大连地铁专用通信电源系统浅析

【摘要】 通信电源系统主要的作用是提供控制中心、车站、车辆段通信设备高可靠性及高质量的电源，当主电源中断或发生波动的情况下，通信设备在规定时间内仍能正常工作。本文以大连地铁1、2号线工程为例，详细阐述专用通信电源系统的应用情况以及UPS在电源系统中的核心地位。

【关键词】 电源系统 UPS 高频开关电源 交流配电柜 蓄电池

一、概述

大连地铁工程为地铁1、2号线工程，线路全长64.9km，48个地下车站（大连北站站、西安路站为1、2号线换乘站）、1个控制中心（1、2号线共用）、2个车辆段、1个停车场、3个主变电所。电源系统在城市轨道交通通信系统中作用极为重要，它是通信各子系统设备正常工作的保障。大连地铁1、2号线专用通信电源系统承担全线范围内所有车站、车辆段、控制中心专用通信设备以及控制中心的信号、AFC、FAS、BAS、SCADA系统的统一供电。并能对通信系统提供一定的后备时间。控制中心网管系统可对全线各处的通信电源设备统一管理、集中维护。

二、系统功能

大连地铁1、2号线专用通信电源系统其功能如下：1、对专用通信系统、AFC、FAS、BAS、SCADA系統等设备不间断、无瞬变地供电，所输出的电源质量满足相关设备的要求。2、车站、车辆段电源系统为专用通信供电。控制中心电源系统为专用通信系统、信号系统、AFC、FAS、BAS、SCADA系统供电，当主电源故障（中断或发生超限波动）的情况下，提供分时段的后备保障电源。3、电源系统配置-48V开关电源及电池组，当主电源故障（中断或发生超限波动）的情况下，为传输设备、电话交换机、部分无线设备等提供2小时的后备保障电源。4、电源系统设置电源集中监控系统，全线站点的通信电源设备将通过传输系统提供的信道实现集中维护管理。5、为专用通信系统用电设备提供B + C级防雷保护。

三、系统组成

大连地铁1、2号线专用通信电源系统由UPS、高频开关电源、交流配电柜、蓄电池、集中监控系统等组成。电源系统中最核心的设备就是UPS，UPS即不间断电源。

3.1 UPS

1、UPS组成。UPS由整流器、逆变器、静态开关、维修旁路开关和监控模块组成，当交流正常供电时，UPS可看成一台稳频稳压电源，输入电源既向蓄电池组充电又向逆变器供电，逆变器输出洁净的交流电源。市电中断时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器向负载供电。为保证通信设备在主电源中断或波动等情况下通信各子系统仍能可靠的工作。

2、UPS运行方案。本工程选取了艾默生的UL33系列UPS系统，根据实际情况，将UPS的运行分成控制中心并机方案和车站、车辆段、停车场单机方案。

a）控制中心并机方案（1、2号线合用UPS）。在南关岭控制中心由专用通信系统对UPS进行整合，为1、2号线专用通信、信号、AFC、FAS、BAS、SCADA系统统一供电。此方案采用由2台三进三出工频UPS构成“1+1”冗余并联设备。b）车站、车辆段、停车场单机方案

3、UPS系统的几种工作模式.正常工作模式：整流器将三相交流电转化为直流电，经逆变器后转为交流供给负载，主要起到稳定电流的作用。蓄电池工作模式：主电源供电中断，蓄电池由充电状态转为放电状态，经逆变器给负载供电。由于蓄电池放点的时间由实际设置的数量决定，所以，当主电源恢复供电前，电池有可能放电停止，这种情况下，逆变器将会停止运行；若主电源在蓄电池电未放尽前恢复供电，则蓄电池自动由放电状态转为充电状态。静态旁路工作模式：当逆变器的输出出现负载短路、过载、欠压、过压或故障时，系统会自动切断逆变器，转为静态旁路直接输出给负载。手动旁路模式：手动旁路模式通常是在维修时用到，首先手动合上旁路开关，将负载转向维修旁路直接供电，以实现对UPS不停电维护。此时，维修人员可对UPS柜内的设备进行维修。

3.2 开关电源

开关电源为传输设备、电话交换机、部分无线设备等通信设备提供质量良好的直流不间断电源。直流配电输出单元将整流器输出端接入配电装置的输入端进行分配，输出至有关通信设备。高频开关电源的工作方式采用输出电压软启动工作方式，所有模块和插板均可带电插拔。开关电源具备对蓄电池限流充电、过放电保护；具有电池容量在线监测、设置电池放电终止电压，并具有强制蓄电池退出功能；能够在网管中心对电池进行定期充放电维护。

3.3 交流配电屏

交流配电屏在控制中心、车站、车辆段为专用通信系统提供UPS输入输出配电。在控制中心可实现在停电期间对负载回路进行分时供电方式（2小时、1小时、0.5小时）：为专用通信系统后备时间2小时，信号系统后备时间0.5小时，AFC后备时间2小时，FAS后备时间1小时，BAS后备时间1小时，SCADA后备时间1小时的分时输出配电。

3.4蓄电池

大连地铁工程为每套UPS电源各配置了一套阀控式密封免维护电池，通信系统蓄电池通常提供给负载一定的后备时间，根据设备使用具体情况增加蓄电池以便达到后备时间的需求。

收刊地址：（116000）大连市西岗区沈阳路5号大连地铁运营有限公司 王平，电话：18641136827