CN201918789U - 地铁弱电综合ups并联系统 - Google Patents

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吴国钦
张胜华
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Abstract

本实用新型是一种地铁弱电综合UPS并联系统，由双电源切换箱、UPS主机、智能配电屏和电池模块组成；其中，双电源切换箱，引接变电所的电源给UPS主机；UPS主机，给电池模块充电；智能配电屏，启动UPS主机工作，监控整个系统；电池模块，给系统负载供电。双电源切换箱的输出端电连接两台UPS主机，两台UPS主机统一由智能配电屏监控工作。工作时，两台UPS各分配一半的电池容量，而当其中一台UPS故障时，全部电池组能为另一台正常使用的UPS系统供电，使地铁弱电UPS系统不间断工作。

Description

地铁弱电综合UPS并联系统
技术领域
本实用新型属于供电设备技术领域，具体是涉及一种地铁弱电综合UPS并联系统。
背景技术
随着经济的发展，信息化建设也不断加速，尤其是城市轨道交通的建设，已逐步覆盖城市主要区域。针对地铁车站弱电系统UPS供电，容量越来越大，系统越来越智能。地铁弱电系统应用在地铁的车站、车辆段、停车场、控制中心等场所，包括通信、信号、综合监控(电力监控PSCADA、环境与设备监控BAS、火灾自动报警FAS、门禁ACS)、自动售检票系统AFC、乘客信息系统PIS、屏蔽门、变电所直流操作、应急照明等部分。
目前，地铁弱电综合UPS系统一般采用单机的集中供电系统，一旦UPS主机发生故障，不能给地铁电路系统供电，将导致地铁不能正常运行，甚至瘫痪，严重影响交通运输。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种可靠性高的、并联的地铁弱电综合UPS系统。
为了实现以上目的，本实用新型的技术方案如下：由双电源切换箱、UPS主机、智能配电屏和电池模块组成；其中，双电源切换箱，引接变电所的电源给UPS主机；UPS主机，给电池模块充电；智能配电屏，启动UPS主机工作，监控整个系统；电池模块，给系统负载供电。所述双电源切换箱的输出端电连接两台UPS主机，两台UPS主机统一由智能配电屏监控工作。
进一步地，所述电池模块还包括电池切换箱。
所述电池模块包括由两组电池模块并联而成，当一组电池模块开路时，另一组电池模块仍能正常工作。
所述智能配电屏设置有旁路开关，当PLC程序控制器或负荷接触器跳闸时，手动实现供电。
所述电池模块由电池开关箱和蓄电池组成。
UPS系统还包括用于监控和诊断系统工作状态的电源集中监控模块，所述电源集中监控系统包括通信网络、监控主机、监控主机和监控单元。
所述电源集中监控模块由通讯网络，监控主机、监控软件和监控单元组成；监控主机，监控的主控制中心；监控软件，监控UPS主机和智能配电屏的主要运行参数和状态；监控单元，通过自身内置的SIC卡将智能配电屏RS485接口输出转换为TCP/IP输出，并与UPS的SIC卡通过汇线品HUB将两路TCP/IP信号汇接成为一根网线输出至通信网络。
所述监控单元主要包括UPS单元、蓄电池单元、智能配电屏。
所述两台UPS主机并联到并机板上，通过软件对UPS主机设置对应参数实现并联相互通讯。
与现有技术相比，由于采用了并联的弱电综合UPS系统，工作时，两台UPS各分配一半的电池容量，而当其中一台UPS故障时，全部电池组能为另一台正常使用的UPS系统供电。
附图说明
图1为本实用新型UPS并联系统的电路原理方框图。
下面结合附图，对本实用新型进一步详细描述。
具体实施方式
本实用新型由双电源切换箱、UPS主机、智能配电屏、电池模块和电源集中监控模块组成，双电源切换箱，引接变电所的电源给UPS主机；UPS主机，给电池模块充电；智能配电屏，启动UPS主机工作，监控整个系统；电池模块，给系统负载供电；电源集中监控系统，用于监控和诊断系统工作状态。所述双电源切换箱的输出端电连接两台UPS主机，两台UPS主机并联到并机板上，通过软件对UPS主机设置对应参数实现并联相互通讯。两台UPS主机统一由智能配电屏监控工作。电池模块还包括电池切换箱。电池模块包括由两组电池模块并联而成，当一组电池模块开路时，另一组电池模块仍能正常工作。智能配电屏设置有旁路开关，当PLC程序控制器或负荷接触器跳闸时，手动实现供电。电池模块由电池开关箱和蓄电池组成。所述电源集中监控系统包括通信网络、监控主机、监控主机和监控单元。电源集中监控模块由通讯网络，监控主机、监控软件和监控单元组成；监控主机，监控的主控制中心；监控软件，监控UPS主机和智能配电屏的主要运行参数和状态；监控单元，通过自身内置的SIC卡将智能配电屏RS485接口输出转换为TCP/IP输出，并与UPS的SIC卡通过汇线品HUB将两路TCP/IP信号汇接成为一根网线输出至通信网络。监控单元主要包括UPS单元、蓄电池单元、智能配电屏。
本实用新型的工作原理如下：考虑到弱电综合UPS电源需为所有弱电系统供电，为提高系统的可靠性，系统UPS在信号设备集中车站及控制中心采用双机并联系统，而其余站点可采用单机系统。
当采用UPS双机并联方式时，在正常工作时，两台UPS均分负载，在一台UPS故障时，另一台UPS承担全部系统负载，本系统的2台UPS互为备份，并应为0秒切换；电池组按一套配置，两台UPS各分配一半电池的容量，当一台UPS故障时，全部电池组能为另一台正常使用的UPS电源供电。
我司采用2台UPS组成1+1直接并机冗余系统。并机系统采用全数字实时矢量控制技术，通过共享并联信号电缆、实时的负载均分调节和灵活的智能化控制实现。精密负载在各种运行模式和条件下都受到最大可靠性和可用性的保护。
并机方案：
直接并机方式。通过并机通信板和并机通信线(随机标配)，两台UPS进行并机所必需的数据通信，使两台UPS的逆变输出电压幅度、频率相同，相位一致，从而保证UPS系统的输出一致。由于采用了先进的全数字实时并机调控通信技术，并机时保证两台UPS之间的环流小于1A，负载不均衡度小于2％。
设置方式：
将两台UPS的并机线连接到并机板上，通过软件设置相关并机参数后既完成并机。
UPS并机系统特点：
1)并联UPS的软件和硬件与单机模式完全一致，并机系统的配置可通过参数设置软件实现。
2)并机控制电缆形成闭环连接，为系统提供可靠性和冗余。双母线控制电缆连接在两个母线的任两个UPS单机之间。智能并机逻辑为用户提供最大的灵活性。例如，可按任意顺序关闭或启动并机系统中的各单机。可实现逆变供电模式和旁路模式之间的无缝切换，并且可自动恢复；即过载消除后，系统会自动恢复至原来的运行模式。
3)可通过各单机LCD查询并机系统的总负载量。
4)后台监控软件选件可对各单机分别进行监控，也可将整个并机系统视为一个单机系统进行监控。
采用1+1并机的优势：
1+1的直接并机系统在安全性、可靠性、经济性等优势体现如下：
1.供电系统的可靠性高
采用1+1并机的方案为UPS并机供电系统中可靠性最高的方案，其MTBF值为单机的5.5倍。
2.供电系统抗”输出过载”的能力强
从应用技术的角度看，用户应尽量地选用最可靠的“1+1”型冗余供电系统，“1+1”并机系统的输出功率“余量”为200％负载功率。
3.环流问题
1+1并机环流很小，均在控制范围内；另外内置维修旁路，维护可以转到维修旁路，单机的维修或扩容均不会对负载产生影响。
4.后期维护的成本对比
模块式UPS的价格比同等容量配置的并联UPS系统的价格要高。模块式UPS后期维护的成本很昂贵，一出问题只能更换整个模块。而并机UPS可以做到器件级的维修，仅对问题小器件进行更换，有效降低用户后期的使用成本。
5.承重问题
由于模块式UPS的电池往往内置在机架里，所以对地板的承重要求比较高，在后续增加模块时承重要求不断提高，导致地板有可能重新更改来适应新的高承重要求，给用户带来投资增加。而1+1并机系统的电池和UPS是分开独立放置的，对承重无明显要求，且两者分开安放的安全性要高许多。
6.应用问题
目前模块式UPS在地铁、电信、金融等高端用户场合尚无规模运用，其产品本身的性能和可靠性没有得到市场的长期考验和认同。而UPS直接并机的可靠性和方案已经很成熟，在各行业、各地均广泛使用并得到用户的高度认可，几乎没有任何技术风险。
本实用新型考虑到弱电综合UPS电源需为所有弱电系统供电，为提高系统的可靠性，系统UPS在信号设备集中车站及控制中心采用双机并联，专为通信、信号、自动化集成(包括火灾自动报警FAS、机电设备监控系统BAS、门禁系统)、自动售检票等弱电系统提供后备电源。

Claims (9)

1.一种地铁弱电综合UPS并联系统，其特征在于：由双电源切换箱、UPS主机、智能配电屏和电池模块组成；
其中，双电源切换箱，引接变电所的电源给UPS主机；
UPS主机，给电池模块充电；
智能配电屏，启动UPS主机工作，监控整个系统；
电池模块，给系统负载供电；
所述双电源切换箱的输出端电连接两台UPS主机，两台UPS主机统一由智能配电屏监控工作。
2.根据权利要求1所述的UPS并联系统，其特征在于，所述电池模块还包括电池切换箱。
3.根据权利要求2所述的UPS并联系统，其特征在于，所述电池模块包括由两组电池模块并联而成，当一组电池模块开路时，另一组电池模块仍能正常工作。
4.根据权利要求1所述的UPS并联系统，其特征在于，所述智能配电屏设置有旁路开关，当PLC程序控制器或负荷接触器跳闸时，手动实现供电。
5.根据权利要求1所述的UPS并联系统，其特征在于，所述电池模块由电池开关箱和蓄电池组成。
6.根据权利要求1所述的UPS并联系统，其特征在于，UPS系统还包括用于监控和诊断系统工作状态的电源集中监控模块，所述电源集中监控系统包括通信网络、监控主机、监控主机和监控单元。
7.根据权利要求1所述的UPS并联系统，其特征在于，所述电源集中监控模块由通讯网络，监控主机、监控软件和监控单元组成；
监控主机，监控的主控制中心；
监控软件，监控UPS主机和智能配电屏的主要运行参数和状态；
监控单元，通过自身内置的SIC卡将智能配电屏RS485接口输出转换为TCP/IP输出，并与UPS的SIC卡通过汇线品HUB将两路TCP/IP信号汇接成为一根网线输出至通信网络。
8.根据权利要求7所述的UPS并联系统，其特征在于，所述监控单元主要包括UPS单元、蓄电池单元、智能配电屏。
9.根据权利要求1所述的UPS并联系统，其特征在于，所述两台UPS主机并联到并机板上，通过软件对UPS主机设置对应参数实现并联相互通讯。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102025187A (zh) * 2010-12-24 2011-04-20 深圳市华通电气设备有限公司 地铁弱电综合ups并联系统
CN104022564A (zh) * 2014-06-13 2014-09-03 刘卡丁 城市轨道交通弱电综合ups系统
US9431851B2 (en) 2013-08-16 2016-08-30 Eaton Corporation UPS systems and methods using current-controlling low-loss modes
CN109546740A (zh) * 2017-09-22 2019-03-29 武汉亿维登科技发展有限公司 一种ups并机系统

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