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
　　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小時放電時間，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

　　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小時放電時間，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

　　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小時放電時間，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比實際的配置略有偏小，所以取6組應當足以滿足負載的后備時間需求。

　　同樣可以計算出車輛段UPS系統需配置中達電通DCF126 12/100型號的電池4組；停車場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的旁路同時接到主電源1或者主電源2上（不同的站點可以不同）。兩臺UPS同時輸出到各個負荷側的STS開關，通過設置STS開關狀態，實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都運行于旁路狀態時，相位仍然同步，STS轉換不受影響。

　　UPS1和UPS2同時為電池組充電，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關。

　　2．UPS故障運行方式

　　a．UPS2故障，則通過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，則通過兩臺UPS的靜態旁路供電給負載。此時，可以將兩臺UPS打到維修旁路或者輪流關閉進行維修，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，若發現電池故障或者報警，維修人員切除故障的電池分組，進行維修維護工作，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STS將所有負載切到UPS1。

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

　　5．失去2路主電源運行方式

　　此時兩臺UPS同時轉到電池組放電狀態，通過STS后共同分擔后面的負載。若此時任何1臺UPS故障，其后面的負載都會通過STS轉移到另外一臺UPS上去，電池組也會全部轉給正常的UPS使用，后備時間不受影響。

　　智能配電柜會結合各負荷的后備時間要求，按時切除相應的負載。

　　6．檢修運行方式

　　a．檢修單臺UPS時，斷開一臺進行檢修，另一臺正常運行。

　　b．檢修單組蓄電池時，斷開一組進行檢修，其它電池組正常運行。

　　c．當兩臺UPS同時檢修時，可將兩臺UPS打到維修旁路或者輪流關閉進行檢修。

　　六、方案特點分析

　　概括起來，該方案具有以下幾個特點：

　　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點，符合地鐵行業的發展趨勢。

　　2．輸入電源采用雙路同時分別供電，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的單點故障。

　　3．系統采用兩臺UPS雙母線架構，跟單機和雙機并聯架構相比，減少了單故障點，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，系統總的后備時間不受影響，并且同時具備了以下優點：

　　a．節省購買電池的資金投資，相應的搬運、安裝等投資也跟著減少。

　　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減少。

　　c．節省承重方面的投資。

　　d．節省電耗、維護保養等運營成本方面的投資，更加環保。

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

　　f．發揮電池的最大效能，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，停電后電池會小電流放電，電池容量可能還沒有放掉多少，市電就已經恢復。這種小電流的淺度放電對電池是沒有好處的，久而久之電池性能就會下降，一旦某臺UPS壞掉，其它UPS電池的后備時間就會達不到要求。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，延長電池壽命。一旦某臺UPS壞掉，系統的后備時間也不會受到影響，因為電池不會跟著UPS失效而失效。

　　5．根據負載重要程度，采用分時供電方式，合理分配資源，實現效益最大化。
6．采用臺達NT系列UPS，該產品更能符合軌道交通方案需求，產品品質優異、廠家服務周到。同時采用冗余的通訊線代替LBS，節省了投資，提高了效率，增加了系統可靠度。

　　七、公司、產品及服務介紹

　　臺達電子集團（DELTA）是世界第一的交換式電源供應器領導廠商，每月生產超過一百萬臺轉換電源供應器，為全球最大的制造商。臺達在品質管制、可靠度的控制及維修服務方面的杰出表現，已被廣泛的認可，每年都收到HP、IBM、NEC、GE……等主要客戶所頒發的獎牌。同時，臺達設于世界各地的工廠均通過了ISO—9000認證，研發和生產的UPS電源也銷往世界各地。

　　臺達NT系列UPS采用先進的IGBT高頻切換正弦脈寬調變技術設計，使UPS供電質量好、效率高、熱損耗小、噪音低、體積小及壽命長；同時采用模組化設計可降低平均修護時間（MTTR），使維護工作更簡便；藉由微處理器的數字化設計，簡化復雜的模擬線路及大量減少零件數目，使系統更為安全可靠。該產品還具有一些其它品牌所難以比擬的優異特色，如：8臺并機無須并機卡、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、使用壽命長等優點，是一款性價比很高的產品。

　　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的，內部組件采用施耐德或者ABB的高性能產品，整柜外形美觀，性能安全可靠。

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

　　八、總結

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

　　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、雙母線架構下都可以采用。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——這些案例從來沒有因為共享電池組而發生過故障。所以說臺達UPS在共享電池組方面的技術相當可靠，經驗非常豐富。