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地铁并机共用电池组优化方案 Optimized Scheme of Connected Common Battery Pack for Subway 郑强，台达公司UPS产品开发处　　 Zhengqiang, UPS Product Development Department, 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: UPS power supply system is one of the infrastructure to ensure the stable functioning of subway. This paper introduces Delta optimized scheme, UPS “1+1” connected common battery pack, and cases for its application. Key words: Subway, UPS, Common battery pack ［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交通方式，地铁就像滴在宣纸上的墨汁，正在大大小小的城市里迅速。在各机电系统中1），需采用交流不间断电源UPS）来保证运行功能系统有：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）等地铁修建成本每公里约5亿元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、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电源高可靠性、便于扩展、易于管理和节省空间图1 机电系统主要组成 2 UPS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。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? 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 控制中心 车辆段/停车场 后备时间 通信2小时 0.5小时 ISCS 2小时 信号5kVA 2小时 AFC 0.5小时 0.5小时 ACS 3kVA 0.5小时 合计 　 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，控制分路配电设备中的负载交流切离元件，实现后备时间根据应用情况自由调整，达到电池供电时合理利用电池、分时送电的最佳效果。这种系统控制方法能克服目前市面上常见的UPS电源的控制方法所带来的控制缺陷，解决了电能浪费的问题，达到最优化利用电能的目的，最大限度地发挥UPS系统的供电性能，还可有效的优化电池容量的配置、提高供电系统的可靠性、节省安装空间。 3 台达UPS电源系统优化方