地鐵弱電系統(tǒng)不間斷電源整合方式分析

邢文軍

摘要：本文通過(guò)對(duì)地鐵不間斷電源的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從而對(duì)地鐵弱電系統(tǒng)不間斷電源整合方式進(jìn)行闡述，通過(guò)不間斷電源整個(gè)方案與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案相比較，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面，不間斷電源整合方式具有投資少、效益高的特點(diǎn)，并且方便檢修維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。在以往我國(guó)地鐵建設(shè)過(guò)程中，在地鐵內(nèi)部各個(gè)弱電系統(tǒng)往往單獨(dú)設(shè)置UPS電源，這一方式特別不利于運(yùn)行檢修，并且占地面積較大，資源占用率較高。

關(guān)鍵詞：地鐵;弱電系統(tǒng);不間斷電源;整合方式

一、地鐵弱電系統(tǒng)不間斷電源現(xiàn)狀分析

在城市地鐵中，其包含很多弱電系統(tǒng)，例如：通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等等，弱電系統(tǒng)往往由計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等組成，在運(yùn)行過(guò)程中按照一級(jí)負(fù)荷進(jìn)行供電，因此，在運(yùn)行時(shí)需要不間斷電源對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定供電，保證各個(gè)弱電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但是對(duì)于后備電源來(lái)講，若各個(gè)弱電系統(tǒng)電源分開(kāi)設(shè)置，每個(gè)專業(yè)所選擇的電源只能獨(dú)立應(yīng)用不能共享，其次，各個(gè)專業(yè)單獨(dú)招標(biāo)施工，每個(gè)專業(yè)所選擇的電源品牌、數(shù)量不一致，后期維修較為復(fù)雜且維修成本較高，同時(shí)分散設(shè)置不間斷電源，也會(huì)占據(jù)著較大面積，并不利于資源的合理化應(yīng)用。由此為了提升地鐵弱電系統(tǒng)運(yùn)行效率，控制后期維修費(fèi)用，應(yīng)當(dāng)對(duì)地鐵弱電系統(tǒng)不間斷電源整合方式進(jìn)行探究。

二、地鐵弱電系統(tǒng)用電時(shí)間分析

（一）地鐵弱電系統(tǒng)的用電時(shí)間

不同城市地鐵線路運(yùn)行時(shí)間存在差異，表一為一部分地鐵弱電系統(tǒng)大致用電時(shí)間分析：

由表一可知，地鐵弱電系統(tǒng)間針對(duì)用電時(shí)間的需求存在差異性，為避免超時(shí)供電需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行控制。

（二）地鐵弱電系統(tǒng)對(duì)于后備電源的需求

在通信系統(tǒng)內(nèi)，交流電源穩(wěn)定供電時(shí)，設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，多交流電源突然中斷，則需要UPS提供后備電源進(jìn)行供電，保證通信系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

對(duì)于應(yīng)急照明系統(tǒng)，在正常供電時(shí)，后備電池處于浮充電狀態(tài)，若突然斷電，則后備電源通過(guò)蓄電池對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行供電。

三、地鐵弱電系統(tǒng)不間斷電源整合方案

（一）不間斷電源整合方案的優(yōu)勢(shì)

地鐵中各個(gè)弱電系統(tǒng)存在一定的共性，即：各個(gè)弱電系統(tǒng)都是一級(jí)負(fù)荷，在運(yùn)行過(guò)程中都需要UPS為后備電源進(jìn)行供電;各個(gè)系統(tǒng)組成基本相同，對(duì)于電源的要求也沒(méi)有明顯差異;地鐵各個(gè)弱電系統(tǒng)在布設(shè)時(shí)較為集中，整合供電距離短，較為便捷。因此，可以看出，地鐵弱電系統(tǒng)進(jìn)行不間斷電源整合方案具備一定的可行性。

（二）不間斷電源整合方案原則

在進(jìn)行不間斷電源整合時(shí)，首先要保證電源的安全可靠;為了有效降低顯露損耗，應(yīng)將不間斷電源整合系統(tǒng)設(shè)置在距離各個(gè)弱電系統(tǒng)負(fù)荷中心較近的位置;在確定不間斷電源蓄電池容量時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)地鐵系統(tǒng)內(nèi)部所有弱電系統(tǒng)的情況加以分析，包括：弱電系統(tǒng)回路數(shù)量、后備時(shí)間以及切換時(shí)間等等。

（三）不間斷電源整合范圍

在對(duì)地鐵內(nèi)各個(gè)弱電系統(tǒng)通過(guò)后備時(shí)間、負(fù)載性質(zhì)等因素進(jìn)行分析后，可以進(jìn)行不間斷電源整合的弱電系統(tǒng)有：通信系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等，民用通信、應(yīng)急照明等不能納入不間斷電源整合范圍。

對(duì)于民用通信系統(tǒng)而言，與地鐵專用通信存在一定的差異性，雖然二者都是一級(jí)負(fù)荷，但民用通信是為乘客提供服務(wù)的，即使雙通道電源出現(xiàn)故障，民用通信系統(tǒng)出現(xiàn)短暫的斷電影響也不大。另外，民用通信系統(tǒng)歸屬與外部單位維護(hù)，如果將民用通信系統(tǒng)納入不間斷整合范圍將不利于地鐵運(yùn)行的獨(dú)立核算。

對(duì)于地鐵內(nèi)的應(yīng)急照明系統(tǒng)而言，其主要以熒光燈為主，若將其納入不間斷電源整合范圍，將增加50KW左右的蓄電池容量。因此，針對(duì)應(yīng)急照明系統(tǒng)，單獨(dú)設(shè)置UPS電源效果可能更好。

四、不間斷電源整合系統(tǒng)的設(shè)置

不間斷電源整合原理圖如下圖一所示，

系統(tǒng)內(nèi)部?jī)商譛PS裝置并列運(yùn)行，各自承擔(dān)弱電系統(tǒng)50%的符合，若系統(tǒng)中一路電源斷電，則由雙電源供電切換為另一路電源供電，若兩路電源均斷電時(shí)，則通過(guò)蓄電池為弱電系統(tǒng)提供供電。

不間斷電源容量理論上為各個(gè)弱電系統(tǒng)需求的容量與后備時(shí)間乘積之和。

設(shè)置進(jìn)線柜變電所0.4kv的電源在UPS系統(tǒng)的進(jìn)線柜內(nèi)切換為UPS供電;選擇工業(yè)級(jí)一體化的UPS裝置，同時(shí)為了在檢修狀態(tài)下也能夠不影響使用，UPS應(yīng)設(shè)置靜態(tài)旁路;為了保證UPS穩(wěn)定運(yùn)行，UPS還應(yīng)當(dāng)設(shè)置輸入以及輸出隔離變壓器。

設(shè)置饋線柜。在系統(tǒng)內(nèi)部每個(gè)回路都需設(shè)置PLC控制模塊，便于對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的輸出時(shí)間加以控制。在供電所兩路供電都斷電的情況下，UPS完全由蓄電池進(jìn)行供電，此時(shí)，PLC控制模塊對(duì)各個(gè)弱電系統(tǒng)的供電時(shí)間進(jìn)行記錄，并與提前設(shè)定的各個(gè)系統(tǒng)供電時(shí)間相比較，在達(dá)到設(shè)定時(shí)間之后，PLC控制模塊自動(dòng)切斷供電，避免影響其他系統(tǒng)用電。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，通過(guò)對(duì)UPS整合后以及整合前進(jìn)行比較，地鐵弱電系統(tǒng)的不間斷電源整合，一定程度上節(jié)約了土地面積，并且，相比于分散設(shè)置UPS，投資效益方面整合后也具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)整合設(shè)置，減少了供電回路、減少了低壓柜的回路同時(shí)，電纜的費(fèi)用也相應(yīng)減少。由此看來(lái)，隨著社會(huì)發(fā)展，科技進(jìn)步針對(duì)地鐵弱電系統(tǒng)的不間斷電源整合方案具有一定的可行性。

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