臺(tái)達(dá)UPS地鐵弱電系統(tǒng)解決方案

　　P（W）電池提供總功率
　　P（VA）負(fù)載標(biāo)稱容量（VA）
　　Pf 負(fù)載輸入功率因數(shù)
　　η UPS逆變轉(zhuǎn)換效率
　　Pnc 每只電池需要提供的功率
　　n UPS配置的電池?cái)?shù)量
　　N 單顆電池的cell數(shù)
　　P（W）={P（VA）×Pf}/η
　　Pnc=P（W）/（n×N）
　　1．40KVA 2小時(shí)
　　P（VA）=40KVA
　　負(fù)載輸入功率因數(shù)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(jù)中達(dá)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(hào)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(fù)載輸入功率因數(shù)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(jù)中達(dá)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(hào)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(fù)載輸入功率因數(shù)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(jù)中達(dá)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(hào)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(jì)算方法得出的結(jié)果會(huì)比實(shí)際的配置略有偏小，所以取6組應(yīng)當(dāng)足以滿足負(fù)載的后備時(shí)間需求。

　　同樣可以計(jì)算出車輛段UPS系統(tǒng)需配置中達(dá)電通DCF126 12/100型號(hào)的電池4組；停車場UPS系統(tǒng)需配置中達(dá)電通DCF126 12/100型號(hào)的電池3組；控制中心UPS系統(tǒng)需配置中達(dá)電通DCF126 12/100型號(hào)的電池6組。

　　五、供電運(yùn)行方式與邏輯關(guān)系

　　結(jié)合方案的系統(tǒng)示意圖可以了解系統(tǒng)的供電運(yùn)行方式與邏輯關(guān)系。

　　1．正常供電運(yùn)行方式

　　兩路主電源為兩臺(tái)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(tái)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(tái)UPS同時(shí)輸出到各個(gè)負(fù)荷側(cè)的STS開關(guān)，通過設(shè)置STS開關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)大約各帶一半負(fù)載。這樣能確保兩路電源上的負(fù)載量基本均分，當(dāng)兩臺(tái)UPS都運(yùn)行于旁路狀態(tài)時(shí)，相位仍然同步，STS轉(zhuǎn)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(yǎng)方便，每臺(tái)UPS和每組電池都裝有自己的連接開關(guān)。

　　2．UPS故障運(yùn)行方式

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

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

　　c．兩臺(tái)UPS都故障，則通過兩臺(tái)UPS的靜態(tài)旁路供電給負(fù)載。此時(shí)，可以將兩臺(tái)UPS打到維修旁路或者輪流關(guān)閉進(jìn)行維修，修復(fù)后再轉(zhuǎn)為原帶載運(yùn)行方式。

　　3．電池組故障運(yùn)行方式

　　電池組分為3—6組并聯(lián)，若發(fā)現(xiàn)電池故障或者報(bào)警，維修人員切除故障的電池分組，進(jìn)行維修維護(hù)工作，修復(fù)后再將電池分組重新投入運(yùn)行。

　　4．失去1路主電源運(yùn)行方式

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

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

　　5．失去2路主電源運(yùn)行方式

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

　　智能配電柜會(huì)結(jié)合各負(fù)荷的后備時(shí)間要求，按時(shí)切除相應(yīng)的負(fù)載。

　　6．檢修運(yùn)行方式

　　a．檢修單臺(tái)UPS時(shí)，斷開一臺(tái)進(jìn)行檢修，另一臺(tái)正常運(yùn)行。

　　b．檢修單組蓄電池時(shí)，斷開一組進(jìn)行檢修，其它電池組正常運(yùn)行。

　　c．當(dāng)兩臺(tái)UPS同時(shí)檢修時(shí)，可將兩臺(tái)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，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(shè)備可靠性高、節(jié)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(jié)省投資，使雙路電源負(fù)載均分，并且避免了ATS的單點(diǎn)故障。

　　3．系統(tǒng)采用兩臺(tái)UPS雙母線架構(gòu)，跟單機(jī)和雙機(jī)并聯(lián)架構(gòu)相比，減少了單故障點(diǎn)，增強(qiáng)了可靠度。

　　4．采用雙機(jī)共享電池組方式，確保任何一臺(tái)UPS故障時(shí)，系統(tǒng)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(jié)省購買電池的資金投資，相應(yīng)的搬運(yùn)、安裝等投資也跟著減少。

　　b．節(jié)省安裝空間投資，相應(yīng)的裝修費(fèi)、空調(diào)配置等投資也跟著減少。

　　c．節(jié)省承重方面的投資。

　　d．節(jié)省電耗、維護(hù)保養(yǎng)等運(yùn)營成本方面的投資，更加環(huán)保。

　　e．系統(tǒng)擴(kuò)容比較方便，主機(jī)和電池組的擴(kuò)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(tǒng)的電池配置方案，由于電池?cái)?shù)量較多，停電后電池會(huì)小電流放電，電池容量可能還沒有放掉多少，市電就已經(jīng)恢復(fù)。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(huì)下降，一旦某臺(tái)UPS壞掉，其它UPS電池的后備時(shí)間就會(huì)達(dá)不到要求。而對于共享電池組方案，由于電池?cái)?shù)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，延長電池壽命。一旦某臺(tái)UPS壞掉，系統(tǒng)的后備時(shí)間也不會(huì)受到影響，因?yàn)殡姵夭粫?huì)跟著UPS失效而失效。

　　5．根據(jù)負(fù)載重要程度，采用分時(shí)供電方式，合理分配資源，實(shí)現(xiàn)效益最大化。
6．采用臺(tái)達(dá)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、廠家服務(wù)周到。同時(shí)采用冗余的通訊線代替LBS，節(jié)省了投資，提高了效率，增加了系統(tǒng)可靠度。

　　七、公司、產(chǎn)品及服務(wù)介紹

　　臺(tái)達(dá)電子集團(tuán)（DELTA）是世界第一的交換式電源供應(yīng)器領(lǐng)導(dǎo)廠商，每月生產(chǎn)超過一百萬臺(tái)轉(zhuǎn)換電源供應(yīng)器，為全球最大的制造商。臺(tái)達(dá)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(xiàn)，已被廣泛的認(rèn)可，每年都收到HP、IBM、NEC、GE……等主要客戶所頒發(fā)的獎(jiǎng)牌。同時(shí)，臺(tái)達(dá)設(shè)于世界各地的工廠均通過了ISO—9000認(rèn)證，研發(fā)和生產(chǎn)的UPS電源也銷往世界各地。

　　臺(tái)達(dá)NT系列UPS采用先進(jìn)的IGBT高頻切換正弦脈寬調(diào)變技術(shù)設(shè)計(jì)，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；同時(shí)采用模組化設(shè)計(jì)可降低平均修護(hù)時(shí)間（MTTR），使維護(hù)工作更簡便；藉由微處理器的數(shù)字化設(shè)計(jì)，簡化復(fù)雜的模擬線路及大量減少零件數(shù)目，使系統(tǒng)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(tái)并機(jī)無須并機(jī)卡、共享電池組、電池漏液保護(hù)、內(nèi)存500筆信息數(shù)據(jù)、智能監(jiān)控，可規(guī)劃干接點(diǎn)等等。

　　本方案所選用的中達(dá)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(yōu)點(diǎn)，是一款性價(jià)比很高的產(chǎn)品。

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

　　中達(dá)電通在全國擁有35個(gè)分支機(jī)構(gòu)和服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，遍及各地，可為用戶提供方便快捷的售前、售中、售后服務(wù)。對國內(nèi)的用戶鄭重承諾：報(bào)修立刻響應(yīng)，30分鐘內(nèi)提供問題有效解決方案，2~24小時(shí)趕赴現(xiàn)場（緊急情況下就近最快的交通工具抵達(dá)現(xiàn)場），故障現(xiàn)場4小時(shí)內(nèi)處理完畢。

　　八、總結(jié)

　　臺(tái)達(dá)NT系列UPS在工廠、醫(yī)療、交通、通信、證券、金融等行業(yè)都有廣泛應(yīng)用。在軌道交通方面已安全運(yùn)行于北京地鐵，上海地鐵9#線、6#線、8#線等，目前又已中標(biāo)沈陽地鐵、南京地鐵等項(xiàng)目。此外在青藏線、京滬線等鐵路交通干線上也都有臺(tái)達(dá)NT第列UPS在正常運(yùn)行，目前該UPS又已中標(biāo)合寧線、京津線等鐵路項(xiàng)目。

　　臺(tái)達(dá)NT系列UPS可組成十多種安裝方案，其中多機(jī)共享電池組方案，在并聯(lián)、雙母線架構(gòu)下都可以采用。目前，在上海鐵路局調(diào)度控制中心有兩臺(tái)30KVA的UPS共享電池組在正常運(yùn)行；在九江電信有兩320KVA的UPS共享電池組在正常運(yùn)行；在山東省委機(jī)要局有兩臺(tái)40KVA的UPS共享電池組在正常運(yùn)行；在山東電視臺(tái)有兩臺(tái)30KVA的UPS共享電池組在正常運(yùn)行；在鷹潭電信有三臺(tái)40KVA的UPS共享電池組在正常運(yùn)行等等——這些案例從來沒有因?yàn)楣蚕黼姵亟M而發(fā)生過故障。所以說臺(tái)達(dá)UPS在共享電池組方面的技術(shù)相當(dāng)可靠，經(jīng)驗(yàn)非常豐富。