中心議題：

• 地鐵工程電源子係統概述
• 地鐵電源係統組成與運作

應用重點：

• 采用寬輸入電壓範圍的UPS
• 采用高功率三相PFC架構設計的UPS
• 采用ECO模式運行UPS

近(jin)年(nian)來(lai)城(cheng)市(shi)軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)行(xing)業(ye)發(fa)展(zhan)迅(xun)猛(meng)，國(guo)內(nei)各(ge)大(da)城(cheng)市(shi)陸(lu)續(xu)建(jian)設(she)城(cheng)市(shi)地(di)鐵(tie)
，地(di)鐵(tie)已(yi)經(jing)是(shi)一(yi)些(xie)大(da)中(zhong)城(cheng)型(xing)市(shi)不(bu)可(ke)缺(que)少(shao)的(de)交(jiao)通(tong)工(gong)具(ju)，地(di)鐵(tie)係(xi)統(tong)中(zhong)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)是(shi)地(di)鐵(tie)工(gong)程(cheng)運(yun)營(ying)指(zhi)揮(hui)
、企業管理、服務乘客和傳遞各種信息的網絡平台，係統應具有先進性
、開放性
、可靠性、易擴充性、組網靈活性等特點，能傳遞語音、數據、圖像等各種信息的綜合數字通信網。

通tong信xin係xi統tong在zai正zheng常chang情qing況kuang下xia應ying能neng保bao證zheng列lie車che安an全quan高gao效xiao運yun營ying，為wei乘cheng客ke提ti供gong高gao質zhi量liang的de出chu行xing服fu務wu，在zai異yi常chang情qing況kuang下xia能neng迅xun速su轉zhuan變bian為wei供gong防fang災zai求qiu援yuan和he事shi故gu處chu理li的de指zhi揮hui通tong信xin係xi統tong。通tong信xin係xi統tong的de重zhong要yao性xing決jue定ding了le，通tong信xin係xi統tong供gong電dian設she備bei的de可ke靠kao性xing也ye就jiu成cheng了le重zhong中zhong之zhi重zhong，由you於yu市shi電dian電dian網wang中zhong接jie有you各ge種zhong各ge樣yang的de負fu載zai，對dui電dian網wang造zao成cheng了le幹gan擾rao和he汙wu染ran，惡e化hua了le供gong電dian質zhi量liang，影ying響xiang了le負fu載zai設she備bei的de正zheng常chang運yun行xing，導dao致zhi服fu務wu器qi的de數shu據ju丟diu失shi等deng問wen題ti的de產chan生sheng
，給gei用yong戶hu造zao成cheng了le不bu可ke估gu計ji的de損sun失shi。

UPS供電係統的建設目的
，是通過UPS供電係統給機房內用電設備提供高質量的、不間斷電源，來保證用電設備正常工作。UPS不間斷電源係統可以解決數據機房電源斷電、電壓尖峰、電壓浪湧
、頻率漂移、諧波幹擾、過欠壓

、電壓波動及噪聲電壓等由市電電源質量差對前端設備造成的危害。

一般地鐵工程通信係統由以下13個子係統組成：
⑴傳輸係統、⑵專用無線通信係統、⑶公務電話係統
、⑷專用電話係統、⑸廣播係統、⑹電視監視係統、⑺時鍾係統
、⑻旅客向導係統、⑼綜合布線係統、⑽電源係統

、⑾公用傳輸係統、⑿公用移動通信引入係統、⒀公安、消防無線引入係統

地鐵工程電源子係統概述

weilebaozhengtongxinshebeizaizhudianyuanzhongduanhuobodongqingkuangxia，tongxingezixitongrengnengkekaodigongzuo，ditietongxinxitongzhongdianyuanxitongjiangchengdanquanxianfanweineisuoyoukongzhizhongxin、車站、車輛段通信設備的供電。因此對供係統要求要有極高的可靠性

，要有連續不斷的、高效、安全、可靠的電力供應以保證負載運行。

地鐵工程電源子係統在控製中心、各車站

、車輛段的通信設備室及電池室內分別設置UPS電源設備，免維護電池。控製中心、各車站、車輛段均采用在線式UPS


，UPS係統隻提供交流220V電源，通信各子係統如采用其它方式電源，由通信各子係統自配的整流裝置產生。

控製中心、各車站、車輛段的通信設備室均設有電源監控設備，控製中心
、各車站、車輛段的通信機房的環境參數、電源供應情況
、電源設備的運行狀態及故障告警信息將通過傳輸係統送到控製中心統一監測。

電源子係統需要的設備有UPS、蓄電池組、動力環境監控係統，交流配電屏、雙路電源切換屏、交流配電屏等設備組成。
在世界能源和經濟危機突顯的今天
，國家在積極的倡導企業節能減排，綠色，節能、環(huan)保(bao)這(zhe)些(xie)以(yi)前(qian)人(ren)們(men)不(bu)太(tai)重(zhong)視(shi)的(de)詞(ci)彙(hui)現(xian)在(zai)已(yi)經(jing)深(shen)入(ru)人(ren)心(xin)
，國(guo)內(nei)也(ye)有(you)很(hen)多(duo)城(cheng)市(shi)的(de)地(di)鐵(tie)工(gong)程(cheng)也(ye)將(jiang)打(da)造(zao)一(yi)條(tiao)綠(lv)色(se)的(de)城(cheng)市(shi)軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)係(xi)統(tong)為(wei)目(mu)標(biao)來(lai)建(jian)設(she)。

如何打造地鐵的綠色電源係統

地鐵電源係統一般包括UPS
、蓄電池、動力環境集中監控，防雷箱，雙路電源切換屏、輸入輸出配電屏等設備組成。

通信電源係統為不間斷電源係統，由強電引入兩路交流380V電源至雙路電源切換配電屏
，按一級負荷供電給在線式UPS係統。
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UPS係統提供交流380V電源至通信機房交流配電屏
，交流配電屏分配各220V分路至通信機房設備，並提供380V支路至公用傳輸機房交流配電屏。

控製中心、各車站、車輛段的通信機房均設有監控設備，將通信機房的環境參數、電源供應情況、運行狀態及故障告警信息將通過傳輸係統送到控製中心統一監控。

電源係統中最核心的設備就是UPS
，可以稱做綠色的電源係統的主要因素也就是UPS，那麼，UPS具備哪些功能才能稱得上是綠色呢
？UPS又有哪些綠色的功能適合在地鐵電源係統中使用呢。

1寬廣輸入電壓範圍

UPS的輸入電壓範圍代表了UPS適應電網的能力，同時電壓範圍寬廣也有著降低用戶投資成本，節能環保的作用，用戶在對UPS供電係統的投資中，蓄電池往往占有很大的比例，例如地鐵電源係統大多為要求後備延時時間在2~4個小時，這樣在係統中就需要投入大量的蓄電池，UPSkuanguangdeshurudianyafanweikeyiyouxiaodejianshaodianchidechongfangdiancishu，yanchangdianchishiyongshouming
，dadaojienenghuanbao
，jieshengtouzidexiaoguo。tebieshizaidianwangbodongjiaodadehuanjingxia，gaigongnengfahuidezuoyongyueda。

2高整機效率

地(di)鐵(tie)的(de)用(yong)電(dian)量(liang)非(fei)常(chang)大(da)，每(mei)年(nian)花(hua)在(zai)電(dian)上(shang)的(de)費(fei)用(yong)是(shi)非(fei)常(chang)巨(ju)大(da)的(de)，另(ling)外(wai)，耗(hao)電(dian)量(liang)大(da)也(ye)不(bu)能(neng)符(fu)合(he)國(guo)家(jia)對(dui)企(qi)業(ye)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)的(de)要(yao)求(qiu)
，所(suo)以(yi)在(zai)選(xuan)用(yong)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)時(shi)，效(xiao)率(lv)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)
，效(xiao)率(lv)的(de)高(gao)低(di)是(shi)決(jue)定(ding)設(she)備(bei)每(mei)年(nian)的(de)耗(hao)電(dian)量(liang)有(you)多(duo)少(shao)的(de)最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)一(yi)項(xiang)參(can)數(shu)，各(ge)UPS廠家也在苦心研究如何更高的提升UPS的整機效率以達到節能的效果
，以80KVA的UPS為例，大多數設備的效率為92%左右
，如果效率可以提升2%，一年可節省約11212度電,這還未算效率提升後設備無功損耗降低，減少發熱，空調節省的電。所以在地鐵電源係統在選用UPS時，效率是非常重要的一項參數。

3高輸入功率因子、低輸入諧波電流

綠色的UPS要有高輸入功率因子
，低諧波電流。高輸入功率因子
，可以使UPS對市電的利用率提高，減小無功損耗，達到節能的效果。諧波電流低
，可以減小UPS對電網的汙染，達到環保的功能。同時提高輸入功率因子及降低輸入電流諧波失真還可以減小UPS輸入端的線纜,保險,空開等容量,減少發電機匹配的容量,降低用戶的投資成本。

早期投入使用的UPS電源都是采用矽整流形式，內置輸出隔離變壓器，行業內稱為工頻機
，而工頻機的輸入功率因子較低
，一般在0.75~0.85左右
，諧波電流一般都在20%~30%左右
，想改善這些參數就需要采取一些措失如下：

6脈衝+無源濾波器PF>0.9,ITHD<10%.
12脈衝+無源濾波器PF>0.95,ITHD<5%.
有源濾波器PF>0.95,ITHD<5%.
混合濾波器PF>0.99,ITHD<3%.

congshangshukeyikanchuzengjiabutongdeshebeikeyishishurugonglvyinzihexiebodianliudadaobutongdengjidexiaoguo，danzengjialvboqizheyangdeshebeitongyangyaoyaoyoudaliangdetouzi，yaozhanyongjifangkongjianyijihaiyaozengjiashebeidezishenhaodian。youyutishengzhexiecanshuxuyaozengjiadaliangdetouziwangwangrangyonghuwangerquebu。

那麼，還有其它的解決UPS輸入功率因子和諧波電流的問題的方法嗎？當然，最好的解決方法就是選用采用高功率三相PFC架構設計的UPS，這種UPS無須外加濾波器就可以使用輸入功率因子提升至≥0.99
，諧波電流降至3%以下，當然這種架構的UPS也會越來越受到廣大用戶的青睞。

4智能風扇變速功能

UPS的散熱基本是靠風扇來完成，如果風扇出現故障或者轉速不夠

，UPS的運行就會出現問題，大多廠商的UPS都全將風扇的轉速設置為快速，而UPS供電係統中，大多數的帶帶比例都在60%~70%,並機係統中帶載比例會更少
，會在30%~40%左右，這樣，如果風扇如果長年都是全速運轉
，不但會浪費很多電能

，也會降低風扇的使用壽命。

UPS具備智能風扇變速功能是指風扇具有多段轉速自動控製，UPS的控製係統可以根據負載的實際大小和環境溫度來控製風扇的轉速，來達到節能的效果
，也能有效的延長風扇使用壽命。

5體積小、重量輕。

地(di)鐵(tie)的(de)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)機(ji)房(fang)大(da)多(duo)都(dou)在(zai)地(di)鐵(tie)下(xia)，地(di)鐵(tie)工(gong)程(cheng)在(zai)土(tu)建(jian)施(shi)工(gong)時(shi)需(xu)要(yao)有(you)大(da)量(liang)的(de)投(tou)入(ru)
，在(zai)地(di)下(xia)每(mei)多(duo)挖(wa)一(yi)平(ping)米(mi)的(de)空(kong)間(jian)要(yao)投(tou)入(ru)非(fei)常(chang)高(gao)昂(ang)的(de)投(tou)入(ru)
，包(bao)括(kuo)人(ren)力(li)
，物(wu)力(li)，和(he)能(neng)源(yuan)都(dou)會(hui)有(you)很(hen)大(da)的(de)消(xiao)耗(hao)。因(yin)此(ci)
，動(dong)力(li)機(ji)房(fang)空(kong)間(jian)也(ye)非(fei)常(chang)有(you)限(xian)，要(yao)更(geng)合(he)理(li)的(de)來(lai)利(li)用(yong)，所(suo)以(yi)在(zai)選(xuan)用(yong)設(she)備(bei)時(shi)在(zai)保(bao)證(zheng)設(she)備(bei)質(zhi)量(liang)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)最(zui)好(hao)能(neng)選(xuan)擇(ze)何(he)積(ji)小(xiao)
、重量輕的設備，以便節省機房使用空間。

6ECO模式運行

ECO模式又稱經濟模式，UPS在正常運行時處於靜態旁路狀態，在市電波動超出可用範圍或市電斷電情況出現時
，由蓄電池供電。

通過對機房電網進行評估,在電網情況較好的區域可采用ECO模式,采用此方式可使UPS的效率提高到97.5%,以400KVAUPS為例,

UPS額定容量:400KVA(輸出功率因子:0.8)
整機效率:93%
經濟模式效率:97.5％
若以80%負載使用經濟模式,則可以減少12.7KW功率損耗。轉化成一年可節省電費=12.7*365*24=111252KWH(約合11.12萬度電)

另外,由於UPS效率的提高及發熱量的減少,亦可節省機房空調設備的用電量及電費。ECO模式目前國內很少有使用
，原因是工作時
，市電直接供給負載使用
，因此失去了UPS對負載的保護功能，另外市電由旁路切換至蓄電池供電時一般會有1~4ms的切換時間。所以在要求高可靠度的地鐵工程中，此項功能不會使用。