專利名稱：地鐵弱電綜合ups并聯(lián)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于供電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種地鐵弱電綜合UPS并聯(lián)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，信息化建設(shè)也不斷加速，尤其是城市軌道交通的建設(shè)，已逐 步覆蓋城市主要區(qū)域。針對地鐵車站弱電系統(tǒng)UPS供電，容量越來越大，系統(tǒng)越來越智 能。地鐵弱電系統(tǒng)應(yīng)用在地鐵的車站、車輛段、停車場、控制中心等場所，包括通信、 信號、綜合監(jiān)控(電力監(jiān)控PSCADA、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控BAS、火災(zāi)自動報警FAS、門禁 ACS)、自動售檢票系統(tǒng)AFC、乘客信息系統(tǒng)PIS、屏蔽門、變電所直流操作、應(yīng)急照明 等部分。目前，地鐵弱電綜合UPS系統(tǒng)一般采用單機的集中供電系統(tǒng)，一旦UPS主機發(fā) 生故障，不能給地鐵電路系統(tǒng)供電，將導(dǎo)致地鐵不能正常運行，甚至癱瘓，嚴(yán)重影響交 通運輸。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種可靠性高的、并聯(lián)的地鐵弱電 綜合UPS系統(tǒng)。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下由雙電源切換箱、UPS主機、智 能配電屏和電池模塊組成；其中，雙電源切換箱，引接變電所的電源給UPS主機；UPS 主機，給電池模塊充電；智能配電屏，啟動UPS主機工作，監(jiān)控整個系統(tǒng)；電池模塊， 給系統(tǒng)負(fù)載供電。所述雙電源切換箱的輸出端電連接兩臺UPS主機，兩臺UPS主機統(tǒng)一 由智能配電屏監(jiān)控工作。進一步地，所述電池模塊還包括電池切換箱。所述電池模塊包括由兩組電池模塊并聯(lián)而成，當(dāng)一組電池模塊開路時，另一組 電池模塊仍能正常工作。所述智能配電屏設(shè)置有旁路開關(guān)，當(dāng)PLC程序控制器或負(fù)荷接觸器跳閘時，手 動實現(xiàn)供電。所述電池模塊由電池開關(guān)箱和蓄電池組成。UPS系統(tǒng)還包括用于監(jiān)控和診斷系統(tǒng)工作狀態(tài)的電源集中監(jiān)控模塊，所述電源 集中監(jiān)控系統(tǒng)包括通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控主機、監(jiān)控主機和監(jiān)控單元。所述電源集中監(jiān)控模塊由通訊網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控主機、監(jiān)控軟件和監(jiān)控單元組成；監(jiān) 控主機，監(jiān)控的主控制中心；監(jiān)控軟件，監(jiān)控UPS主機和智能配電屏的主要運行參數(shù)和 狀態(tài)；監(jiān)控單元，通過自身內(nèi)置的SIC卡將智能配電屏RS485接口輸出轉(zhuǎn)換為TCP/IP輸 出，并與UPS的SIC卡通過匯線品HUB將兩路TCP/IP信號匯接成為一根網(wǎng)線輸出至通 信網(wǎng)絡(luò)。所述監(jiān)控單元主要包括UPS單元、蓄電池單元、智能配電屏。
所述兩臺UPS主機并聯(lián)到并機板上，通過軟件對UPS主機設(shè)置對應(yīng)參數(shù)實現(xiàn)并 聯(lián)相互通訊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了并聯(lián)的弱電綜合UPS系統(tǒng)，工作時，兩臺UPS 各分配一半的電池容量，而當(dāng)其中一臺UPS故障時，全部電池組能為另一臺正常使用的 UPS系統(tǒng)供電。


圖1為本發(fā)明UPS并聯(lián)系統(tǒng)的電路原理方框圖。下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明進一步詳細(xì)描述。
具體實施例方式本發(fā)明由雙電源切換箱、UPS主機、智能配電屏、電池模塊和電源集中監(jiān)控模 塊組成，雙電源切換箱，弓丨接變電所的電源給UPS主機；UPS主機，給電池模塊充電； 智能配電屏，啟動UPS主機工作，監(jiān)控整個系統(tǒng)；電池模塊，給系統(tǒng)負(fù)載供電；電源 集中監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)控和診斷系統(tǒng)工作狀態(tài)。所述雙電源切換箱的輸出端電連接兩臺 UPS主機，兩臺UPS主機并聯(lián)到并機板上，通過軟件對UPS主機設(shè)置對應(yīng)參數(shù)實現(xiàn)并聯(lián) 相互通訊。兩臺UPS主機統(tǒng)一由智能配電屏監(jiān)控工作。電池模塊還包括電池切換箱。 電池模塊包括由兩組電池模塊并聯(lián)而成，當(dāng)一組電池模塊開路時，另一組電池模塊仍能 正常工作。智能配電屏設(shè)置有旁路開關(guān)，當(dāng)PLC程序控制器或負(fù)荷接觸器跳閘時，手動 實現(xiàn)供電。電池模塊由電池開關(guān)箱和蓄電池組成。所述電源集中監(jiān)控系統(tǒng)包括通信網(wǎng) 絡(luò)、監(jiān)控主機、監(jiān)控主機和監(jiān)控單元。電源集中監(jiān)控模塊由通訊網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控主機、監(jiān)控 軟件和監(jiān)控單元組成；監(jiān)控主機，監(jiān)控的主控制中心；監(jiān)控軟件，監(jiān)控UPS主機和智能 配電屏的主要運行參數(shù)和狀態(tài)；監(jiān)控單元，通過自身內(nèi)置的SIC卡將智能配電屏RS485 接口輸出轉(zhuǎn)換為TCP/IP輸出，并與UPS的SIC卡通過匯線品HUB將兩路TCP/IP信號 匯接成為一根網(wǎng)線輸出至通信網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控單元主要包括UPS單元、蓄電池單元、智能配 電屏。本發(fā)明的工作原理如下考慮到弱電綜合UPS電源需為所有弱電系統(tǒng)供電，為 提高系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)UPS在信號設(shè)備集中車站及控制中心采用雙機并聯(lián)系統(tǒng)，而其 余站點可采用單機系統(tǒng)。當(dāng)采用UPS雙機并聯(lián)方式時，在正常工作時，兩臺UPS均分負(fù)載，在一臺UPS 故障時，另一臺UPS承擔(dān)全部系統(tǒng)負(fù)載，本系統(tǒng)的2臺UPS互為備份，并應(yīng)為0秒切換； 電池組按一套配置，兩臺UPS各分配一半電池的容量，當(dāng)一臺UPS故障時，全部電池組 能為另一臺正常使用的UPS電源供電。我司采用2臺UPS組成1+1直接并機冗余系統(tǒng)。并機系統(tǒng)采用全數(shù)字實時矢量 控制技術(shù)，通過共享并聯(lián)信號電纜、實時的負(fù)載均分調(diào)節(jié)和靈活的智能化控制實現(xiàn)。精 密負(fù)載在各種運行模式和條件下都受到最大可靠性和可用性的保護。并機方案直接并機方式。通過并機通信板和并機通信線(隨機標(biāo)配)，兩臺UPS進行并 機所必需的數(shù)據(jù)通信，使兩臺UPS的逆變輸出電壓幅度、頻率相同，相位一致，從而保
4證UPS系統(tǒng)的輸出一致。由于采用了先進的全數(shù)字實時并機調(diào)控通信技術(shù)，并機時保證 兩臺UPS之間的環(huán)流小于1A，負(fù)載不均衡度小于2%。設(shè)置方式將兩臺UPS的并機線連接到并機板上，通過軟件設(shè)置相關(guān)并機參數(shù)后既完成并 機。UPS并機系統(tǒng)特點1)并聯(lián)UPS的軟件和硬件與單機模式完全一致，并機系統(tǒng)的配置可通過參數(shù)設(shè) 置軟件實現(xiàn)。2)并機控制電纜形成閉環(huán)連接，為系統(tǒng)提供可靠性和冗余。雙母線控制電纜連 接在兩個母線的任兩個UPS單機之間。智能并機邏輯為用戶提供最大的靈活性。例如， 可按任意順序關(guān)閉或啟動并機系統(tǒng)中的各單機。可實現(xiàn)逆變供電模式和旁路模式之間的 無縫切換，并且可自動恢復(fù)；即過載消除后，系統(tǒng)會自動恢復(fù)至原來的運行模式。3)可通過各單機LCD查詢并機系統(tǒng)的總負(fù)載量。4)后臺監(jiān)控軟件選件可對各單機分別進行監(jiān)控，也可將整個并機系統(tǒng)視為一個 單機系統(tǒng)進行監(jiān)控。采用1+1并機的優(yōu)勢1+1的直接并機系統(tǒng)在安全性、可靠性、經(jīng)濟性等優(yōu)勢體現(xiàn)如下1.供電系統(tǒng)的可靠性高采用1+1并機的方案為UPS并機供電系統(tǒng)中可靠性最高的方案，其MTBF值為 單機的5.5倍。2.供電系統(tǒng)抗”輸出過載”的能力強從應(yīng)用技術(shù)的角度看，用戶應(yīng)盡量地選用最可靠的“1+1”型冗余供電系統(tǒng)， “1+1”并機系統(tǒng)的輸出功率“余量”為200%負(fù)載功率。3.環(huán)流問題1+1并機環(huán)流很小，均在控制范圍內(nèi)；另外內(nèi)置維修旁路，維護可以轉(zhuǎn)到維修 旁路，單機的維修或擴容均不會對負(fù)載產(chǎn)生影響。4.后期維護的成本對比模塊式UPS的價格比同等容量配置的并聯(lián)UPS系統(tǒng)的價格要高。模塊式UPS 后期維護的成本很昂貴，一出問題只能更換整個模塊。而并機UPS可以做到器件級的維 修，僅對問題小器件進行更換，有效降低用戶后期的使用成本。5.承重問題由于模塊式UPS的電池往往內(nèi)置在機架里，所以對地板的承重要求比較高，在 后續(xù)增加模塊時承重要求不斷提高，導(dǎo)致地板有可能重新更改來適應(yīng)新的高承重要求， 給用戶帶來投資增加。而1+1并機系統(tǒng)的電池和UPS是分開獨立放置的，對承重?zé)o明顯 要求，且兩者分開安放的安全性要高許多。6.應(yīng)用問題目前模塊式UPS在地鐵、電信、金融等高端用戶場合尚無規(guī)模運用，其產(chǎn)品本 身的性能和可靠性沒有得到市場的長期考驗和認(rèn)同。而UPS直接并機的可靠性和方案 已經(jīng)很成熟，在各行業(yè)、各地均廣泛使用并得到用戶的高度認(rèn)可，幾乎沒有任何技術(shù)風(fēng)
本發(fā)明考慮到弱電綜合UPS電源需為所有弱電系統(tǒng)供電，為提高系統(tǒng)的可靠 性，系統(tǒng)UPS在信號設(shè)備集中車站及控制中心采用雙機并聯(lián)，專為通信、信號、自動化 集成(包括火災(zāi)自動報警FAS、機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)BAS、門禁系統(tǒng))、自動售檢票等弱電 系統(tǒng)提供后備電源。
權(quán)利要求
1.一種地鐵弱電綜合UPS并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于由雙電源切換箱、UPS主機、智 能配電屏和電池模塊組成；其中，雙電源切換箱，引接變電所的電源給UPS主機；UPS主機，給電池模塊充電；智能配電屏，啟動UPS主機工作，監(jiān)控整個系統(tǒng)；電池模塊，給系統(tǒng)負(fù)載供電；所述雙電源切換箱的輸出端電連接兩臺UPS主機，兩臺UPS主機統(tǒng)一由智能配電屏 監(jiān)控工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPS并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述電池模塊還包括電池切換箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的UPS并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述電池模塊包括由兩組電 池模塊并聯(lián)而成，當(dāng)一組電池模塊開路時，另一組電池模塊仍能正常工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPS并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述智能配電屏設(shè)置有旁路 開關(guān)，當(dāng)PLC程序控制器或負(fù)荷接觸器跳閘時，手動實現(xiàn)供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPS并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述電池模塊由電池開關(guān)箱 和蓄電池組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPS并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，UPS系統(tǒng)還包括用于監(jiān)控和 診斷系統(tǒng)工作狀態(tài)的電源集中監(jiān)控模塊，所述電源集中監(jiān)控系統(tǒng)包括通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控主 機、監(jiān)控主機和監(jiān)控單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPS并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述電源集中監(jiān)控模塊由通 訊網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控主機、監(jiān)控軟件和監(jiān)控單元組成；監(jiān)控主機，監(jiān)控的主控制中心；監(jiān)控軟件，監(jiān)控UPS主機和智能配電屏的主要運行參數(shù)和狀態(tài)；監(jiān)控單元，通過自身內(nèi)置的SIC卡將智能配電屏RS485接口輸出轉(zhuǎn)換為TCP/IP輸 出，并與UPS的SIC卡通過匯線品HUB將兩路TCP/IP信號匯接成為一根網(wǎng)線輸出至通 信網(wǎng)絡(luò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的UPS并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控單元主要包括UPS 單元、蓄電池單元、智能配電屏。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPS并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述兩臺UPS主機并聯(lián)到并 機板上，通過軟件對UPS主機設(shè)置對應(yīng)參數(shù)實現(xiàn)并聯(lián)相互通訊。
全文摘要
本發(fā)明是一種地鐵弱電綜合UPS并聯(lián)系統(tǒng)，由雙電源切換箱、UPS主機、智能配電屏和電池模塊組成；其中，雙電源切換箱，引接變電所的電源給UPS主機；UPS主機，給電池模塊充電；智能配電屏，啟動UPS主機工作，監(jiān)控整個系統(tǒng)；電池模塊，給系統(tǒng)負(fù)載供電。雙電源切換箱的輸出端電連接兩臺UPS主機，兩臺UPS主機統(tǒng)一由智能配電屏監(jiān)控工作。工作時，兩臺UPS各分配一半的電池容量，而當(dāng)其中一臺UPS故障時，全部電池組能為另一臺正常使用的UPS系統(tǒng)供電，使地鐵弱電UPS系統(tǒng)不間斷工作。
文檔編號H02J9/06GK102025187SQ20101060452
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者吳國欽, 張勝華, 強泰山 申請人:深圳市華通電氣設(shè)備有限公司