地鐵UPS電源集中委外維保模式研究

劉明林

（南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司工程管理部，江蘇 南京210006）

0 引 言

UPS不間斷電源作為在正常供電中斷時(shí)為地鐵重要設(shè)備提供持續(xù)、穩(wěn)定、可靠電源的一種外部設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于地鐵各專(zhuān)業(yè)設(shè)備，包括供電專(zhuān)業(yè)的SCADA設(shè)備，通號(hào)專(zhuān)業(yè)的信號(hào)設(shè)備，機(jī)電專(zhuān)業(yè)的自動(dòng)化、站臺(tái)門(mén)、低壓應(yīng)急照明設(shè)備，票務(wù)的AFC設(shè)備，以及票卡清分設(shè)備等。本文結(jié)合UPS電源在南京地鐵的實(shí)際使用情況，對(duì)UPS集中委外維保模式的可行性進(jìn)行研究。目前，南京地鐵使用的UPS設(shè)備具有分布廣、數(shù)量多、價(jià)值高、品牌雜以及作用大的特點(diǎn)，具體數(shù)量及成本如表1所示。

表1 UPS電源數(shù)量

南京地鐵UPS不間斷電源分布在供電、機(jī)電、通號(hào)以及票卡等各個(gè)分公司，主要為供電分公司的SCADA系統(tǒng)，機(jī)電分公司的應(yīng)急照明、站臺(tái)門(mén)、車(chē)站工作室和顯示屏、閘機(jī)、車(chē)站售票系統(tǒng)，通號(hào)分公司的車(chē)站時(shí)鐘、CTV監(jiān)控、車(chē)站廣播系統(tǒng)以及除道岔以外的設(shè)備（如信號(hào)系統(tǒng)、聯(lián)鎖機(jī)、軌道電路），乘務(wù)分公司的ACC正線系統(tǒng)等提供備用電源。因此，UPS電源在地鐵公司起著非常重要的作用，與行車(chē)安全、信號(hào)、車(chē)站監(jiān)控、調(diào)度、售票以及應(yīng)急照明等生產(chǎn)生活息息相關(guān)。由于UPS電源系統(tǒng)多是新線接管資產(chǎn)，所以品牌雜，多達(dá)10余種，如APC、梅蘭日蘭、POWERWARE（愛(ài)克賽）、博微、伊頓（ETN）、中達(dá)電通、星寶、熊貓、艾默生、雷諾士、GE以及山特等和部分非標(biāo)產(chǎn)品。這些UPS電源除了博微、熊貓和中達(dá)電通外，其他是進(jìn)口或合資廠生產(chǎn)的。目前，大部分UPS電源都已經(jīng)過(guò)了保修期，有些已經(jīng)到了更換期。此外，隨著地鐵線路里程的進(jìn)一步增加，UPS電源數(shù)量還會(huì)大量增加，公司后期將面臨較大的財(cái)務(wù)壓力。因此，急需從公司整體出發(fā)，制定科學(xué)、合理、詳細(xì)且具有可執(zhí)行性的更換和維保方案。

1 加強(qiáng)UPS維護(hù)工作的必要性

1.1 UPS的組成、原理和作用

UPS不間斷電源主要由整流器、蓄電池、逆變器以及輸入輸出濾波器組成。基本工作原理是在電網(wǎng)電壓正常時(shí)，通過(guò)整流器給蓄電池充電，當(dāng)電網(wǎng)電壓故障時(shí)由蓄電池放電，并通過(guò)逆變器給公司信號(hào)、通信、SCADA系統(tǒng)、票卡、售票系統(tǒng)、安全門(mén)、車(chē)站工控設(shè)備和應(yīng)急照明提供電源[1]。它的作用是確保這些設(shè)備在一定時(shí)間范圍內(nèi)正常運(yùn)行（具體時(shí)間需要根據(jù)設(shè)備的重要性來(lái)確定，一般為30～180 min不等）。

1.2 UPS維護(hù)要求和公司UPS系統(tǒng)維保現(xiàn)狀

1.2.1 UPS維護(hù)要求

UPS不間斷電源的維護(hù)主要分為UPS主機(jī)系統(tǒng)和蓄電池系統(tǒng)兩個(gè)部分。其中，UPS主機(jī)維護(hù)主要是對(duì)UPS主機(jī)內(nèi)部進(jìn)行除塵、元器件檢查、參數(shù)檢查和設(shè)置、ERP參數(shù)下載并保存、檢查通風(fēng)、散熱和對(duì)內(nèi)部線路緊固等。蓄電池維護(hù)主要是定期對(duì)蓄電池進(jìn)行容量核對(duì)性放電，測(cè)量蓄電池組電壓和單體電壓，用專(zhuān)用儀器測(cè)量蓄電池內(nèi)阻，并根據(jù)需要調(diào)整蓄電池充電電流。此外，定期對(duì)蓄電池組進(jìn)行深度放電，以便檢查電池組的性能優(yōu)劣和保持電池的活性。同時(shí)，分析維護(hù)數(shù)據(jù)，制定科學(xué)、合理的UPS后期維保、更換計(jì)劃。

1.2.2 地鐵UPS電源當(dāng)前的維保狀態(tài)（模式）

目前，地鐵的UPS電源維保模式主要是按各分公司所管轄的設(shè)備分別維護(hù)，沒(méi)有統(tǒng)一的維保模式，也缺少統(tǒng)一的檢修規(guī)程。各分公司專(zhuān)業(yè)水平和維保理念不同，維保內(nèi)容也有差異，主要有以下幾種維保情況。

（1）簡(jiǎn)單維護(hù)工班處理，如檢查UPS工作狀態(tài)是否正常、檢查UPS柜體的通風(fēng)情況、每年進(jìn)行兩次柜體清灰以及UPS核對(duì)性放電等。UPS的深度維護(hù)采取專(zhuān)業(yè)委外模式，負(fù)責(zé)對(duì)UPS柜內(nèi)清灰、小修及功能檢查。工班只能處理簡(jiǎn)單故障，UPS主機(jī)等故障只能依靠廠家維護(hù)，維修周期長(zhǎng)。

（2）采用工班自主維保，有簡(jiǎn)單的UPS維保規(guī)程和維修計(jì)劃。維修內(nèi)容主要是按季度和年度計(jì)劃對(duì)UPS控制面板進(jìn)行顯示檢查、旁路試驗(yàn)、斷電試驗(yàn)、風(fēng)扇檢查、配線端子緊固檢查、蓄電池的核對(duì)性放電和測(cè)量蓄電池電壓，能解決一些簡(jiǎn)單故障，可更換蓄電池，也可將UPS切換到旁路供電。

（3）個(gè)別專(zhuān)業(yè)目前嘗試按照品牌不同，分別采用專(zhuān)業(yè)委外維保的模式。

（4）采用自主維修與委外維保（非電源專(zhuān)業(yè)維保單位）相結(jié)合的模式，有檢修計(jì)劃。維修內(nèi)容主要是清理UPS表面灰塵，對(duì)蓄電池進(jìn)行核對(duì)性放電。委外單位維保有清理UPS內(nèi)部灰塵、檢查內(nèi)部原器件、測(cè)試UPS參數(shù)并下載保存、蓄電池核對(duì)性放電以及維修故障件等。主機(jī)的板件維修采用送外修或進(jìn)行整機(jī)更換，其中送外維修周期長(zhǎng)。

1.3 目前維保模式存在的問(wèn)題

（1）以前地鐵UPS主要是由廠家質(zhì)保，目前主要采用工班自主維保和委外單位維保相結(jié)合的模式，定期深度維保則采取外包模式。

（2）由于工班人員和現(xiàn)有委外員工不具備UPS專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，對(duì)UPS性能、原理和結(jié)構(gòu)不熟悉，同時(shí)缺乏正確維護(hù)UPS的有關(guān)知識(shí)，對(duì)UPS的維護(hù)只停留在簡(jiǎn)單的維護(hù)上，如對(duì)UPS表面除塵、檢查UPS指示燈是否正常以及對(duì)蓄電池組進(jìn)行核對(duì)性放電等，不能對(duì)UPS主機(jī)及蓄電池進(jìn)行深度維保，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理UPS安全隱患。

（3）目前地鐵UPS電源主要是新線接管資產(chǎn)，基本已過(guò)質(zhì)保期。有些UPS已經(jīng)停止生產(chǎn)，并逐步到了更換期。各專(zhuān)業(yè)和委外單位不具備部件維修能力，只能依靠廠家，而廠家的維修周期較長(zhǎng)，無(wú)法滿足生產(chǎn)需要。

（4）各分公司（專(zhuān)業(yè)）基本沒(méi)有對(duì)自己所管轄的UPS系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，談不上從公司整體出發(fā)制定詳細(xì)、統(tǒng)一、具有可執(zhí)行性以及經(jīng)濟(jì)性的更換或維保計(jì)劃，而是各自為政，不進(jìn)行區(qū)分的整機(jī)更換。同時(shí)，由于沒(méi)有維修能力，也沒(méi)有委托專(zhuān)業(yè)的UPS維保企業(yè)進(jìn)行維修，后期勢(shì)必會(huì)給公司造成較大的財(cái)務(wù)壓力。

2 地鐵UPS現(xiàn)有維護(hù)模式與集中委外維護(hù)模式的對(duì)比

現(xiàn)有維護(hù)模式與集中委外模式的對(duì)比[2-4]，如表2所示。

3 委外維保市場(chǎng)可行性分析

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有維護(hù)模式與UPS集中委外維保模式的對(duì)比，可以分析得出采用集中委外維保模式具有明顯的優(yōu)勢(shì)，專(zhuān)業(yè)人員具有豐富的UPS專(zhuān)業(yè)知識(shí)和維修經(jīng)驗(yàn)，并且具有UPS維保測(cè)試的專(zhuān)業(yè)工具和測(cè)試手段。專(zhuān)業(yè)人員能針對(duì)各種不同性能的UPS品牌，提出專(zhuān)業(yè)的維保、維修方案，提高UPS運(yùn)行的可靠性，并延長(zhǎng)UPS的使用壽命。專(zhuān)業(yè)人員能提供完整的UPS運(yùn)行參數(shù)、維修記錄報(bào)表，以供專(zhuān)業(yè)分析和保存?？梢詫?duì)UPS進(jìn)行部件維修，會(huì)大大減少整機(jī)更換的機(jī)率，并根據(jù)實(shí)際情況評(píng)估地鐵UPS系統(tǒng)，從公司整體出發(fā)，提出符合地鐵公司發(fā)展的UPS整機(jī)更換計(jì)劃，降低公司財(cái)務(wù)壓力。被更換下來(lái)的UPS整機(jī)，部分備件可以作為維修備件而被二次利用，大大縮短了維修周期和降低了維修成本[5]。通過(guò)專(zhuān)業(yè)單位的維保和培訓(xùn)，可以極大地提高地鐵公司專(zhuān)業(yè)人員對(duì)UPS維護(hù)的技術(shù)水平，為日常維保打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前UPS技術(shù)已經(jīng)很成熟，應(yīng)用也很廣泛，各行各業(yè)都有大量的UPS在運(yùn)行，市場(chǎng)也已有很多具有UPS系統(tǒng)豐富維保經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的公司存在。

4 結(jié) 論

通過(guò)以上分析與論證，采用UPS集中委外維保模式能為公司建立科學(xué)、合理的UPS維修規(guī)程和有針對(duì)性的維修計(jì)劃，也有利公司節(jié)約成本，緩解公司財(cái)務(wù)壓力，并確保UPS設(shè)備穩(wěn)定、可靠、安全與高效運(yùn)行，延長(zhǎng)UPS不間斷電源的使用周期，提高UPS的利用率，提高地鐵員工的專(zhuān)業(yè)技能和維保水平，確保運(yùn)營(yíng)設(shè)備的有序運(yùn)行，提高地鐵的服務(wù)水平，減少事故風(fēng)險(xiǎn)，為地鐵運(yùn)營(yíng)保駕護(hù)航。

表2 兩種運(yùn)維模式的對(duì)比