山特UPS電源在鐵路系統中的應用
UPS電源：（岑）
本文摘自河南梓清電氣設備有限公司 作者：濮陽UPS電源廠家
為確保高速鐵路行車的安全性，根據*對客運專線信號電源系統的要求，鐵路部門可采用山特系列兩臺UPS直接并聯供電。
隨著我國國民經濟的迅猛發展，生活水平不斷提高，人們公務外出、旅游觀光、探親訪友的社會活動與日俱增，因此出現了客運繁忙的景象，各種運輸方式的市場競爭也日趨激烈，而鐵路運輸以其安全、舒適、價廉、快速和全天候占有優勢。為了保障高速鐵路運行的安全、高效、可靠，配置一套科學、合理的信號系統成為*關注的重點。
我國鐵路已跨入“高速時代”，計算機聯鎖系統和微機自動閉塞控制系統等在鐵路信號新技術中的應用范圍不斷擴大，這些新技術系統對供電質量的要求較之傳統的技術系統大大提高，任何偶然、短暫的供電中斷都可能造成難以估量的損失，甚至對鐵路的行車安全產生*威脅。因此，采用UPS電源作為其電源保障也隨之日益普遍。
在*鐵運[2008]19號文件“關于客運專線信號系統若干問題的指導意見”中提出，為確?？瓦\專線信號系統設計質量，充分滿足高安全性、高可靠性和高可用性需求，客運專線信號系統應統一技術標準、優化方案設計并采用高質量的信號產品。對信號電源系統的要求：客運專線車站及中繼站信號電源應按照雙套大容量UPS電源備用方式配備電源，UPS容量負荷按照除轉轍機外的所有用電量計算，有維護人員值守的車站UPS電源供電持續時間不應小于30min，沒有維護人員值守的車站UPS供電持續時間不應小于2h。
為確保高速鐵路行車的安全性，根據*對客運專線信號電源系統的要求，鐵路部門可采用山特系列兩臺UPS直接并聯供電，按照要求對于有維護人員值守的車站，UPS配置蓄電池后備供電時間為30min，沒有維護人員值守的車站UPS配置蓄電池后備供電時間為2h。此系列雙變換在線式UPS可適應于供電環境惡劣的地區使用，直接并機zui多支持8臺，并機系統采用共用電池組功能，提高蓄電池的利用效率及減少安裝空間：并在原有信號電源系統的基礎上優化供電方案，提供信號系統高安全、高可靠的綠色節能電源系統。信號電源系統優化方案的架構如圖1所示。
信號系統的負載容量典型值為15kW電源的統計情況，包括三相電源輸入，計算機聯鎖，4kVA容量的25Hz軌道電路等?？紤]UPS電源負載百分比選取70%工作，UPS電源負載功率因數PF為0.8，選取UPS額定容量=15kW/70%/0.8=27kVA，那么UPS電源主機容量為30kVA即可滿足負荷的需求，UPS電源供電系統配置方案如下表所示。
采用兩臺30kVA UPS電源構成“1+1”冗余并機，輸入采用兩路市電，經ATS自動切換后給UPS電源輸入。兩臺UPS電源并聯共用兩組電池組，如圖4所示。
UPS標配雙回路輸入功能，提高系統可靠性。內置維護旁路設計，便于系統檢修及維護。雙回路輸入設計可以實現主輸入供電回路與旁路隔離，分別采用兩路不同市電，大幅度提高系統可靠性。
采用“1+1”冗余并機系統設計，大幅度提高UPS可靠性。山特系列UPS電源單機MTBF大于300000h,單機可靠度大于99.99%,采用“1+1” 并機大于99.999%。另外，Epower系列UPS電源可提供強大的并機能力，無需并機卡即可并機，zui多支持8臺并機，并且可以在線不斷電擴容，滿足后期系統擴容需要。同時采用高精度的多CPU冗余的數字控制技術，保證UPS電源參數精確及并機時相位的嚴格*，提高了并機系統的帶載能力和可靠性。
UPS供電系統具有RS232、RS485及SNNP等通訊接口供選擇，可以直接通過網絡或動力環境采集，對UPS電源實現遠程集中監控，可遠程查看UPS電源運行的各項參數，事件記錄進行實時檢測。當UPS電源系統發生事故時，可通過集中監控軟件或者干節點信號發出告警提示。
智能電池管理功能，山特系列UPS電源具備智能電池管理能力，具備自動均充、浮充轉換功能，可以定期對電池進行安全發電檢測，另外還可以根據負載情況，自動調整放電截至電壓，通過上述功能，可以顯著延長電池壽命。另外，山特系列UPS電源還具備電測漏液檢測功能及充電自動溫度補償能力，提高了系統運行的安全性。
方案中兩臺UPS電源共用兩組電池，市電正常時，各UPS電源同時給電池組充電；市電異?；蛘咧袛鄷r，各UPS電源同時利用電池組進行逆變轉換，為負載提供能量。這樣做可以節省50%的電池投資及安裝空間，同時也減少了承重投資，明顯提高了電池的利用效率。另外，每個電池柜均配置電池開關保護，電池組空開采用冗余方式連接，允許系統中任意一個空開故障而不影響系統的正常工作，提高了系統可靠性。
4 信號電源UPS電源設備性能特點分析
4.1綠色節能特點分析
寬廣的輸入電壓范圍（380V±20%），適應供電環境惡劣的地區使用，可有效降低電池放電次數及損耗，延長電池使用壽命，減少了電池產品對周圍環境的污染，也減少了用戶在電池上的投資。
在采用并機冗余供電的情況下，選擇共用電池方案，在滿足同等放電時間條件下，兩臺主機可利用并聯電池組工作，通過該功能可全面節省用戶對電池的投資，節省購買電池的資金，還節省安裝空間及承重方面的投資，對于系統擴容也非常方便、簡單。
UPS電源主機體積小，不僅減少了所用材料，而且更易散熱，機房的溫度影響變小，使得空調耗電也相對減少，提高了整個機房的綠色環保指標。高密度設計可節省占地面積及安裝空間，提高靈活性，適應不同的機房物理環境。
山特系列UPS電源在線模式效率≥91%，可有效地利用電能，節省運營成本。另外，由于UPS電源效率的提高及發熱量的減小，也可節省機房空調設備的用電量及電費。
4.2可靠性特點分析
山特系列UPS電源的元器件都是經過嚴格篩選，緊緊把住原材料關。對UPS出廠前做全面細致的測試，確保各項功能與質量。
采用智能的微處理器CPU控制設計，簡化復雜的模擬線路并且減少了零件數目，提高了整個系統的集成率及可靠度。
山特系列UPS電源在設計方面散熱風扇轉速采用智能化控制設計，風扇轉速可根據負載大小自動調整，控制電源采用雙冗余設計，主功率器件采用IGBT技術，大大提高了系統的可靠性。
山特系列UPS電源控制電源采用雙路電源，任何一路出現故障，UPS電源仍可正常供電，且不同控制電源電路的輸入來自不同的電源，更加確?？刂齐娐返倪\行，提高系統可靠度。
標配有輸出隔離變壓器，穩定可靠，過負載能力和抗沖擊能力強，隔離諧波的干擾及降低零地電壓，為負載提供穩定可靠的純凈電源。
在政府、地鐵、鐵道、通信、醫療、工業、電力等行業使用多年，通過實踐證明山特系列UPS是具有高可靠性、高可用性的產品，其平均*時間MTBF>300000h，平均維修時間MTTR<0.5h。
4.3安全性特點分析
采用雙變換在線式設計，保障用戶的精密設備供電質量，市電與電池供電為零切換時間，為用戶負載提供純凈的正弦波安全可靠的電源，延長了設備的使用壽命。
緊急事故關機功能（EPO），當地震或火災等緊急事故發生時，可通過面板EPO按鍵或利用遠程遙控EPO功能快速將UPS電源關機，減少UPS電源供電系統在緊急事故中造成的損失，有效地保護負載。
整流器采用軟啟動設計，當UPS電源的輸入電源轉為由發電機連續供電使用時，可使發電機得到平滑過渡連接，避免發電機受到瞬間負載的沖擊或過載故障，使得發電機保持正常、安全運行，延長發電機組使用壽命。具有電池漏液偵測功能，可提早偵測出電池的漏液并進行告警，避免電池漏液引起事故。
并機系統可采用共用電池方案，每個電池組由64節電池串聯，如在同樣給用戶提供2h后備時間的情況下，可減少電池的投資，還可以節省大量的安裝空間，提高電池的利用效率，當其中一臺UPS退出并統后，仍能保證滿載情況下后備時間為2h，確保信號系統的安全運行，保障高速鐵路行車的安全性。
山特系列UPS具有安全、適用的短路保護功能，當偵測到逆變器的輸出電壓小于50V達兩個周期（即40ms）時，便認為輸出端短路，逆變器保護鎖即轉由旁路供電，轉換時間小于1ms。在并機系統中，當偵測到UPS逆變器輸出電壓小于50V達兩個周期時，便認為是系統輸出短路了，這時并聯兩臺UPS立即關閉逆變器進行自我保護，同時將負載切換到靜態旁路下供電。如果短路故障排除了，則UPS電源自動恢復到正常工作模式。如果短路故障仍然存在，則靠跳脫靜態旁路的輸入開關來保護。整個短路保護的設計理念是：不到萬不得已不給負載斷電，瞬間短路或者萬一有誤偵測到短路時，不會造成負載斷電。
山特系列UPS不間斷電源充分滿足了國家節能減排的要求以及市場發展趨勢的要求。在為用戶節省運營成本的同時，該系列UPS高安全可靠、高效率的運行，確保鐵路高速時代的信號系統穩定可靠、從不間斷地正常運行。
