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1、地铁车站弱电系统集中UPS供电研究 【摘要】：城市车站弱电设备种类繁多、系统庞大，同时也是城市地铁领域系统建设的发展方向，本文主要简要探讨了地铁车站弱电系统集中UPS供电的主要特点以及应用范围。【关键词】：地铁车站；弱电系统；集中UPS中图分类号：U231文献标识码：A引言UPS是不断电系统（UninterruptiblePower6Supply）的简称，电源系统当停电时能够紧急取代市电供应电力给设备，就如同紧急照明设备一样。而不断电系统的设计更精密，能使市电与电池或变流器之转换时间更短，弥补发电机或其它紧急电源中断时间过
2、长之缺点。不断电系统并不是停电时才会动作，如遇到电压下陷、尖波、电压突波、噪声干扰、高（低）电压瞬时，足以影响设备正常运转的电力质量问题时，不断电系统均会自动稳压滤除噪声，提供给设备稳定且干净的电源环境。由于UPS功能及价格较其它紧急电源供应设备高，故一般均用于保护重要设备。一般车站各弱电系统都分别配置自己的电源系统,这样就设置了很多不间断电源装置。分散设置的方式无法实现资源共享,存在设备重复配置、利用率低、占地面积大、经济上不合理等缺点。同时每个运营部门都要配备电源维护工具和专业的维护人员,各自进行独立的电源管理,这也给地
3、铁运营无形中增加了运营维护成本和人力资源的浪费。实际上电源系统少维护或维护不当,导致蓄电池容量降低,不能达到备用时间要求,也会影响供电安全。因此,对各专业电源系统的UPS主机和蓄电池进行硬件集中整合是很好的方案:统一维护与管理电源系统,集中布置减少设备用房面积,降低车站土建工程造价;减少设备重复配置,实现资源共享,节省设备投资;电源品牌统一选型,便于设备招标。而且随着电力、电子设备制造工艺和应用技术的发展,大容量电源和控制技术在通信和电力系统中应用已经成熟,为弱电电源系统的集中整合提供了条件。目前,部分城市地铁已经就部分弱电
4、系统电源整合展开了初步尝试。一、模块式UPSUPS的冗余主要有两种:串联冗余和并联冗余。串联冗余是采用同机型的两套UPS设备串联，实现主从热备，主机一直满载，备机蓄电池长期浮充，有一定的转换时间，扩展较困难，可适用性较小。并联冗余指采用两套或两套以上的UPS设备并联均分负载，相比串联冗余具有一定的优势，在市场中占有的份额越来越大，新型模块式UPS的出现将并联冗余发展到一个新的台阶。6模块化UPS是从设计和工作的原理方面来讲的，其本身(也就是模块)就是一台UPS，包括整流器、逆变器、静态旁路开关及附属的控制电路、CPU主控板。
5、它可以打破传统的“1+1”或“N+1”的冗余机制，实现“N+X”的故障冗余及升级扩容，采用的热插拔技术可以允许单体模块在不需停电的前提下任意进人或退出并联单元，从而实现了并联系统的在线维护，同时无需专门的仪器或技术即可进行，提高了UPS系统的可靠性和适用性。模块式UPS的出现在一定程度上解决了大功率UPS集中供电在可靠性上的瓶颈。二、集中UPS的运行使用集中UPS系统为地铁的通信系统、信号系统、自动化集成系统、自动化售检票系统和门禁系统等重大设备集中提供电源，在地铁正常运营中发挥了极其重要的作用。因此，UPS设备的每一次故障
6、都可能导致末端设备整体终止供电，造成影响地铁正常运营和降低客服质量的巨大影响。时常出现故障，故障多数出现在一些易损零部件上，如主机风扇、系统监控板、LCD显示屏等。发生此类故障发生后，运营维护人员利用夜间停运时间及时处理故障或更换故障元件，即可排除，不会对主机供电造成直接影响。对于UPS内部关键元器件的损坏要提高警惕，例如整流器、逆变器功率模块失效，或遭遇大电流反向击穿等，这类故障出现以后，UPS将无法通过正常整流/逆变，，需要切换至旁路市电供电。在切换过程中，末端负载极有可能遭遇断电的风险。6三、车站弱电系统电源需求及整合
7、范围地铁工程系统众多、配合紧密,如果弱电系统共用一套UPS集中供电,那么就要求UPS电源必须具有高可靠性和独立性。根据各弱电系统负载类型、需求和电源特点,对各弱电系统进行分析。3.1、专用通信、信号、综合监控(包含环境监控)、门禁、自动售检票,主要为计算机和网络设备等容性负载,需AC380/220V电源,适于采用综合电源进行集中供电。3.2、屏蔽门/安全门系统的驱动电源,一般采用DC110V电压等级直流电源供电,驱动设备负载主要分布在站台上,且屏蔽门的驱动电机属于电感性负载,功率因数比较低,冲击电流大,若采用电源整合系统供电
8、,会明显影响电压稳定,降低电源质量。因此,屏蔽门系统不适宜采用电源整合系统供电,应独立设置后备电源,不宜纳入电源整合系统整合范围。3.3、变电所与车站弱电系统,一般设置在车站两端,电源靠近各弱电系统负荷中心,因此变电所负载距电源室的距离跨越整个车站,供电线路迂回,线路压降大,故变电所操作电
