地铁车站弱电系统集中ups 供电分析

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1、地铁车站弱电系统集中UPS供电分析赵美君（广州地下铁道设计研究院，广东广州，510010）摘要：本文简要介绍了目前地铁弱电系统UPS的基本特点，以及新型模块式UPS有助于提高集中供电的可靠性和适用性；并根据地铁弱电系统对电源的要求分析了地铁车站弱电系统采用UPS集中供电的可能性。关键词：UPS地铁弱电系统集中供电1、概述UPS在其发展初期，仅被视为一种备用电源。后来，由于电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、电压跌落、持续过压或者欠压甚至电压中断等电网质量问题，使计算机等设备的电子系统受到干扰，造成敏感元件受损、信息丢失、磁盘程序被冲掉等严重后果，引起巨大的经济损失。因此，UP

2、S日益受到重视，并逐渐发展成一种具备稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压浪涌等功能的电力保护系统。UPS电源不仅能提供持续的电源供应，还具有对市电进行稳压、稳频、滤波、抗电磁射频干扰、防止电压的浪涌和下陷等功能。地铁弱电系统主要包括通信系统、信号系统、屏蔽门系统、自动售检票系统和主控系统等。通信系统又分为地铁专用通信、民用通信和公安通信三部分。弱电系统负荷大部分是计算机类负载，作为地铁这样一种大规模公共交通工具，其安全性显得更为重要，所以地铁弱电系统的供电特点是：一级负荷，各系统分别由来自变电所两段母线分别馈出一路电源，末端自动切换，再配送到UPS输入端；UPS为

3、在线式，在市电正常供电时，首先将市电交流电源变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电源重新变成交流电源，即它平时是由交流电经整流后又以逆变器方式向负载提供交流电源。一旦市电中断，立即改由蓄电池以逆变器方式对负载提供交流电源。对在线式UPS电源而言，在正常情况下，无论有无市电，它总是由UPS电源的逆变器对负载供电，这样就避免了所有由市电电网电压波动及干扰带来的影响。显而易见，在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源，因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电，且在由市电供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零。2、模块式UPSUPS的冗余主要有两种：串联冗余和并

4、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，有一定的转换实时间，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。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。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

5、电的前提下任意进入或退出并联单元，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，模块式UPS热插拔并机结构图如图1所示。5图1模块式UPS热插拔并机结构图3、大功率UPS集中供电分析UPS的供电方式可分为UPS集中供电方式和UPS分散供电方式两种。集中供电方式是指由一台大功率UPS向车站整个弱电系统负载提供应急供电。分散供电是现在比较流行的一种配备方式，就是根据设备的需要分别配备适合的中小功率UPS。表1UPS集中供电与分散供电比较　中小功率UP

6、S分散供电大功率UPS集中供电适用场合设备比较分散、比较独立设备比较集中管理维护设备分散，管理维护困难集中管理，便于专人负责和维修可靠性没有备份，可靠性低可以多种冗余设计，可靠性较高MTBF大功率UPS的MTBF远远高于小功率UPS的MTBF。蓄电池利用蓄电池分散裕量，造成浪费共用蓄电池，集中裕量，节约成本占地面积设备分散，占地面积大设备集中，占地面积小布线布线简单，要求低布线复杂，要求高成本低高性能指标技术含量低，容易生产，性能指标一般技术含量高，设计严密，性能指标较好其它国内中小UPS技术很成熟，可全部国产化国内大功率生产仍有些问题，要部分依赖进口注：MTBF指平均

7、无故障工作时间集中UPS供电是随着整体机房的出现而渐出现的，证券、移动、联通、电信等行业整体机房或区域中心机房的不断出现，这使集中UPS供电的发展也提上了日程。整体机房对电源的要求是：高可靠性、便于扩展、易于管理和节省空间。而今UPS并机冗余、热插拔式以及数字控制技术的发展使得UPS的可靠性得到很大的提高，能渐渐满足整体机房的电源可靠性需求。地铁车站弱电系统比较多，空间位置相对集中，大部分位于车站车控室附近，负载不是很大，15～80KVA不等，典型的车站弱电用房布置图如图2、图35所示。图2二号线海珠广场站站厅部分房间布置示意图图3三号线