标准化EPS应急电源在地铁车站中的应用研究

肖振鹏

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

中图分类号：U231 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）18-0168-02

Abstract： At present， there are many problems in the design process， such as product specifications are various， bidding is later than civil construction cooperation， space can not be used reasonably， and the variety and versatility of operational spare goods is poor. This paper analyzes the present situation. The practical application of EPS （emergency power supply device） emergency power standardization in subway station is deeply analyzed and discussed. The application of standardized EPS in subway station is put forward and its advantages are analyzed.

Keywords： EPS （emergency power supply device）； standardization； rail transit

引言

地鐵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]。

图1 应急电源装置配电图

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。

图2 应急电源装置系统原理图

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：

[1]付強.应急电源装置EPS发展及在广州地铁的应用[J].机电工程技术，2006（8）：145-146.

[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.

[3]沈经，等.按ICE61508集成国产嵌入式FCS-Modbus-以太网系统——广州地铁分布式应急电源的集中监控[J].仪器仪表标准化与计量，2008（5）：1-7.

[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.

[5]吴晓雪.EPS应急电源装置改造[J].电气自动化，2015，37（2）：111-114.

[6]王凡重，等.EPS在地铁车站中的应用[J].电气时代，2014（3）：52-53.

[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.