一、 前言

　　城市軌道交通車站內(nèi)包含眾多的弱電設(shè)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(zāi)自動報警、屏蔽門、應(yīng)急照明、變電所綜合自動化等這些系統(tǒng)負(fù)責(zé)地鐵車站的旅客運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控、信息傳遞和乘客導(dǎo)引等，屬于重要或特別重要的負(fù)荷，需要可靠性很高的電源。

　　UPS（ Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時的 UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（ 事故停電 ）時， UPS 立即將機(jī)內(nèi)電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。 還有UPS效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)換時間等都是表征UPS性能的重要參數(shù)，決定了對負(fù)載的保護(hù)能力和對市電的利用率。性能越好，保護(hù)能力也越強(qiáng)，總的來說，后備式UPS對負(fù)載的保護(hù)差，在線互動式略優(yōu)之，在線式則幾乎可以解決所有的常見電力問題。當(dāng)然成本也隨著性能的增強(qiáng)而上升。因此用戶在選購UPS時，應(yīng)根據(jù)負(fù)載對電力的要求程度及負(fù)載的重要性不同，而選取不同類型的UPS。

　　隨著電力電子設(shè)備制造工藝和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，大容量電源系統(tǒng)和先進(jìn)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。

　　二、 客戶需求

　?。ㄒ唬┱显瓌t及需求

　　對各電源系統(tǒng)的蓄電池、裝置進(jìn)行硬件整合和集中布置，便于電源系統(tǒng)的統(tǒng)一維護(hù)與管理。通過集中布置減少設(shè)備用房面積，降低車站土建工程造價。實現(xiàn)資源共享節(jié)省設(shè)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(yùn)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(shè)置兩套電源裝置（含整流器、逆變器、蓄電池）、負(fù)載同步控制器、智能控制單元等。

　　2、電源及蓄電池設(shè)置。設(shè)置兩套電源裝置，在工程實施工程中，具體收集每一個設(shè)備的用電需求資料，并由此計算出較的容量。為確保能夠長期安全可靠的運(yùn)行，推薦UPS的負(fù)載量一般為60％～80％UPS的額定輸出功率。

　　3、負(fù)載同步控制器。當(dāng)兩路UPS電源不同步時，在轉(zhuǎn)換過程中可能造成負(fù)載電壓的擾動、接通時電流過大而停機(jī)。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）。

　　4、智能控制單元。智能控制單元負(fù)責(zé)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(jī)房整體設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)“綠色機(jī)房、科技機(jī)房”的特點，響應(yīng)國家“節(jié)能減排”政策的號召，利用先進(jìn)技術(shù)及設(shè)計理念整體提高系統(tǒng)節(jié)能指標(biāo)。

　?。ǘ└魅蹼娤到y(tǒng)負(fù)載類型及需求分析

　　1、通信系統(tǒng)。負(fù)載類型：傳輸、無線、公務(wù)電話、專用電話、閉路電視、廣播、時鐘等子系統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備電源要求能連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

　　2、信號系統(tǒng)。負(fù)載類型：信號系統(tǒng)旅客信息系統(tǒng)等計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?？刂圃O(shè)備；電源要求：能連續(xù)供應(yīng)AC380/220V電源。

　　3、綜合監(jiān)控系統(tǒng)（含環(huán)境監(jiān)控、門禁）。負(fù)載類型：計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，環(huán)境監(jiān)控和門禁控制設(shè)備；電源要求：連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

　　4、自動售檢票系統(tǒng)（AFC）。負(fù)載類型計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，AFC終端設(shè)備。電源要求：能連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

　　5、辦公自動化系統(tǒng)。負(fù)載類型：計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：電源要求能連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

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

　　7、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。負(fù)載類型。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、報警控制器等電源要求需連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

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

　　9、車站應(yīng)急照明系統(tǒng)。負(fù)載類型。包括疏散照明和備用照明，電源要求能連續(xù)供應(yīng)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)。UPS已從60 年代的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)發(fā)展至今天的具有智能化程度的靜止式全電子化電路，并且還在繼續(xù)發(fā)展。主流的UPS廠商有APC、山特等，都提供各種級別的UPS滿足不同用戶群的需要。目前，UPS一般均指靜止式UPS，按其工作方式分類可分為后備式、在線互動式及在線式三大類。

　　1、 UPS選型：

　　根據(jù)設(shè)備的情況、用電環(huán)境以及想達(dá)到的電源保護(hù)目的，可以選擇適合的UPS；例如對內(nèi)置開關(guān)電源的小功率設(shè)備一般可選用后備式UPS，在用電環(huán)境較惡劣的地方應(yīng)選用在線互動式或在線式UPS，而對不允許有間斷時間或時刻要求正弦波交流電的設(shè)備，就只能選用在線式UPS。

　　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，關(guān)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(dá)HIFT系列UPS內(nèi)置了同步控制功能。

　　2、 供電系統(tǒng)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通UPS所組成的雙總線供電系統(tǒng)。在市電正常時直接由市電向負(fù)載供電，當(dāng)市電超出其工作范圍或停電時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點是：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，但輸入電壓范圍窄，輸出電壓穩(wěn)定差，有切換時間，且輸出波形一般為方波。在市電正常時直接由市電向負(fù)載供電，當(dāng)市電超出其工作范圍或停電時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點是：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，但輸入電壓范圍窄，輸出電壓穩(wěn)定差，有切換時間，且輸出波形一般為方波。在線互動式UPS：在市電正常時直接由市電向負(fù)載供電，當(dāng)市電偏低或偏高時，通過UPS內(nèi)部穩(wěn)壓線路穩(wěn)壓后輸出，當(dāng)市電異?；蛲ｋ姇r，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等特點，但同樣存在切換時間。

　　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(jìn)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(jī)運(yùn)行。共同分擔(dān)其負(fù)載電流向各用電系統(tǒng)提供AC380/220V不問斷電源每臺UPS單機(jī)容量能滿足系統(tǒng)總?cè)萘恳?。并設(shè)置智能控制單元，負(fù)責(zé)按設(shè)定的時間依次切除各種負(fù)荷。

　　屏蔽門系統(tǒng)、變電所輔助電源應(yīng)急照明由各個系統(tǒng)獨立設(shè)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(jī)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。

　　Delta公司推出的高智能容錯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(fù)載量占設(shè)備容量的大小與系統(tǒng)的可靠度息息相關(guān)，實際負(fù)載量越低，系統(tǒng)冗余度越高，系統(tǒng)可靠度也就越高。

　　◆ 系統(tǒng)可靠性高

　　可用性是衡量系統(tǒng)提供持續(xù)服務(wù)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

　　不同供電方案可用性比較（MTBF以20萬小時為例）

　　HIFT UPS可降低“再發(fā)生故障”500－1000

　　◆ 隨需擴(kuò)容

　　快速變化的業(yè)務(wù)要求企業(yè)機(jī)房和數(shù)據(jù)中心具備靈活性（Agility）。當(dāng)更多的IT應(yīng)用強(qiáng)調(diào)動態(tài)結(jié)構(gòu)時，支撐這些應(yīng)用的UPS供電系統(tǒng)是必須提前一步到位，還是可以根據(jù)需要靈活配置？

　　HIFT（海福）UPS因采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以在20kVA到480kVA的寬廣范圍內(nèi)，以20kVA為單位來隨時隨需在線擴(kuò)容，客戶不再需要僅是為未來的可能性而提前投入大筆費用。（見下圖）

　　HIFT（海福）UPS的這種靈活性，即允許配置容量貼近實際需求容量的能力，不僅降低了UPS的初始購置成本，更減少了配套設(shè)備（如空調(diào)）的配置與能耗支出，有效防止了基礎(chǔ)設(shè)施超前超大規(guī)模設(shè)計導(dǎo)致的不必要開支。

　　◆ 高效節(jié)能——降低運(yùn)營成本

　　通常帶載越少，UPS效率越差。而HIFT（海福）UPS，即使帶載只有額定容量的15%，整機(jī)效率亦超過90%；當(dāng)帶載達(dá)到27%時，效率就已高達(dá)94%。效率在百分比上的每一小步提升，能耗支出的節(jié)省都是一大步。

　　HIFT UPS效率曲線圖

　　效益分析：

　　UPS一年耗電量：

　　空調(diào)制冷成本（以空調(diào)的EER（能效比）為3.3來計算）：

　　根據(jù)上述計算，采用HIFT UPS與普通UPS相比較，僅從電費這一項上來計算，

　　每年兩臺80KVA的HIFT UPS每年節(jié)省的電費=（15540+4535）度×1.8元×2

　　= 72270元。

　　◆ 小配件大管理

　　HIFT（海福）UPS，加上SNMP卡和環(huán)境監(jiān)測模塊，即可對機(jī)房的動力環(huán)境，包括溫度、濕度、火、煙霧、漏水、以及門禁，進(jìn)行全面的監(jiān)控和管理。

　　五、 強(qiáng)大的技術(shù)支持與售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)

　　中達(dá)電通在全國擁有34個服務(wù)網(wǎng)點，共有500多位銷售服務(wù)工程師為用戶提供售前、售中、售后的全方位服務(wù)，以保證用戶在時間得到技術(shù)支持，內(nèi)容如下：

　　服務(wù)宗旨：提供品質(zhì)卓越的不間斷電源產(chǎn)品和令客戶百分之百滿意的服務(wù)。

　　售前服務(wù)：

　　● 為客戶提供電源規(guī)劃，使客戶能享受到經(jīng)濟(jì)，有效的Delta  UPS配置及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理方案。

　　● 公司可以專案形式滿足有特殊要求的客戶，并提供各種不間斷電源產(chǎn)品。

　　● 客戶可向上?？偣?，各地分公司及代理商咨詢Delta UPS產(chǎn)品的技特性或上網(wǎng)查詢

　　● 通過各種媒體，全國各地巡展及新產(chǎn)品發(fā)布會讓客戶了解Delta UPS產(chǎn)品的功能及特性。

　　● 公司備有足夠的庫存，提供快捷的裝機(jī)服務(wù)，滿足客戶改善用電環(huán)境的要求。

　　售中服務(wù)：

　　● 安裝調(diào)試時，對用戶進(jìn)行現(xiàn)場培訓(xùn)，令設(shè)備使用人員對設(shè)備能夠獨立操作，正常使用及維護(hù)保養(yǎng)。

　　● 對客戶的使用環(huán)境包括電源輸入、輸出、電池、電纜規(guī)格等有關(guān)準(zhǔn)備工作將由專門的技術(shù)人員負(fù)責(zé)。

　　售后服務(wù)：

　　● 產(chǎn)品售出后即享有當(dāng)?shù)卮砩踢M(jìn)行安裝、調(diào)試及使用解說的服務(wù)，并享有Delta品牌保證，終身維護(hù)。

　　● 定期對Delta UPS的使用用戶進(jìn)行培訓(xùn)。

　　● 維修期內(nèi)技術(shù)人員會定期提供UPS保養(yǎng)。

　　● 遍布全國的Delta UPS維護(hù)網(wǎng)使您的問題可在短時間內(nèi)得到解決。

　　六、 結(jié)論

　　綜上可知，城市軌道交通中弱電系統(tǒng)的UPS電源整合是適應(yīng)軌道交通快速發(fā)展而出現(xiàn)的它對合理配置電源資源起到了較大的作用，提高了軌道交通弱電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性，并減小了維護(hù)量。