一、 地铁需采用UPS供电的各功能系统介绍

目前，在轨道交通各机电系统中，其主电源需采用交流不间断电源UPS装置来保证正常运行的功能系统有：通信系统、信号系统、综合监控系统、BAS（Building automatic system设备环境监控系统）、AFC（Auto fare collection自动售检票系统）、PIS（Passenger information system乘客资讯显示系统）、屏蔽门系统等。一般来说，与此对应的是不同的功能系统在每个应用点都有不同的机房。而地铁应用点主要在车站、控制中心、车辆段。

二、 UPS在地铁各功能系统的应用现状

a) 通信系统：

在车站、控制中心和车辆段均设置UPS装置。

1、在车站设2套，一套为专用系统UPS，一套为公共设备系统UPS。其中的专用系统UPS负责为有线传输设备、交换机设备、无线设备等供电，容量15－20KVA。公共设备系统UPS负责为车站广播、时钟等设备供电，容量20-30kVA。因此一套通信系统中会有多台小容量UPS为不同设备供电，非常分散。

2、在控制中心设1套UPS为中央级设备供电，根据控制中心服务线路的数量确定UPS容量，一般30-60KVA。

3、在车辆段设置1套UPS为培训、维修及交换机等设备供电，一般6-10KVA。

b) 信号系统：

信号系统在车站、控制中心和车辆段均设置UPS装置。车站的信号系统为列车提供相关的控制、防护、运行等功能，采用UPS供电容量较大，约20KVA，控制中心和车辆段UPS装置容量为5-10KVA。

c) 综合监控系统：

在车站、控制中心、车辆段等处均设置UPS装置。

1、在车站主控设备房设置1套容量10-20KVA的UPS，为车站主控设备房和车站控制室内车站级主控系统主要设备（计算机系统等）供电。其它例如环控电控室（环控设备如FAS系统、给排水、风阀等设备的电力控制室）设置容量1-10KVA的UPS

2、在控制中心设置1套容量20-40 KVA的UPS，为综合监控系统设备供电。另设置1套容量20-40 KVA的UPS专为大屏幕（OPS）设备供电，如某地铁的大屏幕采用81个投影单元，屏幕尺寸达到37×3m，显示分辨率为27638×2304，可任意位置、任意大小调整相关屏幕，全屏刷新时间<3s
3、在车辆段主控设备房设置1套容量10-20KVA的UPS，供车辆段主控设备房内主控系统设备使用。在其它设备室配置容量1-10KVA的UPS

d) BAS、PIS、AFC系统：

在车站设置以上系统的UPS装置，在车辆段主要设置BAS的UPS装置。

1、在车站BAS系统主要设置1套容量10KVA的UPS， 在PIS系统主要设置1套容量20-30KVA的UPS，在AFC系统主要设置1套容量10-20KVA的UPS

2、在车辆段BAS系统主要设置1套容量10KVA的UPS

e) 屏蔽门系统：

在车站屏蔽门控制室设置一套UPS装置，容量10-30KVA，后备时间满足本车站站台所有屏蔽门/安全门开/关门的要求。

以上UPS容量仅作参考，实际应用过程中会根据地铁线路的长短、工程容量及设计的不同分类进行相应的调整。

目前综合来看，UPS在城市轨道中的使用大部分是一种分散供电的使用状况。这种状况的原因如下：

1、建设中的系统总包导致的条块分离。目前在城市轨道系统的建设中，基本采用的是按照不同的分系统做分系统总包的方式，诸如通信的总包，信号的总包等等。电源的包就分散在每一个系统的总包之中。

2、使用的习惯的问题，长期以来电源建设习惯就是和主设备分别挂靠。

三、 UPS在地铁供电系统的应用趋势及UPS供电方案的分类

分散供电可靠性较低，而在地铁的不间断供电系统中，综合监控、BAS、PIS、AFC、FAS、列车安防等弱电系统的负载非常重要，如果UPS、电池或内部模块系统等出现故障，会造成断电、运输中断等重大问题。

因此目前在新建设的地铁供电系统中采用集中供电方式已经渐渐成为趋势，即为以上各系统进行集中供电或为一个系统的各个分散负载进行集中供电，集中供电的优势如下：

1、集中供电整体成本比分散供电低，随着UPS容量的增加其单位容量的成本是降低的

2、集中供电的可靠性远远大于分散供电，大容量UPS的可靠性高于中小容量UPS

3、集中供电便于安装、维护和管理

在集中供电系统中，UPS系统有着不同的组网方式，可靠性从低到高，一般可分为：单机供电系统、两台UPS组成的串联热备份系统、多台UPS组成的直接并机系统、多机UPS组成的双母线供电系统等。

以下是摘自TIA---942的不同负载保护等级的分类表：

鉴于地铁系统的重要性和特殊性，艾默生推荐为地铁行业用户提供等级3和4的高可靠性UPS供电方案，即1+1冗余并机和双母线供电系统解决方案。

UPS在地铁系统的应用趋势逐渐向集中供电方向发展，如将多台小容量UPS供电的通信系统变为由2台中大容量UPS1+1冗余并机的供电方式。另外在广东、四川等新上地铁线路中，还将车站、控制中心和车辆段的多个系统相应集中起来由多套冗余并机或双母线方式的UPS系统来进行供电，从而大大提高了整个地铁供电系统的可靠性。

四、 艾默生为地铁行业提供的UPS应用方案分析

广东某地铁通信系统采用艾默生2台UL33 60KVA 1+1冗余并机系统，对通信系统的设备进行供电。

配置方案：

电池根据后备时间的要求进行相应的配置。

以下为供电系统结构拓扑图：

方案要点分析：

地铁通信系统是提供地铁行车指挥、运营管理、行政办公等有关部门和有关工作人员使用的通信设施。为了确保通信系统的重要负载不会因为UPS、电池、内部模块系统等的故障造成断电等问题，在现有技术条件下，采用“1+1”型UPS冗余并机供电系统是消除这些故障的最佳供电方案，可以达到IEC等级3的标准。

采用1＋1冗余并机供电系统为地铁通信系统中至关重要的负载提供高可靠性的供电系统，为获得“高可利用率”的电源供应奠定坚实的运行基础，该系统的高可靠性体现在以下方面：

1. 确保在有一台UPS出故障时，仍然能够为所有通信系统的重要负载提供不间断的高可靠的电源。

2. 冗余并机系统带来了负载用电的可靠性的显著提升，并使该类负载的供电可靠性达到99.999%甚至更高。

3．此种系统有着优秀的开放性和良好的前瞻性，系统以后的扩容和升级也会显得十分方便。在随着地铁行业用户业务的增长，对负载设备进行扩容时，只需对现有的并机系统进行扩容即可，而无需新建一套新的UPS供电系统，从而为客户节省相应的成本，并依然保持该供电系统的高可靠性。

伴随着近年来地铁建设的蓬勃发展和广阔前景，艾默生UPS供电系统也将会用更高质量的电源和更高可靠性的解决方案作地铁大发展的守护神，贡献出自己的一份力量！