臺達UPS地鐵弱電系統解決方案

　　P（W）電池提供總功率
　　P（VA）負載標稱(chēng)容量（VA）
　　Pf 負載輸入功率因數
　　η UPS逆變轉換效率
　　Pnc 每只電池需要提供的功率
　　n UPS配置的電池數量
　　N 單顆電池的cell數
　　P（W）={P（VA）×Pf}/η
　　Pnc=P（W）/（n×N）
　　1．40KVA 2小時(shí)
　　P（VA）=40KVA
　　負載輸入功率因數Pf≈0.7
　　逆變器效率η=0.95 n=29 N=6
　　P（W）={P（VA）×Pf}/η
　　　　　={40000×0.7}/0.95
　　　　　=29473.68（W）
　　Pnc=P（W）/（n×N）
　　　 =29473.68/（29×6）
=169.39（W）

　　根據中達電能電池的恒功率放電特性表可得出2小時(shí)放電時(shí)間，1.75V截止電壓下，DCF126—12/100型號的電池能提供68.4W的功率，169.39/68.4=2.48組。

　　2．46KVA 1小時(shí)

　　P（VA）=46KVA
　　負載輸入功率因數Pf≈0.7
　　逆變器效率η=0.95 n=29 N=6
　　P（W）={P（VA）×Pf}/η
　　　　　={46000×0.7}/0.95
　　　　　=33894.74（W）
　　Pnc=P(W)/（n×N）
　　　 =33894.74/（29×6）
=194.80（W）

　　根據中達電通電池的恒功率放電特性表，可得出1小時(shí)放電時(shí)間，1.75V截止電壓下，DCF126—12/100型號的電池能提供112.2W的功率，194.80/112.2=1.74組。

　　3．40KVA 0.5小時(shí)

　　P（VA）=40KVA
　　負載輸入功率因數Pf≈0.7
　　逆變器效率η=0.95 n=29 N=6
　　P（W）={P（VA）×Pf}/η
　　　　　={40000×0.7}/0.95
　　　　　=29473.68（W）
　　Pnc=P（W）/（n×N）
　　　 =29473.68/（29×6）
=169.39（W）

　　根據中達電通電池的恒功率放電特性表可得出0.5小時(shí)放電時(shí)間，1.75截止電壓下，DCF126—12/100型號的電池能提供181.3W的功率，169.39/181.3= 0.93組，2.48+1.74+0.93=5.15（組）。

　　由于這種計算方法得出的結果會(huì )比實(shí)際的配置略有偏小，所以取6組應當足以滿(mǎn)足負載的后備時(shí)間需求。

　　同樣可以計算出車(chē)輛段UPS系統需配置中達電通DCF126 12/100型號的電池4組；停車(chē)場(chǎng)UPS系統需配置中達電通DCF126 12/100型號的電池3組；控制中心UPS系統需配置中達電通DCF126 12/100型號的電池6組。

　　五、供電運行方式與邏輯關(guān)系

　　結合方案的系統示意圖可以了解系統的供電運行方式與邏輯關(guān)系。

　　1．正常供電運行方式

　　兩路主電源為兩臺UPS供電，主電源1接UPS1的主輸入，主電源2接UPS2的主輸入，兩臺UPS的旁路同時(shí)接到主電源1或者主電源2上（不同的站點(diǎn)可以不同）。兩臺UPS同時(shí)輸出到各個(gè)負荷側的STS開(kāi)關(guān)，通過(guò)設置STS開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現大約各帶一半負載。這樣能確保兩路電源上的負載量基本均分，當兩臺UPS都運行于旁路狀態(tài)時(shí)，相位仍然同步，STS轉換不受影響。

　　UPS1和UPS2同時(shí)為電池組充電，充電電流各占50%。為了日后維修和保養方便，每臺UPS和每組電池都裝有自己的連接開(kāi)關(guān)。

　　2．UPS故障運行方式

　　a．UPS2故障，則通過(guò)STS將所有的負載切換到UPS1，然后維修UPS2，修復后再恢復原帶載運行方式。

　　b．UPS1故障，則通過(guò)STS將所有的負載切換到UPS2，然后維修UPS1，修復后再恢復原帶載運行方式。

　　c．兩臺UPS都故障，則通過(guò)兩臺UPS的靜態(tài)旁路供電給負載。此時(shí)，可以將兩臺UPS打到維修旁路或者輪流關(guān)閉進(jìn)行維修，修復后再轉為原帶載運行方式。

　　3．電池組故障運行方式

　　電池組分為3—6組并聯(lián)，若發(fā)現電池故障或者報警，維修人員切除故障的電池分組，進(jìn)行維修維護工作，修復后再將電池分組重新投入運行。

　　4．失去1路主電源運行方式

　　a．UPS2主電源失電，則UPS2停止輸出，通過(guò)STS將所有負載切到UPS1。

　　b．UPS1主電源失電，則UPS2停止輸出，通過(guò)STS將所有負載切到UPS2。

　　5．失去2路主電源運行方式

　　此時(shí)兩臺UPS同時(shí)轉到電池組放電狀態(tài)，通過(guò)STS后共同分擔后面的負載。若此時(shí)任何1臺UPS故障，其后面的負載都會(huì )通過(guò)STS轉移到另外一臺UPS上去，電池組也會(huì )全部轉給正常的UPS使用，后備時(shí)間不受影響。

　　智能配電柜會(huì )結合各負荷的后備時(shí)間要求，按時(shí)切除相應的負載。

　　6．檢修運行方式

　　a．檢修單臺UPS時(shí)，斷開(kāi)一臺進(jìn)行檢修，另一臺正常運行。

　　b．檢修單組蓄電池時(shí)，斷開(kāi)一組進(jìn)行檢修，其它電池組正常運行。

　　c．當兩臺UPS同時(shí)檢修時(shí)，可將兩臺UPS打到維修旁路或者輪流關(guān)閉進(jìn)行檢修。

　　六、方案特點(diǎn)分析

　　概括起來(lái)，該方案具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

　　1．UPS電源采用集中式配置，跟分散式配置相比，該方案更能綜合利用UPS和蓄電池資源，具有設備可靠性高、節省安裝空間、維修和管理方便等優(yōu)點(diǎn)，符合地鐵行業(yè)的發(fā)展趨勢。

　　2．輸入電源采用雙路同時(shí)分別供電，跟前端采用ATS切換裝置相比，該方案更節省投資，使雙路電源負載均分，并且避免了ATS的單點(diǎn)故障。

　　3．系統采用兩臺UPS雙母線(xiàn)架構，跟單機和雙機并聯(lián)架構相比，減少了單故障點(diǎn)，增強了可靠度。

　　4．采用雙機共享電池組方式，確保任何一臺UPS故障時(shí)，系統總的后備時(shí)間不受影響，并且同時(shí)具備了以下優(yōu)點(diǎn)：

　　a．節省購買(mǎi)電池的資金投資，相應的搬運、安裝等投資也跟著(zhù)減少。

　　b．節省安裝空間投資，相應的裝修費、空調配置等投資也跟著(zhù)減少。

　　c．節省承重方面的投資。

　　d．節省電耗、維護保養等運營(yíng)成本方面的投資，更加環(huán)保。

　　e．系統擴容比較方便，主機和電池組的擴容可以分別進(jìn)行，非常安全、方便，可以靈活利用資金。

　　f．發(fā)揮電池的最大效能，提高電池利用率。對于傳統的電池配置方案，由于電池數量較多，停電后電池會(huì )小電流放電，電池容量可能還沒(méi)有放掉多少，市電就已經(jīng)恢復。這種小電流的淺度放電對電池是沒(méi)有好處的，久而久之電池性能就會(huì )下降，一旦某臺UPS壞掉，其它UPS電池的后備時(shí)間就會(huì )達不到要求。而對于共享電池組方案，由于電池數量相對較少，停電后電池的放電電流就會(huì )比較大，電池容量也可以放的比較多，這樣有利于提高電池的活性，延長(cháng)電池壽命。一旦某臺UPS壞掉，系統的后備時(shí)間也不會(huì )受到影響，因為電池不會(huì )跟著(zhù)UPS失效而失效。

　　5．根據負載重要程度，采用分時(shí)供電方式，合理分配資源，實(shí)現效益最大化。
6．采用臺達NT系列UPS，該產(chǎn)品更能符合軌道交通方案需求，產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)異、廠(chǎng)家服務(wù)周到。同時(shí)采用冗余的通訊線(xiàn)代替LBS，節省了投資，提高了效率，增加了系統可靠度。

　　七、公司、產(chǎn)品及服務(wù)介紹

　　臺達電子集團（DELTA）是世界第一的交換式電源供應器領(lǐng)導廠(chǎng)商，每月生產(chǎn)超過(guò)一百萬(wàn)臺轉換電源供應器，為全球最大的制造商。臺達在品質(zhì)管制、可靠度的控制及維修服務(wù)方面的杰出表現，已被廣泛的認可，每年都收到HP、IBM、NEC、GE……等主要客戶(hù)所頒發(fā)的獎牌。同時(shí)，臺達設于世界各地的工廠(chǎng)均通過(guò)了ISO—9000認證，研發(fā)和生產(chǎn)的UPS電源也銷(xiāo)往世界各地。

　　臺達NT系列UPS采用先進(jìn)的IGBT高頻切換正弦脈寬調變技術(shù)設計，使UPS供電質(zhì)量好、效率高、熱損耗小、噪音低、體積小及壽命長(cháng)；同時(shí)采用模組化設計可降低平均修護時(shí)間（MTTR），使維護工作更簡(jiǎn)便；藉由微處理器的數字化設計，簡(jiǎn)化復雜的模擬線(xiàn)路及大量減少零件數目，使系統更為安全可靠。該產(chǎn)品還具有一些其它品牌所難以比擬的優(yōu)異特色，如：8臺并機無(wú)須并機卡、共享電池組、電池漏液保護、內存500筆信息數據、智能監控，可規劃干接點(diǎn)等等。

　　本方案所選用的中達電通蓄電池具有失水少、自放電小、密封安全、使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，是一款性?xún)r(jià)比很高的產(chǎn)品。

　　中達電通智能配電柜是中達電通跟斯米克機電公司合作生產(chǎn)的，內部組件采用施耐德或者ABB的高性能產(chǎn)品，整柜外形美觀(guān)，性能安全可靠。

　　中達電通在全國擁有35個(gè)分支機構和服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，遍及各地，可為用戶(hù)提供方便快捷的售前、售中、售后服務(wù)。對國內的用戶(hù)鄭重承諾：報修立刻響應，30分鐘內提供問(wèn)題有效解決方案，2~24小時(shí)趕赴現場(chǎng)（緊急情況下就近最快的交通工具抵達現場(chǎng)），故障現場(chǎng)4小時(shí)內處理完畢。

　　八、總結

　　臺達NT系列UPS在工廠(chǎng)、醫療、交通、通信、證券、金融等行業(yè)都有廣泛應用。在軌道交通方面已安全運行于北京地鐵，上海地鐵9#線(xiàn)、6#線(xiàn)、8#線(xiàn)等，目前又已中標沈陽(yáng)地鐵、南京地鐵等項目。此外在青藏線(xiàn)、京滬線(xiàn)等鐵路交通干線(xiàn)上也都有臺達NT第列UPS在正常運行，目前該UPS又已中標合寧線(xiàn)、京津線(xiàn)等鐵路項目。

　　臺達NT系列UPS可組成十多種安裝方案，其中多機共享電池組方案，在并聯(lián)、雙母線(xiàn)架構下都可以采用。目前，在上海鐵路局調度控制中心有兩臺30KVA的UPS共享電池組在正常運行；在九江電信有兩320KVA的UPS共享電池組在正常運行；在山東省委機要局有兩臺40KVA的UPS共享電池組在正常運行；在山東電視臺有兩臺30KVA的UPS共享電池組在正常運行；在鷹潭電信有三臺40KVA的UPS共享電池組在正常運行等等——這些案例從來(lái)沒(méi)有因為共享電池組而發(fā)生過(guò)故障。所以說(shuō)臺達UPS在共享電池組方面的技術(shù)相當可靠，經(jīng)驗非常豐富。