城市軌道交通UPS整合應用方案

一、前言

城市軌道交通車站內(nèi)包含眾多的弱電設備系統(tǒng)，如通信、信號、綜合監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、辦公自動化、門禁、自動售檢票、火災自動報警、屏蔽門、應急照明、變電所綜合自動化等這些系統(tǒng)負責地鐵車站的旅客運輸環(huán)境監(jiān)控、信息傳遞和乘客導引等，屬于重要或特別重要的一級負荷，需要可靠性很高的電源．以保證供電質(zhì)量和供電連續(xù)性。

在以往的軌道交通工程中．車站各弱電系統(tǒng)分別配置自己的電源系統(tǒng)，存在設備重復配置、利用率低，占地面積大，經(jīng)濟上不合理等缺點。在運營維護中，各系統(tǒng)基本沒有專業(yè)的電源維護人員，造成實質(zhì)上的電源系統(tǒng)維護少或維護不當?shù)臓顩r導致蓄電池容量降低，不能達到備用時間要求。國內(nèi)地鐵曾發(fā)生由于蓄電池的原因，造成行車中斷的情況。

隨著電力電子設備制造工藝和應用技術(shù)的發(fā)展，大容量電源系統(tǒng)和先進控制技術(shù)在通信和電力系統(tǒng)中成熟使用，為軌道交通工程中實現(xiàn)對各個弱電電源系統(tǒng)的整合提供了有利條件。在中國已有的地鐵工程中，如北京地鐵機場線工程中已經(jīng)就車站弱電系統(tǒng)電源整合進行了初步嘗試。

二、客戶需求

（一）整合原則及需求

對各電源系統(tǒng)的蓄電池、裝置進行硬件整合和集中布置，便于電源系統(tǒng)的統(tǒng)一維護與管理。通過集中布置減少設備用房面積，降低車站土建工程造價。通過硬件整合減少設備重復配置．實現(xiàn)資源共享節(jié)省設備投資。

1、地鐵中各弱電系統(tǒng)對電源的可靠性要求很高,電源斷電時會造成地鐵停運甚至人身傷害,帶來不可估計的損失，因此各車站電源整合系統(tǒng)分別設置兩套電源裝置（含整流器、逆變器、蓄電池）、負載同步控制器、智能控制單元等。

2、電源及蓄電池設置。設置兩套電源裝置，在工程實施工程中，具體收集每一個設備的用電需求資料，并由此計算出較精確的容量。為確保能夠長期安全可靠的運行，推薦UPS的最大負載量一般為60％～80％UPS的額定輸出功率。根據(jù)相關工程經(jīng)驗，典型地鐵車站各弱電系統(tǒng)的負載總量一般約為90kVA左右，所以每套UPS的容量可選120kVA。

3、負載同步控制器。當兩路UPS電源不同步時，在轉(zhuǎn)換過程中可能造成負載電壓的擾動、接通時電流過大而停機。如要在電源不同步時可靠地轉(zhuǎn)換．則必須增長間斷時間（一般為15ms）．這樣將對負載非常不利（計算機負載電源間斷時間不大于8-10ms）。

4、智能控制單元。智能控制單元負責控制管理UPS電源裝置蓄電池，對UPS電源整合系統(tǒng)監(jiān)控信息上傳。

5、機房整體設計應體現(xiàn)“綠色機房、科技機房”的特點，響應國家“節(jié)能減排”政策的號召，利用先進技術(shù)及設計理念整體提高系統(tǒng)節(jié)能指標。

（二）各弱電系統(tǒng)負載類型及需求分析

1、通信系統(tǒng)。負載類型：傳輸、無線、公務電話、專用電話、閉路電視、廣播、時鐘等子系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡通訊設備電源要求能連續(xù)供應AC220V電源。

2、信號系統(tǒng)。負載類型：信號系統(tǒng)旅客信息系統(tǒng)等計算機、網(wǎng)絡設備．控制設備；電源要求：能連續(xù)供應AC380/220V電源。

3、綜合監(jiān)控系統(tǒng)（含環(huán)境監(jiān)控、門禁）。負載類型：計算機、網(wǎng)絡設備，環(huán)境監(jiān)控和門禁控制設備；電源要求：連續(xù)供應AC220V電源。

4、自動售檢票系統(tǒng)（AFC）。負載類型計算機、網(wǎng)絡設備，AFC終端設備．電源要求：能連續(xù)供應AC220V電源。

5、辦公自動化系統(tǒng)。負載類型：計算機、網(wǎng)絡設備：電源要求能連續(xù)供應AC220V電源。

6、屏蔽門系統(tǒng)。負載類型屏蔽門控制、驅(qū)動設備等電源要求：控制設備需連續(xù)供應AC220V控制電源驅(qū)動設備需要DC110V驅(qū)動電源。

7、火災自動報警系統(tǒng)。負載類型．計算機網(wǎng)絡設備、報警控制器等電源要求需連續(xù)供應AC220V電源。

8、變電所直流輔助電源。負載類型:裝置電源、控制電源、電機電源，電源要求能連續(xù)供應DC220V電源。

9、車站應急照明系統(tǒng)。負載類型．包括疏散照明和備用照明，電源要求能連續(xù)供應AC220V電源。

三、供電方案建議

根據(jù)上述客戶需求，我公司提供由Delta HIFT高智能容錯UPS所組成的雙總線供電系統(tǒng)。

1、UPS選型：

考慮到機房負載情況，以及對可靠性的要求，因此建議采用Delta HIFT高智能容錯120KVA UPS兩臺，組成雙總線供電系統(tǒng)。

該型號產(chǎn)品的物理尺寸：520×910×1695（W×D×H） 重量：230Kg

另外針對系統(tǒng)對同步控制的要求，普通的雙總線系統(tǒng)會在兩臺UPS之間增加外置同步控制器，不但額外增加了成本，最關鍵的是增加的外置同步控制器會成為系統(tǒng)的單點故障點，因此會大大的降低系統(tǒng)的可靠性。而臺達HIFT系列UPS內(nèi)置了同步控制功能，這樣系統(tǒng)就避免了同步控制器成為系統(tǒng)的單點故障，同時又降低了系統(tǒng)成本。

2、供電系統(tǒng)選擇：

鑒于系統(tǒng)的重要性及高可靠性要求。所以選擇Delta HIFT高智能容錯UPS系統(tǒng)——內(nèi)部采用模塊化結(jié)構(gòu)，組成模塊N+X冗余結(jié)構(gòu)，因此系統(tǒng)供電可靠性要遠遠高于普通UPS所組成的雙總線供電系統(tǒng)。

3、蓄電池容量選擇：

系統(tǒng)后備放電30分鐘。

蓄電池型號：DCF126-12/200 12V 200Ah蓄電池

蓄電池數(shù)量：40顆（一組）

UPS電源整合系統(tǒng)分別從降壓所0.4V兩段母線引進一路AC380V電源作為兩套UPS裝置的輸入電源。

正常工作時，兩套UPS裝置冗余并機運行．共同分擔其負載電流向各用電系統(tǒng)提供AC380/220V不問斷電源每臺UPS單機容量能滿足系統(tǒng)總?cè)萘恳?。并設置智能控制單元，負責按設定的時間依次切除各種負荷。

屏蔽門系統(tǒng)、變電所輔助電源應急照明由各個系統(tǒng)獨立設置后備電源，不納入電源整合范圍。

方案系統(tǒng)圖：

方案配置清單：

四、方案優(yōu)勢分析

隨著企業(yè)對可用性的要求越來越高，為機房或數(shù)據(jù)中心配置采用容錯技術(shù)的供電系統(tǒng)的必要性則突顯出來。所謂容錯，就是采用冗余的資源，使UPS系統(tǒng)具有容忍故障的能力，即在發(fā)生故障的情況下，仍能確保系統(tǒng)的逆變輸出，為由服務器和存儲等關鍵設備構(gòu)成的網(wǎng)絡系統(tǒng)提供潔凈穩(wěn)定的電源。

HIFT（High-Intelligent Fault-Tolerance）------海福系列，即是Delta公司最新推出的高智能容錯UPS，它的顯著優(yōu)勢和帶給客戶的價值包括但不限于：

◆系統(tǒng)可靠性高

系統(tǒng)可靠性計算公式：

HIFT UPS模塊2+1冗余系統(tǒng)可靠性：

HIFT UPS模塊1+2冗余系統(tǒng)可靠性：

HIFT UPS組成的N+X冗余供電系統(tǒng)，系統(tǒng)的實際負載量占設備容量的大小與系統(tǒng)的可靠度息息相關，實際負載量越低，系統(tǒng)冗余度越高，系統(tǒng)可靠度也就越高。這恰恰是普通UPS所無法比擬的。

◆系統(tǒng)可靠性高

可用性是衡量系統(tǒng)提供持續(xù)服務的能力。

HIFT UPS采用模塊N+X冗余技術(shù)，可在線熱插拔故障模塊，MTTR可視為0