摘要：随着我国城市化进程的不断推进，地铁车站在大城市中迅速建成运营。UPS系统在地铁运营设备广泛使用，综合UPS是不间断成套装置，是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要设备。基于此，文中首先分析了现阶段深圳地铁3号线综合UPS系统供电现状；其次分析综合UPS系统负载供电存在的问题；最后，提出了问题的技术改造方案。
关键词：综合UPS系统；集中供电；不间断；技术改造
引言
由于地铁站属于开放的公共区域，因此弱电系统中不仅包括常见的门禁系统、AFC系统、信号系统、照明系统等设施，还涵盖了监控以及通讯信号等。这给弱电系统的检修以及管理带来了巨大的挑战，尤其是车站内信号系统一旦出现供电故障，将对列车运行和车站运营秩序造成严重影响。由此可见， 车站综合UPS集中供电的稳定性就显得至关重要了。
一、深圳地铁3号线综合UPS系统运行现状
综合UPS是3号线低压供电系统的核心设备，为重要的一级负荷（通号、信号、AFC、FAS、BAS、AIS、公安通讯、低压柜控制回路等）提供电源。根据3号线综合UPS的维护规程和检修工艺卡规定，UPS系统需每年进行一次停电检修，智能配电屏及末端设备将停电，而UPS停电直接造成车站通信及信号系统多处设备损坏。经不完全统计（2011-2017），信号系统12件、通讯系统38件，造成直接经济损失约50多万元，详见统计表。
二、综合UPS系统负载供电整改分析
（一）工作原理
1、正常模式：市电通过输入总开关（Q1），经过整流逆变由输出总开关（Q5）给末端负载供电。
2、故障模式：整流器/逆变器故时，旁路开关（Q2）自动投入，由输出总开关（Q5）给末端负载供电。
3、维修模式：UPS主机出现故障时，断开Q1和Q2开关，再合维修旁路开关（Q3）直接给末端设备供电。
（二）整改必要性
通信、信号设备属于高精密电子设备，持续稳定的供电可有效保证设备运行稳定性，经常性停电会导致设备使用寿命减少，故障多发。当因停电导致出现较大故障时会对行车组织造成一定影响，影响客服质量。按地铁设计规范（GB50157-2003）,通信系统设备、信号系统设备均属于一级负荷，电源系统应保证对通信信号设备不间断、无瞬变地供电。深圳地铁1、2、5号线、三期工程均实现UPS检修作业时通信信号设备不间断供电。
（三）综合UPS供电前期改造分析
1、2014年在全线重要站（益田、福田、莲花村等11站点）及横岗车辆段中心机房，为信号设备及横岗车辆段通信2小时通信设备加装STS设备（双电源切换装置，切换时间小于5ms），其他站通信2小时设备加装ATS设备（双电源切换装置，切换时间小于0.2s），通信1小时设备、通信0.5小时设备仍由UPS输出直接供电。
2、经测试，加装STS设备可实现UPS维修停电时无缝切换至市电供电模式，可满足信号系统的供电需求。而ATS设备因切换时间过长，仍不满足通信2小时设备供电无缝切换的要求。在UPS停电作业过程中，其他站点信号设备、通信所有系统设备均会停电，仍不能有效解决信号/通讯设备不间断供电的需求。
三、综合UPS系统负载供电改造方案
（一）改造方案
为了保障综合UP在进行停电检修时通信、信号设备正常运行，对智能配电屏的供电回路进行改造。目前3号线的智能配电屏控制回路元件较多，接线比较复杂，检修空间较小，无法带电检修。3号线综合UPS容量较大（120KVA-200KVA），负载用电量较小（三相电流均在20A以下），电池容量满足2小时供电需求（单机3组电池，每组40节104AH电池；双机4-6组电池，每组40节86-104AH电池）。为了满足综合UPS年检停电检修时，末端设备不停电的需求，修改3号线配电屏供电回路：
1、去掉控制回路和主回路的接触器触点，主回路由断路器直接控制。
2、增加市电输入回路，通过市电输入主开关接入屏内母排。
3、综合UPS正常供电时，综合UPS输入总开关合闸，市电输入总开关分闸，负载由综合UPS供电；综合UPS停电检修，综合UPS转为旁路或维修旁路供电时，市电输入总开关先合闸，综合UPS输入总开关再分闸，负载由市电供电；检修完成，综合UPS旁路或维修旁路供电，综合UPS输入总开关先合闸，市电输入总开关再分闸，负载转由综合UPS供电。综合UPS停电检修时末端负载不会停电，满足负载不停电需求。
（主回路控制图）
（二）整改项目预算
经初步预算，34个站点改造费用为：主要设备及材料费为22.2万元，施工、服务和其他费用为17.6万元,总费用为39.8万元。
（三）整改效果
通过对综合UPS配电屏供电回路的整改，减少了配电屏控制回路故障对主回路的影响，提高设备运行的可靠性。有效的避免因综合UPS停电检修对末端设备设施的影响，提高了经济效益。
结语
综上所述，深圳地铁3号线实行综合UPS集中供电方式能够在满足运行需求的同时，确保整体系统的可靠性。但是综合UPS一旦出现影响供电的故障，将对整个车站的弱电系统（行车、客服、设备等）造成严重的影响。通过对综合UPS负载供电方式的技术改造，保障了车站弱电系统设备设施供电的稳定性。
参考文献：
[1]袁斌. 城市轨道交通弱电系统综合UPS供电设计方案探讨[A]. .高速铁路与轨道交通（机构版）[C].:,2015:6.
[2]文仁广.城市轨道交通信号系统UPS电源整合探讨[J].现代城市轨道交通,2009(02):8-10+4.
[3]刘卡丁.弱电系统后备电源整合与智能化计时管理[J].都市快轨交通,2006(06):69-71.
论文作者:卢泽彬
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/2
标签：设备论文; 系统论文; 回路论文; 负载论文; 信号论文; 市电论文; 旁路论文; 《电力设备》2018年第12期论文;