应用于城市轨道交通的弱电综合UPS电源系统及供电方法技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于城市轨道交通的弱电综合UPS电源系统及供电方法，包括电源输入配电系统、UPS及蓄电池组系统、智能配电盘系统和UPS监控系统，所述UPS及蓄电池组系统分别与电源输入配电系统、智能配电盘系统连接；通过将轨道交通各弱电系统分散设置的UPS在满足一定条件和要求下集成在一起，构成集中整合的满足相关弱电系统要求的UPS电源系统，为各弱电系统在车站、车辆段、停车场及控制中心提供不间断电源。本发明专利技术可以提高UPS系统可靠性、可用性和可维护性，降低对UPS的投资成本、减少蓄电池总容量配置且增加各系统的后备总容量，便于实现对UPS的集中监控管理和维护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及UPS电源
，特别涉及一种应用于城市轨道交通工程的弱电综 合UPS电源系统及供电方法。
技术介绍
随着城市轨道交通的迅速发展，轨道交通已经成为人们出行最便捷、经济和高效 的交通工具之一；与此同时，对于城市轨道交通的安全、可靠运行也提出了越来越高的要 求。当给轨道交通供电的市电因故异常时，会给轨道交通造成严重影响，为此，相关机构一 直在持续研究如何提高对城市轨道交通重要弱电系统供电的连续性、可靠性。目前，国内各城市轨道交通工程中，通信、信号、综合监控系统、火灾自动报警系 统、机电设备监控系统、门禁系统、自动售检票系统、自动灭火系统、屏蔽门控制系统等弱电 系统基本上均各自独立设置UPS，采用分散供电方式，分散设置的UPS在轨道交通建设与运 营管理过程中，各种弊病也逐渐显现出来，主要表现在1)各弱电系统的UPS分别招标，配置的UPS品牌也不同，不利于资源共享和备品备 件的采购，造成运营维护工作量大、蓄电池维护困难等问题。2)各弱电系统以“安全储备”为由，保守设计造成设计容量较实际负载大很多，但 是又不能实现相互冗余备用，使得建设投资大、运营维修成本高；而且各弱电系统的UPS容 量总体而言相对较小、可靠性低、能耗高、不利于节能和环保，没有足够的供电安全性与可靠性。为避免上述分散式UPS的弊端，有必要将同一车站、车辆段、控制中心各弱电系统 的UPS分别进行整合，综合考虑设备容量及安装面积，对UPS进行统一管理、监控、运营维护 及保养。
技术实现思路
针对现有轨道交通中UPS电源系统的不足，本专利技术的目的在于提供一种应用于城 市轨道交通的弱电综合UPS电源系统及供电方法，实现对城市轨道交通各弱电系统的不间 断供电。本专利技术所采用的技术方案一种应用于城市轨道交通的弱电综合UPS电源系统， 包括电源输入配电系统、UPS及蓄电池组系统、智能配电盘系统和UPS监控系统，所述UPS及 蓄电池组系统分别与电源输入配电系统、智能配电盘系统连接；所述电源输入配电系统包 括第一双电源切换开关、给UPS主电路及旁路配电的断路器、瞬态电压浪涌抑制器，该电源 输入配电系统通过第一双电源切换开关与主电源、备用电源连接，所述第一双电源切换开 关、断路器和瞬态电压浪涌抑制器均设置在UPS设备室内的输入配电柜内；所述UPS及蓄电 池组系统包括每台UPS的整流/逆变主电路、静态旁路、检修旁路和蓄电池组，所述UPS及 蓄电池组分别设置在UPS设备室及蓄电池室内；所述智能配电盘系统，包括第二双电源自 动切换开关及配电断路器、可编程逻辑控制器及检测设备，用于向轨道交通的各弱电系统分配电力，所述可编程逻辑控制器检测市电及电池电压，当两路主、备交流市电异常时，根 据预定的设计方案分时控制给各弱电系统配电的馈出回路断电，所述智能配电盘系统设置 在UPS设备室内；所述UPS监控系统分别与电源输入配电系统、UPS及蓄电池组系统、智能 配电盘系统连接，并对上述各系统进行监控，所述UPS监控系统的核心控制单元与车站级 综合监控系统进行信息交换，并通过全线综合监控系统网络对全线UPS进行监控。在非信号设备集中站，所述UPS及蓄电池组系统采用UPS单机方案，设置一台 UPS主机，并配置一套满足弱电系统后备延时的蓄电池组，通过智能配电盘系统向轨道交 通的各弱电系统供电。在信号设备集中站及运营控制中心，所述UPS及蓄电池组系统采用 UPS1+1并机冗余方案，设置两台UPS主机，并配置一套满足弱电系统后备延时的蓄电池组 (两台UPS主机各带一半容量的电池，整套蓄电池组满足所有弱电系统后备延时的需求)， 通过智能配电盘系统向轨道交通的各弱电系统供电。所述每台UPS的单机容量均能满足系 统总容量要求，两台UPS互为备份，当一台UPS出现故障时，全部电池组能为另一台正常使 用的UPS电源供电；当某台UPS出现故障时，能通过选择性操作自动将故障的UPS单机从 UPS1+1并机系统中脱离出来，另一台UPS仍能向弱电系统提供不停电电源。上述弱电系统(或负载)包括分别与智能配电盘系统连接的专用通信系统(含视 频监控系统、旅客信息系统、办公自动化系统、传输等)、公众通信系统、警用通信系统、信号 系统、综合监控系统、环境与设备监控系统、火灾自动报警系统、门禁系统、自动灭火系统、 自动售检票系统和屏蔽门控制电源系统。其中，所述智能配电盘系统通过冗余配线方案给 信号系统供电，即智能配电盘系统通过两路馈出回路给信号系统供电，其它弱电系统采用 单回路配电方案。上述第一双电源切换开关接入的主电源和备用电源取自本站点降压变电所的两 段0. 4kV母线，两路电源经电源输入配电系统的第一双电源切换开关给UPS供电，瞬态电压 浪涌抑制器可吸收高压浪涌，确保通过UPS旁路的电压质量。上述智能配电盘系统通过第二双电源切换开关与第三路交流电源连接，所述UPS 及蓄电池组系统的输出与第三路交流电源经第二双电源切换开关自动切换后，通过智能配 电盘系统内的各馈出回路给各弱电系统供电，确保在UPS输出异常时，自动切换到第三路 交流电源应急供电。其中，UPS输出为主用电源，第三路交流电源为应急后备电源，所述第 三路交流电源取自本站点跟随所或相邻站点的0. 4kV母线。上述智能配电盘系统检测市电及蓄电池电压，当主电源和备用电源出现异常时， 智能配电盘系统通过可编程逻辑控制器按不同弱电系统的不同后备延时要求对各馈出回 路分时断电，使各弱电系统按照预置后备时间自动切除。所述智能配电盘系统上设有手动 旁路开关，当可编程逻辑控制器出现故障或任何接触器误跳间时，通过该手动旁路开关实 现对弱电系统的供电。上述UPS监控系统的核心控制单元与车站级综合监控系统之间采用冗余通信方 式进行信息交换，采用有事主动上报的监控方式，通过全线综合监控系统网络对全线UPS 进行监控。基于上述弱电综合UPS电源系统，本专利技术同时提供了 一种应用于城市轨道交通的 弱电综合UPS供电方法，包括以下步骤(1)正常情况下，由本站点降压变电所提供的交流电源给UPS主机供电，由市电通过整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向弱电系统提供交流电；在主电源和备用电 源均出现异常时，自动转为蓄电池逆变给弱电系统供电；逆变器始终处于工作状态，保证电 源质量及不间断输出电源。(2)当主电源和备用电源均出现异常时，蓄电池放电，经逆变给弱电系统供电；(3)当主电源和备用电源均出现异常时，各馈线回路分别经延时后自动断电切除 弱电系统，确保各弱电系统不同的后备供电时间。本专利技术根据城市轨道交通的系统构成及其用电特点，设计出一种适用于整个轨道 交通工程的弱电综合UPS电源系统和供电方法，与现有的UPS系统相比，具有以下技术特点(1)、本专利技术所述弱电综合UPS电源系统有效整合了以下弱电系统的供电电源通 信、信号、综合监控系统、火灾自动报警系统、机电设备监控系统、门禁系统、自动售检票系 统、自动灭火系统、屏蔽门控制系统电源，更好地整合了系统电源资源，提高了电源系统的可靠性。(2)、在信号设备集中站及控制中心采用1+1并机冗余方案，其余站点采用UPS单 机方案。(3)、在信号设备集中站及控制中心采用1+1并机冗余UPS系统方案，设置二台UPS 主机，蓄电池组按一套配置，两台UP本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种应用于城市轨道交通的弱电综合ＵＰＳ电源系统，包括电源输入配电系统、ＵＰＳ及蓄电池组系统、智能配电盘系统和ＵＰＳ监控系统，所述ＵＰＳ及蓄电池组系统分别与电源输入配电系统、智能配电盘系统连接，其特征在于：所述电源输入配电系统包括第一双电源切换开关、给ＵＰＳ主电路及旁路配电的断路器、瞬态电压浪涌抑制器，该电源输入配电系统通过第一双电源切换开关与主电源、备用电源连接，所述第一双电源切换开关、断路器和瞬态电压浪涌抑制器均设置在ＵＰＳ设备室内的输入配电柜内；所述ＵＰＳ及蓄电池组系统包括每台ＵＰＳ的整流／逆变主电路、静态旁路、检修旁路和蓄电池组，所述ＵＰＳ及蓄电池组分别设置在ＵＰＳ设备室及蓄电池室内；所述智能配电盘系统，包括第二双电源自动切换开关及配电断路器、可编程逻辑控制器及检测设备，用于向轨道交通的各弱电系统分配电力，所述可编程逻辑控制器检测市电及电池电压，当两路主、备交流市电异常时，根据预定的设计方案分时控制给各弱电系统配电的馈出回路断电，所述智能配电盘系统设置在ＵＰＳ设备室内；所述ＵＰＳ监控系统分别与电源输入配电系统、ＵＰＳ及蓄电池组系统、智能配电盘系统连接，并对上述各系统进行监控，所述ＵＰＳ监控系统的核心控制单元与车站级综合监控系统进行信息交换，并通过全线综合监控系统网络对全线ＵＰＳ进行监控。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小林，靳守杰，毛宇丰，赵德刚，邓剑荣，成武发，詹占岚，
申请(专利权)人：广州地铁设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：81