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摘要：通信UPS电源系统主要为通信系统提供安全、稳定的电源，当外部市电发生中断或波动的情况下，仍能保证通信设备在一定时间内正常工作。文中主要介绍了通信UPS电源系统的组成及功能。
关键词：地铁；通信；UPS电源
1、概述
近年来，随着经济和社会的不断发展，国内各大中城市地铁行业发展迅速，地铁已成为城市居民出行的主要交通方式之一。通信系统是地铁系统中运营指挥、服务乘客、企业管理和传递语音、图像、数据等信息的网络平台。通信系统正常情况下可以保证列车高效、安全运营，给乘客提供高质量的出行服务，在紧急情况下可以迅速转变为事故处理和防灾救援的指挥系统[1]。由于外部电网中接入了各种各样的负载，对电网造成了污染和干扰，影响了设备的正常运行。轻则数据丢失，严重时将会导致整个通信系统瘫痪。因此，为确保地铁通信安全畅通，必须设置不间断电源系统（Uninterrupted Power Supply,UPS），为通信系统提供安全、稳定的工作电源[2]。
2、系统组成及功能
根据通信设备配置情况，在控制中心、车站、车辆段、停车场配置UPS电源系统。UPS电源系统由UPS电源柜、智能交流配电屏、电源监控系统以及蓄电池设备等组成。UPS电源系统构成如图1所示。
为了节约能源和方便集中管理，通信UPS电源系统在为通信设备供电的同时，也为其他弱电系统（如：综合监控、BAS、AFC等）进行供电。UPS后备供电时间根据不同专业按30分钟～120分钟设计。
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图1 UPS电源系统构成图
2.1 UPS
UPS电源柜是不间断电源系统中最核心的设备，由整流器、逆变器、静态开关、监控模块、维修旁路开关等组成。在市电正常供电时，首先交流电经过整流器进行调整后变为直流电，并消除电压不稳现象，然后直流电既向蓄电池组供电又向逆变器供电，逆变器把直流电变换成稳定的纯净交流电供给负载。当市电电压降低或中断时，UPS 将从市电供电状态转换到电池后备供电状态，在此状态下，电池通过逆变器提供稳定交流电给负载。当市电电压恢复到正常水平时，UPS将再度调节电力并通过整流器、逆变器供给负载，同时对电池充电。在整个过程中，从正常市电转换到电池后备状态没有任何转换时间，负载工作完全不中断。
此外，当UPS出现故障时，系统会自动切换至旁路状态，由市电经过旁路开关给负载供电，整个过程不断电，为负载提供稳定可靠电源，实现通信设备的连续正常工作。需要对UPS电源或蓄电池进行检修时，可以通过闭合手动维修旁路开关，并断开UPS内部主路、旁路输入电源以及蓄电池开关，将负载转为维修旁路供电，以实现UPS的不停电维护。
2.2 智能交流配电屏
智能交流配电屏为控制中心、车站、车辆段、停车场的通信系统和其他弱电系统（如：综合监控、BAS、AFC等）提供UPS输入配电，可实现在停电期间对不同负载进行分时供电。分时供电时间按30分钟～120分钟设计，不同系统具有不同的分时供电时间，其中通信系统2小时,综合监控1小时,BAS系统30分钟,AFC系统30分钟。
2.3 电源监控系统
电源监控系统采用二级结构，在控制中心设置一套电源监控中心，各机房内电源系统RS232、RS485信号经串口服务器，并通过10/100M传输网络与电源监控中心相连。设备维护人员为每套电源系统的串口服务器分配一个IP地址，监控中心监控终端和工业控制主机各分配一个IP地址。任一站内计算机均应PING通其它各站串口服务器，以确保可监控所有在线电源设备。
通过监控中心可以对各点位UPS输入输出电压、电流，电池放电的后备时间，UPS工作状态（逆变、旁路、故障等）以及工组温度等信息进行实时监控，一旦发现异常情况，立即发出警报信息，主界面的信息区中对应报警信息为红色。
所有异常信息都会在本地UPS主机上进行记录，并上传至控制中心的电源监控中心，便于后期故障分析、处理。
2.3 开关电源
开关电源主要为通信系统的传输设备、无线设备、电话交换机等提供质量稳定、良好的直流电源。直流配电输出单元将整流器输出端接入配电装置输入端，并输出至相关通信设备。开关电源采用输出电压软启动方式，所有插板和模块均允许带电插拔。开关电源具有对蓄电池限流充电、过放电保护，在线监测电池容量和强制蓄电池退出等功能。
2.4 蓄电池
在控制中心、车站、车辆段、停车场，为每套UPS电源配置一套阀控式全密封免维护蓄电池。根据负载对后备时间的要求，以及每节蓄电池容量的大小，配置蓄电池数量以满足后备时间的需求。
3、系统接地要求
地铁UPS电源系统通常采用联合接地方式，在控制中心、车站、车辆段、停车场通信机械室内均设置地线盘。整个机壳必须有效连为一个地电位，且自地线盘处测的接地电阻值应≦1Ω。为保证系统接地性能良好，应定期对设备接地电阻进行测量，如果发现锈蚀、松动的地线，应及时进行禁锢或更换。
4、结语
通信系统对保障地铁安全运营、提高服务质量具有重要作用，UPS电源系统在通信系统中的作用极为重要，它的正常运行是通信系统良好、稳定运行的关键所在。因此，设备维护人员应当提高自身能力，科学使用与维护UPS电源系统，使其经常处于良好的工作状态。
参考文献
[1]城市轨道交通UPS集中供电系统技术与应用探讨[J], 电气时代,2018,7，69~74.
[2]地铁UPS电源集中委外维保模式研究[J],通信电源技术,2019,36(9),214-217.