大連地鐵專用通信電源系統淺析

【摘要】 通信電源系統主要的作用是提供控制中心、車站、車輛段通信設備高可靠性及高質量的電源，當主電源中斷或發生波動的情況下，通信設備在規定時間內仍能正常工作。本文以大連地鐵1、2號線工程為例，詳細闡述專用通信電源系統的應用情況以及UPS在電源系統中的核心地位。

【關鍵詞】 電源系統 UPS 高頻開關電源 交流配電柜 蓄電池

一、概述

大連地鐵工程為地鐵1、2號線工程，線路全長64.9km，48個地下車站（大連北站站、西安路站為1、2號線換乘站）、1個控制中心（1、2號線共用）、2個車輛段、1個停車場、3個主變電所。電源系統在城市軌道交通通信系統中作用極為重要，它是通信各子系統設備正常工作的保障。大連地鐵1、2號線專用通信電源系統承擔全線范圍內所有車站、車輛段、控制中心專用通信設備以及控制中心的信號、AFC、FAS、BAS、SCADA系統的統一供電。并能對通信系統提供一定的后備時間?？刂浦行木W管系統可對全線各處的通信電源設備統一管理、集中維護。

二、系統功能

大連地鐵1、2號線專用通信電源系統其功能如下：1、對專用通信系統、AFC、FAS、BAS、SCADA系統等設備不間斷、無瞬變地供電，所輸出的電源質量滿足相關設備的要求。2、車站、車輛段電源系統為專用通信供電?？刂浦行碾娫聪到y為專用通信系統、信號系統、AFC、FAS、BAS、SCADA系統供電，當主電源故障（中斷或發生超限波動）的情況下，提供分時段的后備保障電源。3、電源系統配置-48V開關電源及電池組，當主電源故障（中斷或發生超限波動）的情況下，為傳輸設備、電話交換機、部分無線設備等提供2小時的后備保障電源。4、電源系統設置電源集中監控系統，全線站點的通信電源設備將通過傳輸系統提供的信道實現集中維護管理。5、為專用通信系統用電設備提供B + C級防雷保護。

三、系統組成

大連地鐵1、2號線專用通信電源系統由UPS、高頻開關電源、交流配電柜、蓄電池、集中監控系統等組成。電源系統中最核心的設備就是UPS，UPS即不間斷電源。

3.1 UPS

1、UPS組成。UPS由整流器、逆變器、靜態開關、維修旁路開關和監控模塊組成，當交流正常供電時，UPS可看成一臺穩頻穩壓電源，輸入電源既向蓄電池組充電又向逆變器供電，逆變器輸出潔凈的交流電源。市電中斷時，UPS立即將電池的直流電能，通過逆變器向負載供電。為保證通信設備在主電源中斷或波動等情況下通信各子系統仍能可靠的工作。

2、UPS運行方案。本工程選取了艾默生的UL33系列UPS系統，根據實際情況，將UPS的運行分成控制中心并機方案和車站、車輛段、停車場單機方案。

a）控制中心并機方案（1、2號線合用UPS）。在南關嶺控制中心由專用通信系統對UPS進行整合，為1、2號線專用通信、信號、AFC、FAS、BAS、SCADA系統統一供電。此方案采用由2臺三進三出工頻UPS構成“1+1”冗余并聯設備。b）車站、車輛段、停車場單機方案

3、UPS系統的幾種工作模式.正常工作模式：整流器將三相交流電轉化為直流電，經逆變器后轉為交流供給負載，主要起到穩定電流的作用。蓄電池工作模式：主電源供電中斷，蓄電池由充電狀態轉為放電狀態，經逆變器給負載供電。由于蓄電池放點的時間由實際設置的數量決定，所以，當主電源恢復供電前，電池有可能放電停止，這種情況下，逆變器將會停止運行；若主電源在蓄電池電未放盡前恢復供電，則蓄電池自動由放電狀態轉為充電狀態。靜態旁路工作模式：當逆變器的輸出出現負載短路、過載、欠壓、過壓或故障時，系統會自動切斷逆變器，轉為靜態旁路直接輸出給負載。手動旁路模式：手動旁路模式通常是在維修時用到，首先手動合上旁路開關，將負載轉向維修旁路直接供電，以實現對UPS不停電維護。此時，維修人員可對UPS柜內的設備進行維修。

3.2 開關電源

開關電源為傳輸設備、電話交換機、部分無線設備等通信設備提供質量良好的直流不間斷電源。直流配電輸出單元將整流器輸出端接入配電裝置的輸入端進行分配，輸出至有關通信設備。高頻開關電源的工作方式采用輸出電壓軟啟動工作方式，所有模塊和插板均可帶電插拔。開關電源具備對蓄電池限流充電、過放電保護；具有電池容量在線監測、設置電池放電終止電壓，并具有強制蓄電池退出功能；能夠在網管中心對電池進行定期充放電維護。

3.3 交流配電屏

交流配電屏在控制中心、車站、車輛段為專用通信系統提供UPS輸入輸出配電。在控制中心可實現在停電期間對負載回路進行分時供電方式（2小時、1小時、0.5小時）：為專用通信系統后備時間2小時，信號系統后備時間0.5小時，AFC后備時間2小時，FAS后備時間1小時，BAS后備時間1小時，SCADA后備時間1小時的分時輸出配電。

3.4蓄電池

大連地鐵工程為每套UPS電源各配置了一套閥控式密封免維護電池，通信系統蓄電池通常提供給負載一定的后備時間，根據設備使用具體情況增加蓄電池以便達到后備時間的需求。

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