李博
重庆市市政设计研究院有限公司 400000
摘要：在进行城市轨道交通工程建设时，会应用到各种类型的弱电设备，包含了多种子系统。例如通信、综合监控、办公自动化、变电所操作电源等弱电系统，都采用了UPS供电的形式。为了降低整体的建设成本，对资源进行有效的节约，为后期运营维护工作的开展，提供有效的支持。我国在进行城市轨道交通工程建设时，对传统的分散式UPS供电方式进行了改善和优化，逐渐采用了集中UPS供电的方式。本文就城市轨道交通弱电系统综合UPS供电设计进行相关的分析和探讨。
关键词：城市轨道交通；弱电系统；综合UPS供电设计；分析探讨
在我国现代经济不断发展的过程中，城市人口数量也在不断的增加，对交通提出了更高的要求。轨道交通已经成为我国居民出行常用的工具之一，要想保证城市轨道交通的运行安全，就要对供电电源进行精细化设计。因为一旦轨道交通在运行的过程中，供电电源存在异常，就会引发安全性事故问题。要对城市轨道交通中，重要弱电系统的供电形式进行专门的设计，实现连续的供电，提高电力能源的应用安全性和可靠性。要对传统分散式电源设计形式应用时，存在的各项缺陷进行有效的弥补[1]。
一、城市轨道交通弱电系统综合UPS供电设计措施
（一）选用合理的设置形式
目前在进行地铁工程建设时，主要存在通信和、综合监控以及火灾自动报警等弱电系统，这些系统都采用了UPS供电的形式，需要对其中一些重点系统的UPS进行整合设置。对于变电所的建设来说，用电负荷主要包含了交流的负载以及直流的负载。在进行直流电源应用时，正常情况下可以选用充电模块，将交流电转化为直流电，实现负载的供电，同时可以为蓄电池充电。当一路的交流电源失电时，可以自动切换到另一路的电源中，仍然选用充电模块，实现电力能源的供电，也可以同时为蓄电池充电。如果存在两路交流电源的失电，电池会出现放电等现象，实现负载的供电。变电所在进行用电系统建设的过程中，直流用电系统的建设，与UPS系统的建设存在一定的差异。直流自用电系统的蓄电池采用了非在线的运行方式，需要进行充电，才能保证蓄电池的正常使用。在区域内存在故障问题时，可以实现放电的功能。UPS采用了在线式的设计形式，主要输出为交流电，蓄电池在放电时，输出的直流电，需要经过逆变器设备的处理之后，将其转变为交流电输出到负载中。这两种电源输出形式有所不同，因此变电所在进行用电系统建设时，需要对系统进行独立设置，不能将其纳入到UPS整合系统的建设中[2]。
在进行应急照明系统建设时，主要由充电机和逆变器等装置组成。正常情况下蓄电池处于浮充的状态，可以实现交流电源的直接供电。如果存在市电消失的情况，蓄电池组与逆变器设备，可以同时输出交流电，满足消防的建设要求。用电照明电源装置的设置，需要经过消防部门的认证。在进行这项装置设计时，与UPS装置存在一定的差异之处。UPS系统属于在线式的不间断供电形式，应急照明电源装置选用了非在线式的供电形式。UPS作用于弱电系统中，对供电质量存在较高的要求，要通过逆变器设备进行电力能源的供应。应急照明电源装置是为消防设备提供电力能源的，需要经过消防的认证。这两种产品的系统结构和产品要求都存在较大的差异，因此不能对其进行整合应用[3]。
屏蔽门的门机驱动负荷，是通过电动机设备的负载实现的。门机开启时，会对其他用电系统产生一定程度的冲击。因为屏蔽门的开启比较频繁，因此不能将其与其他系统进行整合应用。其他类型的用电系统供电需求，存在一定的相同之处，因此可以对其进行整合应用。在进行综合UPS系统建设的过程中，可以将通信系统和综合监控系统、信号系统、环境与设备监控系统、火灾自动报警系统、门禁系统、自动售检票系统、屏蔽门控制系统、自动灭火系统进行整合应用[4]。
（二）制定针对性的系统设计方案
在对UPS系统进行整合应用之前，虽然各个系统独立设置UPS的建设形式，存在一定的缺陷。但是分散设置的UPS系统，不会对其他系统产生影响。如果其中一个弱电系统出现故障问题，不会对其他系统的正常运行产生不良影响，可以对运行风险进行有效的规避。在对系统进行整合之后，增加了运行的风险。一旦系统在运行期间出现故障问题，就会扩大影响范围，因此需要对系统进行优化设计，才能提高系统运行的安全性和稳定性。
目前在进行整合设计时，主要存在以下几种设计方案。单机单母线设计方案在应用时，选用了单台的UPS，为整合范围内的所有供电系统提供电力能源。这种设计方案在应用时，存在较多的优势，因为系统的结构设置比较简单，因此可以提高系统的运行效率。只需要设置一套电池组，就可以实现电力能源的供应，因此建设成本更低。但在进行电力能源供应时，无法提高供电可靠性[5]。
在进行双机双母线设计方案应用时，选用了两台UPS双母线双馈出回路，将其设置在用电的设备区域，并且配置电子切换开关等装置，可以提高电力能源的共有可靠性。这两台UPS装置，采用了电池组共用的建设形式，因此这种设计方案的建设成本比较高。在进行双机单母线1+1冗余设计方案应用时，选用了两台UPS设备，这两台设备互为备用。平时UPS设备各自负担一半的负载，如果一台UPS无法正常运行，另一台UPS可以承担100%的负载，两台UPS采用了共用电池组的建设形式。这项设计方案在应用时，可以提高供电的可靠性，且造价成本比较低[6]。
在对设计方案进行实践时可以发现，随着冗余系统中UPS单机数量的不断增加，系统的运行可靠性正在不断的下降。要想提高综合供电可靠性，在进行UPS设置时，可以选用1+1并机冗余的建设方式。无论是选用了双机双母线设计方案还是双机单母线1+1冗余设计方案，在进行系统建设时，都可以选用1+1并机冗余的建设形式，进一步提高系统的运行可靠性。双机双母线设计方案在应用的过程中，在用电负荷末端设置了sts静态转换装置。这项装置在使用时，可以为UPS的电源，提供自动切换系统。因此可以对这项设计方案进行大力的推广和使用，将其运用到城市轨道交通工程的建设中，可以从根本上提高工程的建设质量和效率，并且降低施工成本，为施工企业带来更多的综合效益[7]。
二、城市轨道交通弱电系统综合UPS供电设计优化措施
在整合范围内，各个用电系统的后备时间存在不同的需求。因此在进行电力能源供应的过程中，需要添加智能配电盘等设备，实现分时断电等功能。智能配电盘主要由人机界面、PLC、柜体等元器件组成。在进行UPS系统建设时，如果选用了电池的供电形式。智能配电盘可以利用PLC技术，按照不同的荷载需求，对不同后备延时要求进行针对性的处理，并且对各馈出回路进行分时断电。可以按照预置的后备时间，对各个弱电系统的负载进行自动切除。在进行智能配电盘系统建设的过程中，需要在面板区域设置手动的旁路开关。如果PLC在运行时，存在故障问题或者任何负荷接触器存在跳闸故障问题，可以通过手动的作业形式，实现负载的连续供电[8]。
在对其进行设计的过程中，需要根据各个弱电系统的供电需求，对UPS系统的功能进行改善和优化，确保UPS供电系统在运行时，能够发挥更大的作用。还要选用更加先进的智能配电盘，提高智能配电盘的运行水平，为UPS供电系统的高效运行，奠定良好的基础。要对市场上一些比较先进的技术和设备进行重点关注，将其应用到UPS系统的建设中。通过对UPS功能进行持续的完善，使其在使用的过程中，能够满足城市轨道交通弱电系统的电力能源应用需求。
结语：综上所述，在进行城市轨道交通系统建设的过程中，采用综合UPS集中供电的设计形式，可以对重要的弱电系统进行整合应用，降低整体投资成本。且后期维护工作在开展时，作业难度比较低，也可以对现有的资源进行有效的节约。随着UPS应用质量的不断提高，这项技术的应用优势变得更加明显。目前我国大多数城市轨道交通中，都已经建设了综合UPS系统，并且对系统的功能进行了完善。系统在运行的过程中，能够发挥更大的作用，可以促进城市轨道交通运输行业进行可持续发展。
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