CN114421600B - 一种地铁站台门电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种地铁站台门电源系统，包括第一站台门电池、第二站台门电池、第二压降产生单元和站台模块；所述第一站台门电池的第一主输出端与所述站台模块连接；所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述站台模块连接，当两组站台门电池均无故障时，站台模块上的电压相同，电池如果给另外一侧门供电，会在压降产生单元上产生压降，所以正常工作时站台门电池不会给对侧站台模块供电，而当某一组电池故障，且交流停电时，另外一组电池便可以通过备输出端给电池故障的站台模块进行供电，以此实现两组电池互为备用，从而在交流停电且电池故障时，避免了地铁站台门无法打开而导致停运现象的发生。

Description

一种地铁站台门电源系统

技术领域

本发明涉及应急电源技术领域，尤其涉及一种地铁站台门电源系统。

背景技术

对所有重要场合的用电环境，国家都明确要求实现不间断供电，尤其是地铁行业，人流聚集，人员密度非常大，一旦供电间断，容易造成人员安全事故和整个地铁线路的运行异常。电池作为不间断供电的重要部件，如何避免电池成为系统的单点故障，并增强电池的可维护性，成为一个重要的研究课题。

地铁站通常是两侧门结构，即双向运行的地铁各自对应站台门，个别为多侧门结构；传统方案是两组电源分别连接驱动母线和控制母线，驱动母线同时连接两侧或多侧站台门，控制母线给控制系统供电，控制系统控制两侧或多侧站台门，因此，需要配置两组电池即驱动电池组和控制电池组，实现交流停电时的备电，如图1和图2所示。一般情况下，驱动需要提供电机启动电流，在启动瞬间需要较大电流；而控制系统只是发送控制信号和通讯信号，相对电流要小很多。因此，考虑经济性因素，一般驱动电池的容量是控制电池的3倍左右。

上述传统方案存在以下几个问题：

1、电池一般是多节串联使用，有充电、放电和检测等需要，因此接线点较多，容易出故障。传统站台门电源系统包含两组电池柜，只要一组电池出现故障，很容易造成系统级故障，导致地铁站台门无法正常打开。而地铁运行频率高，往往给现场维护人员的反应时间很短，最终导致乘客上下车和地铁运行受影响；

2、传统方案分为驱动母线和控制母线，驱动母线因为带电机的原因电流很大，电机启动瞬间电流会高达几百安培，因此，驱动母线的电源配置和电容容量远大于控制母线的电源配置和电容容量，由于配置不同和电池不同会给维护设计带来困扰；

3、从设备房到站台门的驱动母线因为启动冲击电流会产生较大压差，到达门单元的电压就会偏低，尤其是在交流停电时，电池电压本身比电源电压要低，再叠加线路压降，可能会超出电机的供电范围，因此，只能将母线线径加粗到很大，这样对现场走线设计以及安装产生很大难度；

4、电池出现问题后只能晚上维护或者更换，因此无法排除运行期间交流停电的概率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种地铁站台门电源系统，能够在交流停电且电池故障时，避免地铁站台门无法打开而导致停运现象的发生。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种地铁站台门电源系统，包括第一站台门电池、第二站台门电池、第二压降产生单元和站台模块；

所述第一站台门电池的第一主输出端与所述站台模块连接；

所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述站台模块连接。

本发明的有益效果在于：通过设置第一站台门电池第一主输出端与站台模块连接，第二备输出端通过第二压降产生单元与站台模块连接，当两组站台门电池均无故障时，站台模块上的电压相同，电池如果给另外一侧门供电，会在压降产生单元上产生压降，所以正常工作时站台门电池不会给对侧站台模块供电，而当某一组电池故障，且交流停电时，另外一组电池便可以通过备输出端给电池故障的站台模块进行供电，以此实现两组电池互为备用，从而在交流停电且电池故障时，避免了地铁站台门无法打开而导致停运现象的发生。

附图说明

图1为现有技术中的地铁站台门电源系统的模块示意图；

图2为现有技术中的地铁站台门电源系统的电路示意图；

图3为本发明实施例的一种地铁站台门电源系统的模块示意图；

图4为本发明实施例的一种地铁站台门电源系统的部分电路示意图；

图5为本发明实施例的一种地铁站台门电源系统的增设供电隔离单元后的部分电路示意图；

图6为本发明实施例的一种地铁站台门电源系统的增设供电隔离单元、充电电源和二极管后的部分电路示意图；

图7为本发明实施例的一种地铁站台门电源系统的双侧门的电路示意图；

图8为本发明实施例的一种地铁站台门电源系统的多侧门的模块示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，本发明实施例提供了一种地铁站台门电源系统，包括第一站台门电池、第二站台门电池、第二压降产生单元和站台模块；

所述第一站台门电池的第一主输出端与所述站台模块连接；

所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述站台模块连接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过设置第一站台门电池第一主输出端与站台模块连接，第二备输出端通过第二压降产生单元与站台模块连接，当两组站台门电池均无故障时，站台模块上的电压相同，电池如果给另外一侧门供电，会在压降产生单元上产生压降，所以正常工作时站台门电池不会给对侧站台模块供电，而当某一组电池故障，且交流停电时，另外一组电池便可以通过备输出端给电池故障的站台模块进行供电，以此实现两组电池互为备用，从而在交流停电且电池故障时，避免了地铁站台门无法打开而导致停运现象的发生。

进一步地，所述第二压降产生单元为二极管或降压硅链。

由上述描述可知，第二压降产生单元可以是二极管或降压硅链，以便能够产生压降，可根据实际情况灵活选择。

进一步地，所述站台模块包括母线；

所述第一站台门电池的第一主输出端与所述母线连接；

所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述母线连接。

由上述描述可知，不再设置驱动母线和控制母线，而是给站台模块设置一条母线，利用一条母线实现上行站台模块或下行站台模块的驱动和控制，将两侧的站台门分开供电，使各母线的电源配置和电池容量都完全一样，由于母线只带单侧站台门，母线电流=（现有驱动电流+现有控制电流）/2，减小了母线电流，在同样线径的情况下，母线的损耗和压降减小，避免了到达门单元的供电电压出现偏低的现象，或者还可将母线（从设备房到站台门）的线径减小，降低地铁站的布线难度，并且不管是几侧门，将站台门电池的另一输出端通过压降产生单元与对侧站台门的母线连接，每侧门总有两组电池为备用，因此即使在地铁运行期间，也可以对其中一组电池进行维护，即使在发现其中一组电池出现故障后，也可以第一时间排除故障，避免交流停电后不间断供电受到影响。

进一步地，所述站台模块还包括供电电源和站台门单元；

所述母线的一端分别与所述供电电源的输出端、所述第一站台门电池的所述第一主输出端和所述第二压降产生单元连接，所述母线的另一端与所述站台门单元连接。

由上述描述可知，母线的一端分别与供电电源的输出端、第一站台门电池的第一主输出端和第二压降产生单元连接，母线的另一端与站台门单元连接，通过母线实现了站台门单元的驱动和控制。

进一步地，所述供电电源为AC-DC电源。

由上述描述可知，能够为地铁站台门电源系统提供稳定的电源输入，以此实现地铁站台门的工作。

进一步地，所述站台门单元包括门单元、站台门和控制系统；

所述母线的所述另一端分别与所述门单元的供电输入端以及所述控制系统的输入端连接；

所述控制系统的输出端与所述门单元的控制输入端连接；

所述门单元的输出端与所述站台门连接。

由上述描述可知，站台门单元包括门单元、站台门和控制系统，通过将母线的另一端分别与门单元的供电输入端以及控制系统的输入端连接，控制系统的输出端与门单元的控制输入端连接，门单元的输出端与站台门连接，将属于一侧站台门的驱动模块和控制模块合并，利用一条母线实现一侧站台门的驱动和控制，在同样线径的情况下，减小母线的损耗和压降。

进一步地，还包括供电隔离单元；

所述母线的所述另一端通过所述供电隔离单元与所述控制系统的所述输入端连接。

由上述描述可知，母线的另一端通过供电隔离单元与控制系统的输入端连接，实现了母线与控制单元的供电隔离，保证了控制系统的供电会一直稳压，不受母线电压波动的影响，从而提高了站台门工作的稳定性。

进一步地，还包括充电电源；

所述充电电源的输出端与所述第一站台门电池的电源输入端连接。

由上述描述可知，可利用充电电源对第一站台门电池充电，以在电池无故障的情况下，保证电池工作的持久性。

进一步地，还包括二极管；

所述二极管的阳极与所述第一站台门电池的所述第一主输出端连接，所述二极管的阴极与所述母线的所述一端连接。

由上述描述可知，通过设置二极管的阳极与第一站台门电池的第一主输出端连接，二极管的阴极与母线的一端连接，利用二极管实现第一站台门电池、充电电源和母线的隔离，以此可以将充电电源的充电电压设置的比母线电压更低，避免母线电压因为负载波动而造成电池放电，保证了站台门工作的稳定性。

进一步地，还包括第一压降产生单元；

所述站台模块包括第一站台模块和第二站台模块；

所述第一站台门电池的第一主输出端与所述第一站台模块连接；

所述第一站台门电池的第一备输出端通过所述第一压降产生单元与所述第二站台模块连接；

所述第二站台门电池的第二主输出端与所述第二站台模块连接；

所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述第一站台模块连接。

由上述描述可知，当有两个站台门模块时，即上行站台门模块和下行站台门模块，将两个站台模块所对应的电池互为备用，当第一站台模块和第二站台模块的两组电池均无故障时，第一站台模块和第二站台模块上的电压相同，所以正常工作时站台门电池不会给对侧站台模块供电，而当某一组电池故障，且交流停电时，另外一组电池便可以给电池故障的站台模块进行供电，以此实现两组电池互为备用，从而在交流停电且电池故障时，避免了地铁站台门无法打开而导致停运现象的发生。

本发明上述的一种地铁站台门电源系统能够适用于双侧站台门或多侧站台门的地铁中，以下通过具体实施方式进行说明：

实施例一

请参照图3-图8，本实施例的一种地铁站台门电源系统，包括第一站台门电池、第二站台门电池、第二压降产生单元和站台模块；

所述第一站台门电池的第一主输出端与所述站台模块连接；

所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述站台模块连接，如图3所示；

其中，所述第二压降产生单元为二极管或降压硅链，可以是单个二极管作为所述第二压降产生单元，或将多个二极管串联组合作为所述第二压降产生单元，所述压降产生单元一方面能够产生压降，地铁运行正常时不会给对侧站台门供电，另一方面只会放电，不会充电；

具体的，所述站台模块包括母线；所述第一站台门电池的第一主输出端与所述母线连接；所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述母线连接；所述站台模块还包括供电电源和站台门单元；所述母线的一端分别与所述供电电源的输出端、所述第一站台门电池的所述第一主输出端和所述第二压降产生单元连接，所述母线的另一端与所述站台门单元连接；其中，所述供电电源为AC-DC电源，交流输入至所述AC-DC电源，如图4所示；

具体的，如图4所示，所述站台门单元包括门单元、站台门和控制系统；所述母线的所述另一端分别与所述门单元的供电输入端以及所述控制系统的输入端连接；所述控制系统的输出端与所述门单元的控制输入端连接；所述门单元的输出端与所述站台门连接；

在一种可选的实施方式中，如图5所示，还包括供电隔离单元；所述母线的所述另一端通过所述供电隔离单元与所述控制系统的所述输入端连接；其中，所述供电隔离单元为DC-DC电源，以满足供电隔离，并且实现稳压作用，不管母线电压是否有降低或者线压降，到达控制系统的电压总是稳定不变的，以此使控制系统的供电会一直稳压，不受母线电压波动的影响；

在一种可选的实施方式中，如图6所示，还包括充电电源；所述充电电源的输出端与所述第一站台门电池的电源输入端连接；还包括二极管；所述二极管的阳极与所述第一站台门电池的所述第一主输出端连接，所述二极管的阴极与所述母线的所述一端连接；其中，所述充电电源为AC-DC电源；

在一种可选的实施方式中，如图7所示，还包括第一压降产生单元；所述站台模块包括第一站台模块和第二站台模块；所述第一站台门电池的第一主输出端与所述第一站台模块连接；所述第一站台门电池的第一备输出端通过所述第一压降产生单元与所述第二站台模块连接；所述第二站台门电池的第二主输出端与所述第二站台模块连接；所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述第一站台模块连接；其中，所述第一压降产生单元为二极管或降压硅链，可以是单个二极管作为所述第一压降产生单元，或将多个二极管串联组合作为所述第一压降产生单元；

通常情况下，地铁为双侧门，第一站台模块为上行站台门的站台模块，第二站台模块为下行站台门的站台模块，在这种情况下，适应性地，如图7所示，所述第一站台模块包括第一母线；所述第一站台门电池的第一主输出端与所述第一母线连接；所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述第一母线连接；所述第二站台模块包括第二母线；所述第二站台门电池的第二主输出端与所述第二母线连接；所述第一站台门电池的第一备输出端通过所述第一压降产生单元与所述第二母线连接；所述第一站台模块还包括第一供电电源和第一站台门单元；所述第一母线的一端分别与所述第一供电电源的输出端、所述第一站台门电池的所述第一主输出端和所述第二压降产生单元连接，所述第一母线的另一端与所述第一站台门单元连接；所述第二站台模块还包括第二供电电源和第二站台门单元；所述第二母线的一端分别与所述第二供电电源的输出端、所述第二站台门电池的所述第二主输出端和所述第一压降产生单元连接，所述第二母线的另一端与所述第二站台门单元连接；所述第一站台门单元包括第一门单元、第一站台门和第一控制系统；所述第一母线的所述另一端分别与所述第一门单元的供电输入端以及所述第一控制系统的输入端连接；所述第一控制系统的输出端与所述第一门单元的控制输入端连接；所述第一门单元的输出端与所述第一站台门连接；所述第二站台门单元包括第二门单元、第二站台门和第二控制系统；所述第二母线的所述另一端分别与所述第二门单元的供电输入端以及所述第二控制系统的输入端连接；所述第二控制系统的输出端与所述第二门单元的控制输入端连接；所述第二门单元的输出端与所述第二站台门连接；所述供电隔离单元包括第一供电隔离单元和第二供电隔离单元；所述第一母线的所述另一端通过所述第一供电隔离单元与所述第一控制系统的所述输入端连接；所述第二母线的所述另一端通过所述第二供电隔离单元与所述第二控制系统的所述输入端连接；所述充电电源包括第一充电电源和第二充电电源；所述第一充电电源的输出端与所述第一站台门电池的电源输入端连接；所述第二充电电源的输出端与所述第二站台门电池的电源输入端连接；所述二极管包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的阳极与所述第一站台门电池的所述第一主输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一母线的所述一端连接；所述第二二极管的阳极与所述第二站台门电池的所述第一主输出端连接，所述第二二极管的阴极与所述第二母线的所述一端连接；

部分地铁站的地铁为多侧门，以三侧门为例，在另一种可选的实施方式中，如图8所示，还包括第三站台门电池和第三压降产生单元；所述站台模块还包括第三站台模块；所述第一站台门电池的第一主输出端与所述第一站台模块连接；所述第一站台门电池的第一备输出端通过所述第一压降产生单元与所述第二站台模块连接；所述第二站台门电池的第二主输出端与所述第二站台模块连接；所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述第三站台模块连接；所述第三站台门电池的第三主输出端与所述第三站台模块连接；所述第三站台门电池的第三备输出端通过所述第三压降产生单元与所述第一站台模块连接；如图8所示，站台门电池与供电负载组成环形结构，一组电池给对应负载供电，同时通过压降产生单元给另一组负载进行备电；

以双侧门为例，本发明上述的地铁站台门电源系统具体工作原理如下：

如图7所示，当地铁站台门未发生故障正常工作时，所述第一/二供电电源给所述第一/二母线供电，所述第一/二母线给所述第一/二门单元和所述第一/二控制系统供电，所述第一/二控制系统向所述第一/二门单元发送控制信号，所述第一/二门单元根据控制信号驱动所述第一/二站台门开关；假设当第一供电电源发生交流停电，但第一站台门电池未发生故障时，所述第一站台门电池给所述第一母线供电，所述第一母线给所述第一门单元和所述第一控制系统供电，所述第一控制系统向所述第一门单元发送控制信号，所述第一门单元根据控制信号驱动所述第一站台门开关；假设当第一供电电源发生交流停电，且第一站台门电池发生故障时，所述第二站台门电池通过所述第二压降产生单元给所述第一母线供电，所述第一母线给所述第一门单元和所述第一控制系统供电，所述第一控制系统向所述第一门单元发送控制信号，所述第一门单元根据控制信号驱动所述第一站台门开关，从而在交流停电且电池故障时，避免了地铁站台门无法打开而导致停运现象的发生；一般地铁行业要求电池的备电时间至少是1小时，那当单组电池故障，且交流停电时，站台门电池依然可以实现备电0.5小时，虽然无法达到设计的预期备电时间，但是会给到现场维护人员至少半小时的故障排查时间，或者可以启动手动开门，不会影响到乘客的正常出行和地铁正常运行；

从图7可以看出，充电电源数量、控制系统、电池容量和传统方案一样，并未增加成本和耗电，传统方案中电池故障对于整个供电系统来说是单点故障，即只要一组电池出现问题，系统在交流停电时就无法正常运行，本发明在不增加成本，且未增加耗电的情况解决了上述问题，符合节能减排的指导方针。

综上所述，本发明提供的一种地铁站台门电源系统，包括第一站台门电池、第二站台门电池、第二压降产生单元和站台模块；所述第一站台门电池的第一主输出端与所述站台模块连接；所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述站台模块连接，无论几侧门，当站台门电池均无故障时，站台模块上的电压相同，电池如果给另外一侧门供电，会在压降产生单元上产生压降，所以正常工作时站台门电池不会给对侧站台模块供电，而当某一组电池故障，且交流停电时，另外一组电池便可以通过备输出端给电池故障的站台模块进行供电，以此实现电池互为备用，在交流停电且电池故障时，避免了地铁站台门无法打开而导致停运现象的发生；还包括供电隔离单元，所述母线的所述另一端通过所述供电隔离单元与所述控制系统的所述输入端连接，实现了母线与控制单元的供电隔离，保证了控制系统的供电会一直稳压，不受母线电压波动的影响，提高了站台门工作的稳定性；还包括充电电源和二极管，所述充电电源的输出端与所述第一站台门电池的电源输入端连接；所述二极管的阳极与所述第一站台门电池的所述第一主输出端连接，所述二极管的阴极与所述母线的所述一端连接，以此可以将充电电源的充电电压设置的比母线电压更低，避免母线电压因为负载波动而造成电池放电，保证了站台门工作的稳定性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种地铁站台门电源系统，其特征在于，包括第一站台门电池、第二站台门电池、第二压降产生单元和站台模块；

所述第一站台门电池的第一主输出端与所述站台模块连接；

所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述站台模块连接；

还包括第一压降产生单元；

所述站台模块包括第一站台模块和第二站台模块；

所述第一站台门电池的第一主输出端与所述第一站台模块连接；

所述第一站台门电池的第一备输出端通过所述第一压降产生单元与所述第二站台模块连接；

所述第二站台门电池的第二主输出端与所述第二站台模块连接；

所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述第一站台模块连接；

所述站台模块包括母线；

所述第一站台门电池的第一主输出端与所述母线连接；

所述第二站台门电池的第二备输出端通过所述第二压降产生单元与所述母线连接；

所述第一站台门电池与所述第二站台门电池的电池容量一样；

所述站台模块还包括供电电源和站台门单元；

所述母线的一端分别与所述供电电源的输出端、所述第一站台门电池的所述第一主输出端和所述第二压降产生单元连接，所述母线的另一端与所述站台门单元连接；

所述第二压降产生单元为二极管或降压硅链。

2.根据权利要求1所述的一种地铁站台门电源系统，其特征在于，所述供电电源为ACDC电源。

3.根据权利要求1所述的一种地铁站台门电源系统，其特征在于，所述站台门单元包括门单元、站台门和控制系统；

所述母线的所述另一端分别与所述门单元的供电输入端以及所述控制系统的输入端连接；

所述控制系统的输出端与所述门单元的控制输入端连接；

所述门单元的输出端与所述站台门连接。

4.根据权利要求3所述的一种地铁站台门电源系统，其特征在于，还包括供电隔离单元；

所述母线的所述另一端通过所述供电隔离单元与所述控制系统的所述输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种地铁站台门电源系统，其特征在于，还包括充电电源；

所述充电电源的输出端与所述第一站台门电池的电源输入端连接。

6.根据权利要求5所述的一种地铁站台门电源系统，其特征在于，还包括二极管；

所述二极管的阳极与所述第一站台门电池的所述第一主输出端连接，所述二极管的阴极与所述母线的所述一端连接。

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