一、 前言

    城市軌道交通車站內(nèi)包含眾多的弱電設(shè)備系統(tǒng)，如通信、信號、綜合監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、辦公自動化、門禁、自動售檢票、火災(zāi)自動報(bào)警、屏蔽門、應(yīng)急照明、變電所綜合自動化等這些系統(tǒng)負(fù)責(zé)地鐵車站的旅客運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控、信息傳遞和乘客導(dǎo)引等，屬于重要或特別重要的一級負(fù)荷，需要可靠性很高的電源．以保證供電質(zhì)量和供電連續(xù)性。

    在以往的軌道交通工程中．車站各弱電系統(tǒng)分別配置自己的電源系統(tǒng)，存在設(shè)備重復(fù)配置、利用率低，占地面積大，經(jīng)濟(jì)上不合理等缺點(diǎn)。在運(yùn)營維護(hù)中，各系統(tǒng)基本沒有專業(yè)的電源維護(hù)人員，造成實(shí)質(zhì)上的電源系統(tǒng)維護(hù)少或維護(hù)不當(dāng)?shù)臓顩r導(dǎo)致蓄電池容量降低，不能達(dá)到備用時間要求。國內(nèi)地鐵曾發(fā)生由于蓄電池的原因，造成行車中斷的情況。

    隨著電力電子設(shè)備制造工藝和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，大容量電源系統(tǒng)和先進(jìn)控制技術(shù)在通信和電力系統(tǒng)中成熟使用，為軌道交通工程中實(shí)現(xiàn)對各個弱電電源系統(tǒng)的整合提供了有利條件。在中國已有的地鐵工程中，如北京地鐵機(jī)場線工程中已經(jīng)就車站弱電系統(tǒng)電源整合進(jìn)行了初步嘗試。

    二、 客戶需求

    （一）整合原則及需求

    對各電源系統(tǒng)的蓄電池、裝置進(jìn)行硬件整合和集中布置，便于電源系統(tǒng)的統(tǒng)一維護(hù)與管理。通過集中布置減少設(shè)備用房面積，降低車站土建工程造價。通過硬件整合減少設(shè)備重復(fù)配置．實(shí)現(xiàn)資源共享節(jié)省設(shè)備投資。

    1、地鐵中各弱電系統(tǒng)對電源的可靠性要求很高,電源斷電時會造成地鐵停運(yùn)甚至人身傷害,帶來不可估計(jì)的損失，因此各車站電源整合系統(tǒng)分別設(shè)置兩套電源裝置（含整流器、逆變器、蓄電池）、負(fù)載同步控制器、智能控制單元等。

    2、電源及蓄電池設(shè)置。設(shè)置兩套電源裝置，在工程實(shí)施工程中，具體收集每一個設(shè)備的用電需求資料，并由此計(jì)算出較精確的容量。為確保能夠長期安全可靠的運(yùn)行，推薦UPS的最大負(fù)載量一般為60％～80％UPS的額定輸出功率。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，典型地鐵車站各弱電系統(tǒng)的負(fù)載總量一般約為90kVA左右，所以每套UPS的容量可選120kVA。

    3、負(fù)載同步控制器。當(dāng)兩路UPS電源不同步時，在轉(zhuǎn)換過程中可能造成負(fù)載電壓的擾動、接通時電流過大而停機(jī)。如要在電源不同步時可靠地轉(zhuǎn)換．則必須增長間斷時間（一般為15ms）．這樣將對負(fù)載非常不利（計(jì)算機(jī)負(fù)載電源間斷時間不大于8-10ms）。

    4、智能控制單元。智能控制單元負(fù)責(zé)控制管理UPS電源裝置蓄電池，對UPS電源整合系統(tǒng)監(jiān)控信息上傳。

    5、機(jī)房整體設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)“綠色機(jī)房、科技機(jī)房”的特點(diǎn)，響應(yīng)國家“節(jié)能減排”政策的號召，利用先進(jìn)技術(shù)及設(shè)計(jì)理念整體提高系統(tǒng)節(jié)能指標(biāo)。

    （二）各弱電系統(tǒng)負(fù)載類型及需求分析

    1、通信系統(tǒng)。負(fù)載類型：傳輸、無線、公務(wù)電話、專用電話、閉路電視、廣播、時鐘等子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備電源要求能連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

    2、信號系統(tǒng)。負(fù)載類型：信號系統(tǒng)旅客信息系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備．控制設(shè)備；電源要求：能連續(xù)供應(yīng)AC380/220V電源。

    3、綜合監(jiān)控系統(tǒng)（含環(huán)境監(jiān)控、門禁）。負(fù)載類型：計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，環(huán)境監(jiān)控和門禁控制設(shè)備；電源要求：連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

    4、自動售檢票系統(tǒng)（AFC）。負(fù)載類型計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，AFC終端設(shè)備．電源要求：能連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

    5、辦公自動化系統(tǒng)。負(fù)載類型：計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：電源要求能連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

    6、屏蔽門系統(tǒng)。負(fù)載類型屏蔽門控制、驅(qū)動設(shè)備等電源要求：控制設(shè)備需連續(xù)供應(yīng)AC220V控制電源驅(qū)動設(shè)備需要DC110V驅(qū)動電源。

    7、火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)。負(fù)載類型．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、報(bào)警控制器等電源要求需連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

    8、變電所直流輔助電源。負(fù)載類型:裝置電源、控制電源、電機(jī)電源，電源要求能連續(xù)供應(yīng)DC220V電源。

    9、車站應(yīng)急照明系統(tǒng)。負(fù)載類型．包括疏散照明和備用照明，電源要求能連續(xù)供應(yīng)AC220V電源。

    三、 供電方案建議

    根據(jù)上述客戶需求，我公司提供由Delta HIFT高智能容錯UPS所組成的雙總線供電系統(tǒng)。

    1、 UPS選型：

    考慮到機(jī)房負(fù)載情況，以及對可靠性的要求，因此建議采用Delta HIFT高智能容錯120KVA UPS兩臺，組成雙總線供電系統(tǒng)。

    該型號產(chǎn)品的物理尺寸：520×910×1695（W×D×H） 重量：230Kg

    另外針對系統(tǒng)對同步控制的要求，普通的雙總線系統(tǒng)會在兩臺UPS之間增加外置同步控制器，不但額外增加了成本，最關(guān)鍵的是增加的外置同步控制器會成為系統(tǒng)的單點(diǎn)故障點(diǎn)，因此會大大的降低系統(tǒng)的可靠性。而臺達(dá)HIFT系列UPS內(nèi)置了同步控制功能，這樣系統(tǒng)就避免了同步控制器成為系統(tǒng)的單點(diǎn)故障，同時又降低了系統(tǒng)成本。

    2、 供電系統(tǒng)選擇：

    鑒于系統(tǒng)的重要性及高可靠性要求。所以選擇Delta HIFT高智能容錯UPS系統(tǒng)——內(nèi)部采用模塊化結(jié)構(gòu)，組成模塊N+X冗余結(jié)構(gòu)，因此系統(tǒng)供電可靠性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通UPS所組成的雙總線供電系統(tǒng)。

    3、 蓄電池容量選擇：

    系統(tǒng)后備放電30分鐘。

    蓄電池型號：DCF126-12/200 12V 200Ah蓄電池

    蓄電池?cái)?shù)量：40顆（一組）

    UPS電源整合系統(tǒng)分別從降壓所0.4V兩段母線引進(jìn)一路AC380V電源作為兩套UPS裝置的輸入電源。
正常工作時，兩套UPS裝置冗余并機(jī)運(yùn)行．共同分擔(dān)其負(fù)載電流向各用電系統(tǒng)提供AC380/220V不問斷電源每臺UPS單機(jī)容量能滿足系統(tǒng)總?cè)萘恳�求。并設(shè)置智能控制單元，負(fù)責(zé)按設(shè)定的時間依次切除各種負(fù)荷。
屏蔽門系統(tǒng)、變電所輔助電源應(yīng)急照明由各個系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置后備電源，不納入電源整合范圍。

    方案系統(tǒng)圖：

    方案配置清單：

    四、 方案優(yōu)勢分析

    隨著企業(yè)對可用性的要求越來越高，為機(jī)房或數(shù)據(jù)中心配置采用容錯技術(shù)的供電系統(tǒng)的必要性則突顯出來。所謂容錯，就是采用冗余的資源，使UPS系統(tǒng)具有容忍故障的能力，即在發(fā)生故障的情況下，仍能確保系統(tǒng)的逆變輸出，為由服務(wù)器和存儲等關(guān)鍵設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供潔凈穩(wěn)定的電源。

    HIFT（High-Intelligent Fault-Tolerance）------海福系列，即是Delta公司最新推出的高智能容錯UPS，它的顯著優(yōu)勢和帶給客戶的價值包括但不限于：

    ◆ 系統(tǒng)可靠性高

    系統(tǒng)可靠性計(jì)算公式：

    HIFT UPS模塊2+1冗余系統(tǒng)可靠性：

    HIFT UPS模塊1+2冗余系統(tǒng)可靠性：

    HIFT UPS組成的N+X冗余供電系統(tǒng)，系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)載量占設(shè)備容量的大小與系統(tǒng)的可靠度息息相關(guān)，實(shí)際負(fù)載量越低，系統(tǒng)冗余度越高，系統(tǒng)可靠度也就越高。這恰恰是普通UPS所無法比擬的。

    可用性是衡量系統(tǒng)提供持續(xù)服務(wù)的能力。

    HIFT UPS采用模塊N+X冗余技術(shù)，可在線熱插拔故障模塊，MTTR可視為0

    不同供電方案可用性比較（MTBF以20萬小時為例）  

    HIFT UPS可降低“再發(fā)生故障”500－1000

    隨需擴(kuò)容

    快速變化的業(yè)務(wù)要求企業(yè)機(jī)房和數(shù)據(jù)中心具備靈活性（Agility）。當(dāng)更多的IT應(yīng)用強(qiáng)調(diào)動態(tài)結(jié)構(gòu)時，支撐這些應(yīng)用的UPS供電系統(tǒng)是必須提前一步到位，還是可以根據(jù)需要靈活配置？

    傳統(tǒng)UPS客戶，在規(guī)劃時必須滿足未來可預(yù)見的最大負(fù)荷功率要求。比如，現(xiàn)在負(fù)載總?cè)萘侩m然只有20kVA，但因?qū)�來可能會增長到60kVA，客戶在初始配置時通常都會直接采購功率為達(dá)到100kVA的UPS，以避免未來因升級困難而導(dǎo)致的容量不足。

    HIFT（海福）UPS因采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以在20kVA到480kVA的寬廣范圍內(nèi)，以20kVA為單位來隨時隨需在線擴(kuò)容，客戶不再需要僅是為未來的可能性而提前投入大筆費(fèi)用。（見下圖）

    HIFT（海福）UPS的這種靈活性，即允許配置容量最貼近實(shí)際需求容量的能力，不僅降低了UPS的初始購置成本，更減少了配套設(shè)備（如空調(diào)）的配置與能耗支出，有效防止了基礎(chǔ)設(shè)施超前超大規(guī)模設(shè)計(jì)導(dǎo)致的不必要開支。

    高效節(jié)能——降低運(yùn)營成本

    綠色節(jié)能不僅是企業(yè)對社會的責(zé)任，更與企業(yè)運(yùn)營成本息息相關(guān)。

    通常帶載越少，UPS效率越差。而HIFT（海福）UPS，即使帶載只有額定容量的15%，整機(jī)效率亦超過90%；當(dāng)帶載達(dá)到27%時，效率就已高達(dá)94%。效率在百分比上的每一小步提升，能耗支出的節(jié)省都是一大步。

    HIFT UPS效率曲線圖 

    效益分析：

    UPS一年耗電量：

    空調(diào)制冷成本（以空調(diào)的EER(能效比)為3.3來計(jì)算）： 

    根據(jù)上述計(jì)算，采用HIFT UPS與普通UPS相比較，僅從電費(fèi)這一項(xiàng)上來計(jì)算， 每年兩臺80KVA的HIFT UPS每年節(jié)省的電費(fèi)=（15540+4535）度×1.8元×2 = 72270元。

    小配件大管理 

    HIFT（海福）UPS，加上SNMP卡和環(huán)境監(jiān)測模塊，即可對機(jī)房的動力環(huán)境，包括溫度、濕度、火、煙霧、漏水、以及門禁，進(jìn)行全面的監(jiān)控和管理。

    中達(dá)電通在全國擁有34個服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，共有500多位銷售服務(wù)工程師為用戶提供售前、售中、售后的全方位服務(wù)，以保證用戶在第一時間得到技術(shù)支持，內(nèi)容如下：

    服務(wù)宗旨：提供品質(zhì)卓越的不間斷電源產(chǎn)品和令客戶百分之百滿意的服務(wù)。 

    售前服務(wù)

    ● 為客戶提供電源規(guī)劃，使客戶能享受到最經(jīng)濟(jì)，有效的Delta  UPS配置及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理方案。 

    ● 公司可以專案形式滿足有特殊要求的客戶，并提供各種不間斷電源產(chǎn)品。 

    ● 客戶可向上海總公司，各地分公司及代理商咨詢Delta UPS產(chǎn)品的技特性或上網(wǎng)查詢
     　www.deltagreentech.com (中文)，中達(dá)電通(網(wǎng)絡(luò)實(shí)名)

    ● 通過各種媒體，全國各地巡展及新產(chǎn)品發(fā)布會讓客戶了解Delta UPS最新產(chǎn)品的功能及特性。

    ● 公司備有足夠的庫存，提供快捷的裝機(jī)服務(wù)，滿足客戶改善用電環(huán)境的要求。

    售中服務(wù)：

    ● 安裝調(diào)試時，對用戶進(jìn)行現(xiàn)場培訓(xùn)，令設(shè)備使用人員對設(shè)備能夠獨(dú)立操作，正常使用及維護(hù)保養(yǎng)。培訓(xùn)內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)原理、故障診斷及臨時處理辦法，并要求能獨(dú)立操作不間斷電源，排除緊急故障。

    ● 對客戶的使用環(huán)境包括電源輸入、輸出、電池、電纜規(guī)格等有關(guān)準(zhǔn)備工作將由專門的技術(shù)人員負(fù)責(zé)。UPS的安裝及調(diào)試由我公司指定的合格技術(shù)人員專門負(fù)責(zé)。

    售后服務(wù)：

    ● 產(chǎn)品售出后即享有當(dāng)?shù)卮�理商進(jìn)行安裝、調(diào)試及使用解說的服務(wù)，并享有Delta品牌保證，終身維護(hù)。  

    ● 定期對Delta UPS的使用用戶進(jìn)行培訓(xùn)。 

    ● 免費(fèi)維修期內(nèi)技術(shù)人員會定期提供UPS保養(yǎng)。 

    ● 遍布全國的Delta UPS維護(hù)網(wǎng)使您的問題可在最短時間內(nèi)得到解決。 

    六、 結(jié)論 

    綜上可知，城市軌道交通中弱電系統(tǒng)的UPS電源整合是適應(yīng)軌道交通快速發(fā)展而出現(xiàn)的它對合理配置電源資源起到了較大的作用，提高了軌道交通弱電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性，并減小了維護(hù)量。隨著軌道交通的快速發(fā)展，UPS整合電源必將得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。■