隨著近年來全國各大城市地鐵線路的開通,越來越多的人選擇地鐵出行。地鐵作為人員密集型的公共場所,當發(fā)生火災(zāi)或其他緊急情況時, 為了保障乘客和工作人員能夠安全疏散和救援工作的順利開展, 應(yīng)急照明電源系統(tǒng)的設(shè)計和配置就顯得尤為重要!兜罔F設(shè)計規(guī)范》明確了車站應(yīng)急照明是特別重要的一級負荷, 其供電方式應(yīng)由雙電源雙回線路供電,并增設(shè)應(yīng)急電源。結(jié)合目前國內(nèi)地鐵情況,采用分散式電源的應(yīng)急照明并不適合地下空間大面積的使用,對運營管理和維護工作帶來諸多不便, 并且后期維護成本較高。因此,應(yīng)急照明基本采用集中供電方案,設(shè)置方案一般分為兩種: 即EPS 電源方案和由變電所交直流屏構(gòu)成的“一體化”電源方案。
1 EPS 應(yīng)急照明電源系統(tǒng)
根據(jù)車站建筑劃分的防火區(qū)域,分別在站廳、站臺照明配電室各設(shè)置一套EPS 電源裝置,EPS 的電源由車站變電所兩段低壓母線引來的兩路電源供電。正常時, 車站應(yīng)急照明由EPS 的交流旁路供電;事故時,應(yīng)急照明由EPS 的后備蓄電池經(jīng)逆變器供電, 蓄電池容量應(yīng)滿足事故時應(yīng)急照明供電1.5h的要求。
方案特點:獨立EPS 方案的優(yōu)點就在于“獨立”。由于應(yīng)急照明是車站中特別重要的負荷, 特別在兩路電源失電或火災(zāi)情況下,既要滿足乘客的迅速疏散和撤離,也要滿足消防和車
站工作人員救災(zāi)要求, 所以獨立系統(tǒng)會為以上要求提供更高的可靠性。同時獨立設(shè)置EPS 系統(tǒng)不會因為一處故障造成大面積的失電而引起不必要的恐慌, 并大大提高地鐵事故處理
預(yù)案的實施性。地下車站的土建空間局限,EPS 電源裝置無需單獨考慮設(shè)備用房,一般設(shè)置在照明配電室內(nèi),從土建工程上也節(jié)省了投資。應(yīng)急照明系統(tǒng)的監(jiān)控由車站BAS/FAS 系統(tǒng)直接集中監(jiān)控,可滿足實時性和速動性,同時接口也比較簡單。獨立EPS 方案由于增加了應(yīng)急照明電源裝置的設(shè)置點,所以相應(yīng)的維護工作量也會增加一些(主要是蓄電池管理),隨著技術(shù)的發(fā)展,EPS 電源裝置一般都集成了蓄電池管理軟硬件系統(tǒng),可以就地和遠方實時監(jiān)控每節(jié)電池,并定期地進行自動充放電,從而方便維護人員管理減輕維護工作量。同時地鐵各線的車站照明管理一般由各運營公司負責(zé), 應(yīng)急照明電源系統(tǒng)的管理由同一單位負責(zé), 可以減少管理工作量和接口關(guān)系。
EPS 電源系統(tǒng)已經(jīng)大量使用在地鐵、鐵路、公路等市政工程中,在民用建筑中也有很多的使用案例,該產(chǎn)品已經(jīng)是一個非常成熟的產(chǎn)品,國內(nèi)知名的廠家也較多,在滿足地鐵技術(shù)要方案工程實例。
2 “一體化”應(yīng)急照明電源系統(tǒng)
在靠近車站變電所一端的應(yīng)急照明電源裝置與車站變電所控制室內(nèi)的交、直流屏進行合建(簡稱“一體化電源”),并共享后備蓄電池。一體化電源系統(tǒng)電源由車站變電所兩段低壓
母線引來的兩路電源供電。正常時,車站應(yīng)急照明由逆變屏的交流旁路供電; 事故時,應(yīng)急照明由直流屏的后備蓄電池經(jīng)逆變器供電, 蓄電池容量應(yīng)滿足事故時變電所操作電源和應(yīng)急照明供電1.5h 的要求。
方案特點: 一體化電源方案主要的優(yōu)點在于與變電所的交、直流系統(tǒng)進行了整合,共用變電所內(nèi)的蓄電池組,并通過優(yōu)化蓄電池的設(shè)計,可以減少蓄電池的總?cè)萘,減少占地面積。一體化電源系統(tǒng)的遠方監(jiān)控由變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA 系統(tǒng))完成,在事故情況下(特別在火災(zāi)時),需要BAS/FAS 通過SCADA 才能對上述設(shè)備進行監(jiān)視和控制。由于應(yīng)急照明電源系統(tǒng)的設(shè)置點較少(控制室和蓄電池室),相應(yīng)的維護工作量要少,同時一般由變電所的維護人員來管理蓄電池,從管理上可以延長蓄電池的使用壽命。變電所操作電源的蓄電池后備時間為1h, 但由于共享了蓄電池, 一體式電源系統(tǒng)的蓄電池后備時間就按照應(yīng)急照明的后備時間1.5h 進行設(shè)計。變電所操作電源和應(yīng)急照明由于負載類型不同, 蓄電池的選型一般也不盡相同。操作電源的蓄電池應(yīng)滿足沖擊負荷的放電容量及事故放電末期最大沖擊負荷容量(按4 臺斷路器同時動作考慮); 而應(yīng)急照明的蓄電池則沒有上述要求,一般是放電到電池低電壓保護為止, 在事故情況下盡量的延長應(yīng)急照明時間。所以在采用一體化電源系統(tǒng)中,對于電池放電末期的要求由于負載的不同,應(yīng)綜合考慮放電和保護方式。一體化電源系統(tǒng)是近幾年推廣采用的方案, 現(xiàn)在成熟的產(chǎn)品生產(chǎn)廠家較少,在地鐵上有成功案例的廠家就更少,與產(chǎn)品成熟度較高的EPS 電源裝置相比,設(shè)備選擇范圍較小。車站應(yīng)急照明一體化成套裝置工程實例。