分析工业UPS在轨迹交通中各种负载体系的使用状况。机车进出站时,因为大功率非线性用电设备的运转,向电网注入很多的谐波电流,导致电网电压波形畸变。在发作严峻畸变时,电网电压会出现正负半波不对称,三相电压不平衡,频率也会发作变化。这是地铁体系里UPS毛病率居高不下的原因,挑选工业UPS,提升UPS本身的习惯性和牢靠性,才干保证轨迹交通职业安全牢靠地运转。

1 职业现状概述

近年来城市轨迹交通职业开展迅猛,国内各大城市接连建造城市地铁,地铁已经是一些大中型城市不行短少的交通工具。在轨迹交通设备中,电源体系的安全牢靠是保证弱电各子体系正常作业的先决条件。现在,在轨迹交通各机电体系中,其主设备需选用UPS的主要有:通讯体系、信号体系、归纳监控体系、设备环境监控体系、主动售检票体系、乘客资讯显现体系、办公主动化体系、应急照明体系、屏蔽门体系等子体系。地铁中各弱电体系对电源的稳定性、牢靠性要求很高,断电事端会形成地铁停运乃至人身风险,带来不行估量的丢失。机车进出站时,因为大功率非线性用电设备的运转,向电网注入很多的谐波电流,导致电网电压波形畸变。在发作严峻畸变时,电网电压会出现正负半波不对称,三相电压不平衡,频率也会发作变化。这是地铁体系里UPS毛病率居高不下的原因,对轨迹交通职业安全牢靠地运转带来了极大的安全隐患。究其原因是:对轨迹交通职业的电气环境认识缺乏,只考虑了UPS的输入绿色要求和输出的过载才能,即输入功率因数≥0.95,输入电流谐波<5%,对电网没有污染,过载才能125min,150%1min。看似对电网及负载两头都有了要求。而唯一没有考虑到轨迹交通职业里工业性的特征,即在轨迹交通职业的电气环境中,UPS本身的习惯性、牢靠性,也能够说是UPS体系可用性缺乏。挑选工业UPS,提升UPS本身的习惯性和牢靠性,才干保证轨迹交通职业安全牢靠地运转。

2 职业环境和负载特征描述

(1)地铁供电电网及设备运用环境状况

①地铁供电电网供电方法

地铁的供电电源要求安全牢靠,一般由城市电网供给。现在,国内各城市对地铁及城市轨迹交通的供电一般有三种方法,即涣散供电方法、会集供电方法、涣散与会集相结合的混合供电方法。

涣散供电方法是指沿地铁线路的城市电网(一般是10kV电压等级)分别向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。其前提条件是城市电网在地铁沿线有满意的变电站和备用容量,并能满意地铁牵引供电的牢靠性要求。如前期的北京地铁采取的就是这种供电方法。

会集供电方法是指城市电网(一般是110kV或66kV电压等级)向地铁的专用主变电所供电,主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电,地铁本身组成完整的供电网络体系。近几年新建的地铁体系多选用会集供电方法,如上海、广州、深圳地铁等。

②设备运用环境

•电网环境差;

•地下车站温度低、湿度大;

•以计算机类负载为主,对闪断极端灵敏,对电压精度要求高;

•机车运转及门禁体系等大功率非线性负载运用时电网动摇大、质量差。

(2)在机车进出站时对供电电源的影响

从图1可看出:在机车进出站时,因为大功率非线性用电设备的运转,向电网注入很多的谐波电流,导致电网电压波形畸变。依据实测调查,在发作严峻畸变时,电网电压会出现正负半波不对称,三相电压不平衡,频率也会发作变化。

0(3)地铁低压主配电体系负载类型

①通讯体系的负载类型

传输、*、公事电话、专用电话、闭路电视、播送、时钟等子体系的计算机网络和通讯设备,其电源要求能接连供给AC220V电源;

②信号体系的负载类型

信号体系、旅客信息体系等计算机、网络设备、操控设备,其电源要求能接连供给AC380/220V电源。

③归纳监控体系(含环境监控、门禁)的负载类型

计算机、网络设备、环境监控和门禁操控设备;其电源要求能接连供给AC220V电源。

④主动售检票体系(AFC)的负载类型

计算机、网络设备、AFC终端设备,其电源要求能接连供给AC220V电源。

⑤办公主动化体系的负载类型

计算机、网络设备,其电源要求能接连供给AC220V电源。

⑥屏蔽门体系的负载类型

屏蔽门操控、驱动设备等,操控设备的电源需接连供给AC220V,操控电源驱动设备需求DC110V驱动电源。

⑦火灾主动报警体系的负载类型

计算机网络设备、报警操控器等,其电源要求能接连供给AC220V电源。

⑧变电所直流辅佐电源的负载类型

装置电源、操控电源、电机电源,其电源要求能接连供给DC220V电源。

⑨车站应急照明体系的负载类型

包含分散照明和备用照明,其电源要求能接连供给AC220V电源。

(4)地铁低压主配电体系负载功率及UPS需求功率

以某城市地铁为例

①地下车站整合状况

地下车站需UPS整合电源体系整合的各弱电体系后备电源容量及后备时刻见表1。

②高架车站整合状况

高架车站需UPS整合电源体系整合的各弱电体系后备电源容量及后备时刻见表2。

③操控中心整合状况

操控中心需UPS整合电源体系整合的各弱电体系后备电源容量及后备时刻见表3。

3 UPS电源挑选分析

(1)工业UPS技能特色

工业UPS选用了先进的IGBT功率器材、功能优越的SPWM逆变器及智能化多形式电池办理技能等世界先进技能,以及丰厚的电源办理软件,具有杰出的性价比和用户根底。其具有以下技能特色:

①选用先进的DSP数字化操控技能,对电源产品优化规划,减少了分立元器材数量,选用高效体系热规划技能,以优化部件排布和热通道;

②优化牢靠性规划技能以进步产品的MTBF(均匀无毛病作业时刻)和体系可用性;

③优异的电磁兼容规划技能满意UPS本身和用电设备的高牢靠性。

(2)习惯恶劣的物理环境

因为在地铁场景中,跟着人流量带来的尘埃及雨水潮湿气体,一般UPS的IP防护等级一般为IP30以下,简单因高湿高温高粉尘导致UPS毛病,在恶劣的运用环境下,运用寿数不超越6个月。工业UPS的IP防护等级为IP42,一切电路板均喷涂防腐蚀绝缘漆,具有绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕才能;通风方法下进上出,天然对流,独立风道,热分流规划,使工业UPS习惯高温、高湿、粉尘、盐碱、腐蚀性气体、轰动等恶劣的作业环境。

商业UPS机及一般工频机使用中,因为尾气、粉尘、水气影响板件运转,无法正常运转,寿数短。

(3)习惯恶劣的电力环境

因为地铁、站点门禁体系及屏蔽门间断性作业,导致地铁站内的市电规模很宽,动摇很大。工业UPS具有极宽的输入电压和频率规模,允许电压输入380±25%Vac,频率45～65Hz,支撑发电机接入。可习惯恶劣的电网环境;能够接受剧烈的负载动摇冲击,抵挡和消除各种电网质量问题,如谐波、过压、欠压、突波、电压下陷、停电、过载、短路、浪涌电流等。

(4)习惯工控负载环境

工业UPS习惯于各种工况负载,如重载机械、生产线设备、DCS体系;巩固规划,可接受强过载和短路电流冲击与负功,在没有市电的状况下可通过电池完成直流冷启动。

(5)高牢靠性规划

高牢靠性是以体系的规划、工艺、装备来表现的。选用工业级乃至是军用级元器材,同时还要加大要害元器材的冗余度,以增强体系的抗冲击才能。在生产工艺上,对逻辑电路和通讯电路有更严厉的屏蔽维护措施。装备输入和输出阻隔变压器以增强体系的电气阻隔功能,选用12脉冲整流器技能,内置电池维护开关、输入和输出开关、静态和维修旁路开关等各种维护开关。以上种种都对工业UPS体系供给了高牢靠性的保证。别的工业UPS功率器材余量大,要害部件能够热替换使产品寿数极大延伸;可在40℃的环境温度下正常作业;多机并联完成冗余或增容,保证负载在各种状况下的供电安全;可接入两路独立的市电,习惯双电源供电体系;输入阻隔变压器和输出阻隔变压器能够完成UPS输入和输出的彻底电阻隔;逻辑电源均选用冗余规划;发电机形式下,兼容错相运转,均能进步工业UPS的寿数。

4 结束语

总上所述,轨迹交通职业地铁中应运用工业UPS。工业UPS就显性特色而言有四要素:

①可选配的高等级IP防护等级,习惯恶劣物理环境;

②高等级的抗扰度,习惯恶劣电气环境;

③工频变压器的电气阻隔,习惯工况负载冲击;

④高牢靠性,运用寿数长。

在使用环境方面,商业级UPS一般使用于IDC机房内,对温度、湿度、粉尘、腐蚀性气体有严厉的要求,不能用于严格场合,而工业级UPS则一般使用于高温高湿多粉尘或盐雾的场合;在牢靠性方面,商业级UPS规划寿数一般在5年左右,而工业级UPS则通过选用工业级乃至军用级器材、增大冗余度、强化工艺规划和进步安全性装备等技能,使产品寿数到达乃至超越20年。别的,在电气环境、负载特性、机械强度、电气阻隔、输入输出维护、通讯接口、旁路要求、附件挑选、IP防护等级和钣金要求等方面,商场对工业级UPS的要求均远高于商业级UPS。

注：文章内容和图片均来源于网络，只起到信息的传递，不是用于商业，如有侵权请联系删除！