表序號名稱符號型號/規(guī)格數(shù)量備注1斷路器(工作交流電源通斷)QF1NM1-63S/31線圈電壓220V2斷路器(備用交流電源通斷)QF2NM1-63S/31線圈電壓220V3交流接觸器(工作電源切換)KM1CJX2-651114交流接觸器(備用電源切換)KM2CJX2-651115繼電器KAJZX-22F/2Z+CZY08A1線圈電壓220V6工作電源電壓正常指示燈EL1ND16-22D17工作電源通斷指示燈EL2ND16-22D18備用電源電壓正常指示燈EL3ND16-22D19備用電源通斷指示燈EL4ND16-22D14.2驅動電源供電線路設計4.2.1驅動電源供電線路工作原理驅動電源采用4+1備份方式為上行、下行滑動門兩部分供電。上、下行供電線路上分別設置4路斷路器開關，每一路斷路開關為每節(jié)車廂的同一個門提供驅動電源。驅動電源供電線路如圖4-3所示。圖4-3驅動電源供電線路示意圖（1）DC110V驅動電源線路DC110V驅動電源采用4+1備用方式，5個驅動電源模塊并聯(lián)接入驅動線路母線上。（2）上行側屏蔽門驅動電源線路1）QF11為上行側總斷路器，控制整個上行側屏蔽門驅動電源供電線路的通斷，同時具有過載保護和短路保護的功能。2）QF12為上行側支路斷路器，控制上行側1、5、9、13、17、21號屏蔽門驅動電源供電線路的通斷，同時具有過載保護和短路保護的功能。3）QF13為上行側支路斷路器，控制上行側2、6、10、14、18、22號屏蔽門驅動電源供電線路的通斷，同時具有過載保護和短路保護的功能。4）QF14為上行側支路斷路器，控制上行側3、8、11、15、19、23號屏蔽門驅動電源供電線路的通斷，同時具有過載保護和短路保護的功能。5）QF15為上行側支路斷路器，控制上行側4、8、12、16、20、24號屏蔽門驅動電源供電線路的通斷，同時具有過載保護和短路保護的功能。（3）下行側屏蔽門驅動電源線路1）QF21為下行側總斷路器，控制整個下行側屏蔽門驅動電源供電線路的通斷，同時具有過載保護和短路保護的功能。2）QF22為下行側支路斷路器，控制下行側1、5、9、13、17、21號屏蔽門驅動電源供電線路的通斷，同時具有過載保護和短路保護的功能。3）QF23為下行側支路斷路器，控制下行側2、6、10、14、18、22號屏蔽門驅動電源供電線路的通斷，同時具有過載保護和短路保護的功能。4）QF24為下行側支路斷路器，控制下行側3、8、11、15、19、23號屏蔽門驅動電源供電線路的通斷，同時具有過載保護和短路保護的功能。5）QF25為下行側支路斷路器，控制下行側4、8、12、16、20、24號屏蔽門驅動電源供電線路的通斷，同時具有過載保護和短路保護的功能。這樣的線路設計其主要原因是，如果出現(xiàn)一路開關跳閘故障僅能影響每個車廂的一套門的開關，其他門不受影響，能正常開關上下乘客。4.2.2驅動電源線路電器選用驅動電源上行、下行側總電流為72A，每條支路為18A，考慮裕量，采用國產正泰系列產品見表4-2所示。表4-2驅動電源線路電器一覽表序號名稱符號型號/規(guī)格數(shù)量備注1斷路器QF11、QF21NM1-80S/32用其中兩極2斷路器QF12～QF15、QF22～QF25NBE7-D25/28兩極4.3控制電源供電線路設計4.3.1控制電源供電線路工作原理地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)控制電源為DC24V、監(jiān)控用控制電源為AC220V。（1）DC24V控制電源線路DC24V控制電源電源采用1+1備份方式為PSC、IBP、SIG、PLC、上行側前端門PSL1、后端門PSL2、下行側的前端門PSL3、后端門PSL4供電。供電線路分成三路，分別控制上行側PSL、下行側PSL、控制室設備及信號。DC24V控制電源線路電源供電線路如圖4-4所示。圖4-4DC24V控制電源供電線路示意圖（2）AC220V控制電源線路AC220V控制電源電源采用1+1備份方式為控制屏柜照明、冷卻風扇、計算機、顯示器供電。AC220V控制電源供電線路如圖4-5所示。圖4-5AC220V控制電源供電線路示意圖4.3.2控制電源線路電器選用（1）DC24V控制電源線路電器選用DC24V控制電源電流為41.67A，上行、下行側PSL1～4電流不足10A，選用10A規(guī)格斷路器；控制室支路電流小于30A，考慮裕量，采用國產正泰系列產品見表4-3所示。表4-3DC24V控制電源線路電器一覽表序號名稱符號型號/規(guī)格數(shù)量備注1斷路器QF31、QF41NBE7-C10/22兩極2斷路器QF51NBE7-C32/21兩極3斷路器F32～QF33、QF42～QF43NBE7-C10/24兩極4斷路器QF52～QF55NBE7-C10/24兩極（2）AC220V控制電源線路電器選用AC220V控制電源電流為4.55A，AC220V控制電源線路相關電器采用10A規(guī)格，采用國產正泰系列產品見表4-4所示。表4-4AC220V控制電源線路電器一覽表序號名稱符號型號/規(guī)格數(shù)量備注1斷路器QF61～QF64NBE7-C10/24兩極

第5章雙電源切換裝置的維護5.1設備維修從PC級與CB級2類雙電源切換裝置的分析不難得出結論：PC級雙電源切換裝置的可靠性更高。但是不能直接選用PC級的雙電源切換裝置，主要是因為鐵路上的通信設備和消防設備大多為單相負荷，而PC級的雙電源切換裝置目前市場上成熟的產品均為3級和4級的型號，如果強制選用PC級雙電源切換裝置，就要更換自閉貫通變壓器下的供電開關及電力電纜，將單相改為三相。由此將會引起2個問題，一是在施工時要明確三相引入后選用其中具體哪相供電，以免引起變壓器三相不平衡；二是會引起投資劇增，三相電力電纜的投資遠大于單相電力電纜的投資，不滿足經濟性要求。而目前通信設備負荷多為48V直流設備，消防設備負荷多為24V直流設備，雙電源切換后電源變?yōu)橹绷鞴┙o用電設備。因此設備本身有處于浮充狀態(tài)的電池，故對雙電源切換裝置切換時間無要求。此外，盡管《IEC62091固定式消防泵控制器》中規(guī)定消防泵用雙電源切換裝置只能夠采用PC級，但是目前就所接觸的設計鐵路的消防設備幾乎不涉及消防水泵，故與該標準并無沖突。通過上述分析，提出了以下解決方案。單相設備（中間站通信設備、消防）選用CB級2級的雙電源切換裝置，并在前端設置隔離開關，有利于日后的安全使用、維護及檢修。圖4-1為單相設備的雙電源切換箱系統(tǒng)圖。三相設備（通信站設備）選用PC級3級的雙電源切換裝置。由于原則上PC級的雙電源切換裝置自動轉換開關電器不作為短路保護電器，只作為電源自動轉換開關使用，因此前端應設置空氣斷路器保護。圖4-2為三相設備的雙電源切換箱系統(tǒng)圖。圖4-單相設備的雙電源切換箱系統(tǒng)圖圖5-2三相設備的雙電源切換箱系統(tǒng)圖關于是否斷中性線，在參閱了大量的文獻后總結出，目前，業(yè)內普遍接受的結論是任何接地系統(tǒng)單相電源進線總開關應同時斷相線和中性線，TN系統(tǒng)內三相電源進線總開關只斷相線，不斷中性線。首先，在三相系統(tǒng)中斷開有關相線后，中性線電流自然消失，中性線過流問題不存在；其次，三相系統(tǒng)中性線觸頭導電不良難以發(fā)現(xiàn)，往往成為“斷零”，導致單相用電設備燒毀，而單相系統(tǒng)中的“斷零”不會產生該危險；此外，國內有關的防電擊標準中，建筑物內的等電位聯(lián)結都是必不可少的基本防電擊措施，所有外露導電部分和裝置外導電部分都處于同一電位，不存在電位差，檢修人員接觸中性線時不會遭受電擊，TN-S（包括TN-C-S）系統(tǒng)建筑物內的中性線無需隔離；目前鐵路建筑物設計中均采用TN-S（TN-C-S）系統(tǒng)，綜上所述，CB級雙電源切換裝置選用2級型號，PC級雙電源切換裝置選用3級型號。5.2常見故障的排除（1）ATS自動裝置常見故障：ATS主裝置不動。在自動狀態(tài)下，當主電源處于缺電狀態(tài)，主電源恢復正常時，ATS不動作，有必要使用操作手柄手動將ATS主設備轉為相應的工作位置。應注意主設備在“隔離”位置，然后進行操作。（2）常見的STS故障：濾波電容器的溫度過高。每個STS有兩個輸入濾波器板（對應于兩個輸入）和一個輸出濾波器板。在STS的實際操作中，大多數(shù)故障來自于濾波器中的薄膜電容。電容的參數(shù)對濾板的稱為80度，壓力300vac耐受溫度（RMS）。總的來說，薄膜電容會導致煙霧、點火和其他故障，從而導致整個STS的輸出。因此，有必要對薄膜電容器的溫度進行檢測。STS靜態(tài)切換裝置最適宜的工作環(huán)境溫度是20-25度，正常的薄膜電容一般是18-28度。結合薄膜電容溫度的實際檢測，薄膜電容器表面溫度達到35度左右，我們就需要密切注意并開始更換程序。溫度在40度以上，也就是說，有可能發(fā)生故障，需要立即更換。（3）常見故障：it-switch開關具有一個輸入無效報警的方式。當交換機沒有一路報警時，現(xiàn)場處理必須首先檢查，以確定它是主機還是基站故障。如果是主機，它將繞過可用的替代電源并替換主機。如果底座斷開，則斷開負載并更換底座。在實際操作中多it-switch輸入故障是不可用的，研究發(fā)現(xiàn)，探索參數(shù)漂移采樣變壓器長時間運行后，輸出電壓的增加，會導致部分輸入功率檢測超出公差的道路，導致故障報警。經過多次試驗，變壓器的輸出電壓應在正確3.90v-3.95v左右。根據參數(shù)、變壓器定制修復故障開關。5.3防范措施通過對事故原因的分析，分別對雙電源開關裝置和變頻器采取了相應的防范措