【摘要】 通信電源系統(tǒng)主要的作用是提供控制中心、車站、車輛段通信設(shè)備高可靠性及高質(zhì)量的電源，當(dāng)主電源中斷或發(fā)生波動(dòng)的情況下，通信設(shè)備在規(guī)定時(shí)間內(nèi)仍能正常工作。本文以大連地鐵1、2號(hào)線工程為例，詳細(xì)闡述專用通信電源系統(tǒng)的應(yīng)用情況以及UPS在電源系統(tǒng)中的核心地位。

【關(guān)鍵詞】 電源系統(tǒng) UPS 高頻開關(guān)電源 交流配電柜 蓄電池

一、概述

大連地鐵工程為地鐵1、2號(hào)線工程，線路全長64.9km，48個(gè)地下車站（大連北站站、西安路站為1、2號(hào)線換乘站）、1個(gè)控制中心（1、2號(hào)線共用）、2個(gè)車輛段、1個(gè)停車場(chǎng)、3個(gè)主變電所。電源系統(tǒng)在城市軌道交通通信系統(tǒng)中作用極為重要，它是通信各子系統(tǒng)設(shè)備正常工作的保障。大連地鐵1、2號(hào)線專用通信電源系統(tǒng)承擔(dān)全線范圍內(nèi)所有車站、車輛段、控制中心專用通信設(shè)備以及控制中心的信號(hào)、AFC、FAS、BAS、SCADA系統(tǒng)的統(tǒng)一供電。并能對(duì)通信系統(tǒng)提供一定的后備時(shí)間?？刂浦行木W(wǎng)管系統(tǒng)可對(duì)全線各處的通信電源設(shè)備統(tǒng)一管理、集中維護(hù)。

二、系統(tǒng)功能

大連地鐵1、2號(hào)線專用通信電源系統(tǒng)其功能如下：1、對(duì)專用通信系統(tǒng)、AFC、FAS、BAS、SCADA系統(tǒng)等設(shè)備不間斷、無瞬變地供電，所輸出的電源質(zhì)量滿足相關(guān)設(shè)備的要求。2、車站、車輛段電源系統(tǒng)為專用通信供電?？刂浦行碾娫聪到y(tǒng)為專用通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、AFC、FAS、BAS、SCADA系統(tǒng)供電，當(dāng)主電源故障（中斷或發(fā)生超限波動(dòng)）的情況下，提供分時(shí)段的后備保障電源。3、電源系統(tǒng)配置-48V開關(guān)電源及電池組，當(dāng)主電源故障（中斷或發(fā)生超限波動(dòng)）的情況下，為傳輸設(shè)備、電話交換機(jī)、部分無線設(shè)備等提供2小時(shí)的后備保障電源。4、電源系統(tǒng)設(shè)置電源集中監(jiān)控系統(tǒng)，全線站點(diǎn)的通信電源設(shè)備將通過傳輸系統(tǒng)提供的信道實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)管理。5、為專用通信系統(tǒng)用電設(shè)備提供B + C級(jí)防雷保護(hù)。

三、系統(tǒng)組成

大連地鐵1、2號(hào)線專用通信電源系統(tǒng)由UPS、高頻開關(guān)電源、交流配電柜、蓄電池、集中監(jiān)控系統(tǒng)等組成。電源系統(tǒng)中最核心的設(shè)備就是UPS，UPS即不間斷電源。

3.1 UPS

1、UPS組成。UPS由整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、維修旁路開關(guān)和監(jiān)控模塊組成，當(dāng)交流正常供電時(shí)，UPS可看成一臺(tái)穩(wěn)頻穩(wěn)壓電源，輸入電源既向蓄電池組充電又向逆變器供電，逆變器輸出潔凈的交流電源。市電中斷時(shí)，UPS立即將電池的直流電能，通過逆變器向負(fù)載供電。為保證通信設(shè)備在主電源中斷或波動(dòng)等情況下通信各子系統(tǒng)仍能可靠的工作。

2、UPS運(yùn)行方案。本工程選取了艾默生的UL33系列UPS系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際情況，將UPS的運(yùn)行分成控制中心并機(jī)方案和車站、車輛段、停車場(chǎng)單機(jī)方案。

a）控制中心并機(jī)方案（1、2號(hào)線合用UPS）。在南關(guān)嶺控制中心由專用通信系統(tǒng)對(duì)UPS進(jìn)行整合，為1、2號(hào)線專用通信、信號(hào)、AFC、FAS、BAS、SCADA系統(tǒng)統(tǒng)一供電。此方案采用由2臺(tái)三進(jìn)三出工頻UPS構(gòu)成“1+1”冗余并聯(lián)設(shè)備。b）車站、車輛段、停車場(chǎng)單機(jī)方案

3、UPS系統(tǒng)的幾種工作模式.正常工作模式：整流器將三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電，經(jīng)逆變器后轉(zhuǎn)為交流供給負(fù)載，主要起到穩(wěn)定電流的作用。蓄電池工作模式：主電源供電中斷，蓄電池由充電狀態(tài)轉(zhuǎn)為放電狀態(tài)，經(jīng)逆變器給負(fù)載供電。由于蓄電池放點(diǎn)的時(shí)間由實(shí)際設(shè)置的數(shù)量決定，所以，當(dāng)主電源恢復(fù)供電前，電池有可能放電停止，這種情況下，逆變器將會(huì)停止運(yùn)行；若主電源在蓄電池電未放盡前恢復(fù)供電，則蓄電池自動(dòng)由放電狀態(tài)轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)。靜態(tài)旁路工作模式：當(dāng)逆變器的輸出出現(xiàn)負(fù)載短路、過載、欠壓、過壓或故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷逆變器，轉(zhuǎn)為靜態(tài)旁路直接輸出給負(fù)載。手動(dòng)旁路模式：手動(dòng)旁路模式通常是在維修時(shí)用到，首先手動(dòng)合上旁路開關(guān)，將負(fù)載轉(zhuǎn)向維修旁路直接供電，以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS不停電維護(hù)。此時(shí)，維修人員可對(duì)UPS柜內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行維修。

3.2 開關(guān)電源

開關(guān)電源為傳輸設(shè)備、電話交換機(jī)、部分無線設(shè)備等通信設(shè)備提供質(zhì)量良好的直流不間斷電源。直流配電輸出單元將整流器輸出端接入配電裝置的輸入端進(jìn)行分配，輸出至有關(guān)通信設(shè)備。高頻開關(guān)電源的工作方式采用輸出電壓軟啟動(dòng)工作方式，所有模塊和插板均可帶電插拔。開關(guān)電源具備對(duì)蓄電池限流充電、過放電保護(hù)；具有電池容量在線監(jiān)測(cè)、設(shè)置電池放電終止電壓，并具有強(qiáng)制蓄電池退出功能；能夠在網(wǎng)管中心對(duì)電池進(jìn)行定期充放電維護(hù)。

3.3 交流配電屏

交流配電屏在控制中心、車站、車輛段為專用通信系統(tǒng)提供UPS輸入輸出配電。在控制中心可實(shí)現(xiàn)在停電期間對(duì)負(fù)載回路進(jìn)行分時(shí)供電方式（2小時(shí)、1小時(shí)、0.5小時(shí)）：為專用通信系統(tǒng)后備時(shí)間2小時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)后備時(shí)間0.5小時(shí)，AFC后備時(shí)間2小時(shí)，F(xiàn)AS后備時(shí)間1小時(shí)，BAS后備時(shí)間1小時(shí)，SCADA后備時(shí)間1小時(shí)的分時(shí)輸出配電。

3.4蓄電池

大連地鐵工程為每套UPS電源各配置了一套閥控式密封免維護(hù)電池，通信系統(tǒng)蓄電池通常提供給負(fù)載一定的后備時(shí)間，根據(jù)設(shè)備使用具體情況增加蓄電池以便達(dá)到后備時(shí)間的需求。

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