台达UPS地铁弱电系统解决方案

　　P（W）电池提供总功率
　　P（VA）负载标称容量（VA）
　　Pf 负载输入功率因数
　　ηUPS逆变转换效率
　　Pnc 每只电池需要提供的功率
　　nUPS配置的电池数量
　　N 单颗电池的cell数
　　P（W）={P（VA）×Pf}/η
　　Pnc=P（W）/（n×N）
　　1．40KVA 2小时
　　P（VA）=40KVA
　　负载输入功率因数Pf≈0.7
　　逆变器效率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）

　　根据中达电能电池的恒功率放电特性表可得出2小时放电时间，1.75V截止电压下，DCF126—12/100型号的电池能提供68.4W的功率，169.39/68.4=2.48组。

　　2．46KVA 1小时

　　P（VA）=46KVA
　　负载输入功率因数Pf≈0.7
　　逆变器效率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）

　　根据中达电通电池的恒功率放电特性表，可得出1小时放电时间，1.75V截止电压下，DCF126—12/100型号的电池能提供112.2W的功率，194.80/112.2=1.74组。

　　3．40KVA 0.5小时

　　P（VA）=40KVA
　　负载输入功率因数Pf≈0.7
　　逆变器效率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）

　　根据中达电通电池的恒功率放电特性表可得出0.5小时放电时间，1.75截止电压下，DCF126—12/100型号的电池能提供181.3W的功率，169.39/181.3= 0.93组，2.48+1.74+0.93=5.15（组）。

　　由于这种计算方法得出的结果会比实际的配置略有偏小，所以取6组应当足以满足负载的后备时间需求。

　　同样可以计算出车辆段UPS系统需配置中达电通DCF126 12/100型号的电池4组；停车场UPS系统需配置中达电通DCF126 12/100型号的电池3组；控制中心UPS系统需配置中达电通DCF126 12/100型号的电池6组。

五、供电运行方式与逻辑关系

　　结合方案的系统示意图可以了解系统的供电运行方式与逻辑关系。

1．正常供电运行方式

　　两路主电源为两台UPS供电，主电源1接UPS1的主输入，主电源2接UPS2的主输入，两台UPS的旁路同时接到主电源1或者主电源2上（不同的站点可以不同）。两台UPS同时输出到各个负荷侧的STS开关，通过设置STS开关状态，实现大约各带一半负载。这样能确保两路电源上的负载量基本均分，当两台UPS都运行于旁路状态时，相位仍然同步，STS转换不受影响。

　　UPS1和UPS2同时为电池组充电，充电电流各占50%。为了日后维修和保养方便，每台UPS和每组电池都装有自己的连接开关。

2．UPS故障运行方式

　　a．UPS2故障，则通过STS将所有的负载切换到UPS1，然后维修UPS2，修复后再恢复原带载运行方式。

　　b．UPS1故障，则通过STS将所有的负载切换到UPS2，然后维修UPS1，修复后再恢复原带载运行方式。

　　c．两台UPS都故障，则通过两台UPS的静态旁路供电给负载。此时，可以将两台UPS打到维修旁路或者轮流关闭进行维修，修复后再转为原带载运行方式。

3．电池组故障运行方式

　　电池组分为3—6组并联，若发现电池故障或者报警，维修人员切除故障的电池分组，进行维修维护工作，修复后再将电池分组重新投入运行。

4．失去1路主电源运行方式

　　a．UPS2主电源失电，则UPS2停止输出，通过STS将所有负载切到UPS1。

　　b．UPS1主电源失电，则UPS2停止输出，通过STS将所有负载切到UPS2。

5．失去2路主电源运行方式

　　此时两台UPS同时转到电池组放电状态，通过STS后共同分担后面的负载。若此时任何1台UPS故障，其后面的负载都会通过STS转移到另外一台UPS上去，电池组也会全部转给正常的UPS使用，后备时间不受影响。

　　智能配电柜会结合各负荷的后备时间要求，按时切除相应的负载。

6．检修运行方式

　　a．检修单台UPS时，断开一台进行检修，另一台正常运行。

　　b．检修单组蓄电池时，断开一组进行检修，其它电池组正常运行。

　　c．当两台UPS同时检修时，可将两台UPS打到维修旁路或者轮流关闭进行检修。

六、方案特点分析

　　概括起来，该方案具有以下几个特点：

　　1．UPS电源采用集中式配置，跟分散式配置相比，该方案更能综合利用UPS和蓄电池资源，具有设备可靠性高、节省安装空间、维修和管理方便等优点，符合地铁行业的发展趋势。

　　2．输入电源采用双路同时分别供电，跟前端采用ATS切换装置相比，该方案更节省投资，使双路电源负载均分，并且避免了ATS的单点故障。

　　3．系统采用两台UPS双母线架构，跟单机和双机并联架构相比，减少了单故障点，增强了可靠度。

　　4．采用双机共享电池组方式，确保任何一台UPS故障时，系统总的后备时间不受影响，并且同时具备了以下优点：

　　a．节省购买电池的资金投资，相应的搬运、安装等投资也跟着减少。

　　b．节省安装空间投资，相应的装修费、空调配置等投资也跟着减少。

　　c．节省承重方面的投资。

　　d．节省电耗、维护保养等运营成本方面的投资，更加环保。

　　e．系统扩容比较方便，主机和电池组的扩容可以分别进行，非常安全、方便，可以灵活利用资金。

　　f．发挥电池的最大效能，提高电池利用率。对于传统的电池配置方案，由于电池数量较多，停电后电池会小电流放电，电池容量可能还没有放掉多少，市电就已经恢复。这种小电流的浅度放电对电池是没有好处的，久而久之电池性能就会下降，一旦某台UPS坏掉，其它UPS电池的后备时间就会达不到要求。而对于共享电池组方案，由于电池数量相对较少，停电后电池的放电电流就会比较大，电池容量也可以放的比较多，这样有利于提高电池的活性，延长电池寿命。一旦某台UPS坏掉，系统的后备时间也不会受到影响，因为电池不会跟着UPS失效而失效。

　　5．根据负载重要程度，采用分时供电方式，合理分配资源，实现效益最大化。
6．采用台达NT系列UPS，该产品更能符合轨道交通方案需求，产品品质优异、厂家服务周到。同时采用冗余的通讯线代替LBS，节省了投资，提高了效率，增加了系统可靠度。

七、公司、产品及服务介绍

台达电子集团（DELTA）是世界第一的交换式电源供应器领导厂商，每月生产超过一百万台转换电源供应器，为全球最大的制造商。台达在品质管制、可靠度的控制及维修服务方面的杰出表现，已被广泛的认可，每年都收到HP、IBM、NEC、GE……等主要客户所颁发的奖牌。同时，台达设于世界各地的工厂均通过了ISO—9000认证，研发和生产的UPS电源也销往世界各地。

　　台达NT系列UPS采用先进的IGBT高频切换正弦脉宽调变技术设计，使UPS供电质量好、效率高、热损耗小、噪音低、体积小及寿命长；同时采用模组化设计可降低平均修护时间（MTTR），使维护工作更简便；藉由微处理器的数字化设计，简化复杂的模拟线路及大量减少零件数目，使系统更为安全可靠。该产品还具有一些其它品牌所难以比拟的优异特色，如：8台并机无须并机卡、共享电池组、电池漏液保护、内存500笔信息数据、智能监控，可规划干接点等等。

　　本方案所选用的中达电通蓄电池具有失水少、自放电小、密封安全、使用寿命长等优点，是一款性价比很高的产品。

　　中达电通智能配电柜是中达电通跟斯米克机电公司合作生产的，内部组件采用施耐德或者ABB的高性能产品，整柜外形美观，性能安全可靠。

　　中达电通在全国拥有35个分支机构和服务网点，遍及各地，可为用户提供方便快捷的售前、售中、售后服务。对国内的用户郑重承诺：报修立刻响应，30分钟内提供问题有效解决方案，2~24小时赶赴现场（紧急情况下就近最快的交通工具抵达现场），故障现场4小时内处理完毕。

八、总结

　　台达NT系列UPS在工厂、医疗、交通、通信、证券、金融等行业都有广泛应用。在轨道交通方面已安全运行于北京地铁，上海地铁9#线、6#线、8#线等，目前又已中标沈阳地铁、南京地铁等项目。此外在青藏线、京沪线等铁路交通干线上也都有台达NT第列UPS在正常运行，目前该UPS又已中标合宁线、京津线等铁路项目。

　　台达NT系列UPS可组成十多种安装方案，其中多机共享电池组方案，在并联、双母线架构下都可以采用。目前，在上海铁路局调度控制中心有两台30KVA的UPS共享电池组在正常运行；在九江电信有两320KVA的UPS共享电池组在正常运行；在山东省委机要局有两台40KVA的UPS共享电池组在正常运行；在山东电视台有两台30KVA的UPS共享电池组在正常运行；在鹰潭电信有三台40KVA的UPS共享电池组在正常运行等等——这些案例从来没有因为共享电池组而发生过故障。所以说台达UPS在共享电池组方面的技术相当可靠，经验非常丰富。