地铁并机共用电池组优化方案.doc

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1、UPS产品开发处　郑强地铁并机共用电池组优化方案OptimizedSchemeofConnectedCommonBatteryPackforSubway郑强，台达公司UPS产品开发处　　Zhengqiang,UPSProductDevelopmentDepartment,Delta摘要：UPS电源系统是保障地铁交通正常运营的基础设施之一。本文介绍了台达UPS“1+1”并机共用电池组优化方案以及应用案例。关键词：地铁UPS共用电池组 Abstract:UPSpowersupplysystemisoneoftheinfrastructuretoensurethestablefuncti

2、oningofsubway.ThispaperintroducesDeltaoptimizedscheme,UPS“1+1”connectedcommonbatterypack,andcasesforitsapplication. Keywords:Subway,UPS,Commonbatterypack［中图分类号］TN86［文献标识码］A文章编号：1561-0349（2012）03-1前言地铁因其占用土地和空间最少、运输能量最大、运行速度最快、环境污染最小等优势而成为备受青睐的一种交通方式。随着我国经济的不断持续增长以及国家对交通事业的巨大投入，城市地铁建设就像滴在宣纸上的墨汁

3、，正在大大小小的城市里迅速地发展。在地铁工程建设各机电系统中（见图1），需要采用交流不间断电源设备（UPS）来保证安全和可靠运行的功能系统主要有：通信系统、信号系统、综合监控系统（ISCS）、环境监控系统（BAS）、自动售检票系统（AFC）、屏蔽门系统（ACS）、消防报警系统（FAS）等。能否确保它们长期安全和可靠地运行，将会直接影响地铁交通能否正常运营，所以按一级负荷供电设计。然而，目前我国地铁修建成本每公里约5亿元，昂贵的修建成本同时制约了其机房各功能系统使用区域的面积。因此，作为保障关键负载安全和可靠运行的UPS电源系统而言，传统的按用电设备所承担的调控专业来进行划分，采用中

4、、小功率UPS的分散供电设计方案。由于其可靠性低、占用面积大、管理及维护困难等种种原因，无法满足近年来地铁用户对UPS电源系统高可靠性、便于扩展、易于管理和节省空间的设计原则和要求。8UPS产品开发处　郑强图1机电系统主要组成2UPS供电系统发展趋势UPS的供电方式可分为集中供电方式和分散供电方式两种。集中供电方式，是指由一套大功率UPS向车站整个弱电系统负载提供应急供电；分散供电方式，就是根据设备的需要分别配备适合的中、小功率UPS。在地铁交通建设的早期阶段，常采用由多台中、小功率UPS分别带不同系统专业负载的分散供电设计方案，比如：分别为通信、信号、综合监控、门禁等系统配置独立

5、的UPS电源供电。然而，经过长期的运用实践证明：与采用由多台中、小功率UPS组成的分散式供电方案相比较，采用一套大功率UPS的集中供电方案，拥有明显的技术优势和更佳的性价比。集中供电与分散供电比较见表1。表1 UPS集中供电与分散供电比较 供电方式中、小功率UPS分散式供电大功率UPS集中式供电管理/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可靠性低多种冗余设计,可靠性较高MTBF低高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

6、标较好采购成本高低　　表2是一地铁线控制中心、车站及车辆段/停车场对UPS供电系统典型的配置要求。表2地铁UPS供电系统配置要求系统名称车站控制中心车辆段/停车场后备时间通信(不含PIS)20kVA65kVA35kVA2小时PIS15kVA15kVA5kVA0.5小时ISCS15kVA2小时信号5kVA2小时AFC20kVA0.5小时8UPS产品开发处　郑强FAS3kVA0.5小时BAS12kVA1小时ACS3kVA0.5小时合计93kVA80kVA40kVA　UPS容量配置120kVA100kVA50kVA由表2可知，不同系统的后备时间长短和输出功率大小均是有差别的。当采用集中供

7、电方案设计时，UPS的输出配电柜必需设计为具备有分时控制输出的智能型配电屏。根据不同系统对UPS供电的需要，采用工业级的PLC控制并执行分时、自动关断操作，来达到对各系统“分时供电”的电源保护。图2“分时供电”智能型配电屏原理图如图2所示，每一个需要侦测实际功率的负载分路上都安装一个功率侦测设备，并将侦测到的不同负载实际功率反馈给PLC。PLC则实时接受UPS上报来的实际电池组后备容量，并根据不同分路负载的实际后备时间需求及实际功率灵活调整其后备的时间，控制分路配电设