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應(yīng)用設(shè)計

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臺達UPS地鐵弱電系統(tǒng)解決方案

臺達UPS地鐵弱電系統(tǒng)解決方案

2009/6/3 10:11:00

應(yīng) 用 摘 要

  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,系統(tǒng)一般由計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及自動化控制設(shè)備組成,用電為一級負荷,因此需要高可靠性的后備電源進行不間斷供電,以保證供電質(zhì)量和供電連續(xù)性。屏蔽門驅(qū)動電機、變電所直流操作以及部分通信設(shè)備分別用到DC110V、DC220V和DC-48V電源,一般由專門的直流電源獨立供電。應(yīng)急照明一般為交流感應(yīng)式的負載,分布在整個車站范圍內(nèi)漢陽科技版權(quán)所有,點多面廣,多采用EPS供電。剩余的通信、信號、電力監(jiān)控、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控、門禁、火災(zāi)報警、自動售檢票、乘客信息、屏蔽門網(wǎng)絡(luò)控制等系統(tǒng)均為計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等容性負載,需要AC380/220V電源,最適合采用UPS系統(tǒng)進行供電。由于地鐵運營環(huán)境及其設(shè)備的特殊性,一般要求提供電源的UPS系統(tǒng)滿足下列要求: 1.可靠性強塑料工業(yè)網(wǎng),能適應(yīng)地下運行環(huán)境,以確保車站各弱電系統(tǒng)設(shè)備全天候、穩(wěn)定、可靠地運行; 2.綠色環(huán)保,避免污染電力環(huán)境及自然環(huán)境; 3.安全性高,保護全面,不易造成人為設(shè)備故障moc.861ehcoaz.www,不會威脅人身安全; 4.便于近、遠端管理,有標(biāo)準的通訊接口及開放的通訊協(xié)議; 5.盡量采用集中式供電,綜合利用各種資源。目前,軌道交通UPS電源整合是一個發(fā)展趨勢,全國各地地鐵新建線路都在進行UPS整合工作SOOQ.cn版權(quán)所有,因為這樣更有利于資源的綜合利用,更有利于設(shè)備的專業(yè)化維護與管理,同時也有利于節(jié)省機房使用面積。

應(yīng) 用 領(lǐng) 域

  交通

  地鐵

方 案 內(nèi) 容

  根據(jù)地鐵應(yīng)用環(huán)境對UPS系統(tǒng)的具體要求,我們選用由臺達NT系列UPS(12P)、中達電通DCF126系列蓄電池和中達電通智能配電柜組成的雙電源輸入、雙母線架構(gòu)、共享電池組、負載分時供電的集中供電組合方案。

  該方案的系統(tǒng)示意圖如下:

 

 

 

  系統(tǒng)中的兩臺UPS容量相等,互為備份塑料工業(yè)網(wǎng)版權(quán)所有,彼此通過兩根相互冗余的通訊線相連,使它們的相位始終同步,確保后面的STS切換順暢。

該系統(tǒng)有下列特性符合地鐵應(yīng)用環(huán)境的需求:

  1.可靠性強,適應(yīng)地下運行環(huán)境。如:UPS耐溫、濕度范圍寬,抗外界干擾能力強nc.moc.enilnosmm.www,輸入電源的電壓和頻率范圍寬,輸出電力品質(zhì)高,全橋逆變加隔離變壓器對負載適應(yīng)性強,內(nèi)部重要線路冗余備份,容錯能力強www.IIAnews.com,單機MTBF高達30萬小時等。而雙母線架構(gòu)對負載又有了雙重保障。

  2.UPS低諧波,高效率,低輻射,低噪音等特性體現(xiàn)了綠色環(huán)保、對電力環(huán)境及自然環(huán)境污染少的特性。

  3.UPS符合CE、TUV、IEC等安全標(biāo)準,具有過溫、過載、短路、誤操作、電池漏夜等保護功能,并且有近、遠端的緊急關(guān)機功能GUIZHIDAO.com版權(quán)所有,安全可靠,不易造成人為設(shè)備故障和人身安全威脅。

  4.UPS配備大型中/英文圖形化LCD顯示,以及RS232、RS485、20選6的智能干接點以及供選購的SNMP、MODBUS卡等,并有開放的通訊協(xié)議提供,便于近、遠端監(jiān)控管理。對于本方案可將UPS監(jiān)控納入綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)造車網(wǎng),與綜合監(jiān)控系統(tǒng)FEP接口,實現(xiàn)對電源的統(tǒng)一監(jiān)控管理。

  5.本方案在每個站點配置一臺大功率的UPS集中供電,可使負載綜合利用電力資源。同時,共享電池組和分時供電的方式也是綜合利用資源的一個具體體現(xiàn)。

技 術(shù) 路 線

  UPS容量選擇

  由UPS集中供電的負載情況表可知,車站、車輛段、停車場和控制中心的負載量依次為:126KVA、103KVA、74KVA和126KVA。這些負載都是電腦性的SOOQ.cn版權(quán)所有,輸入功率因數(shù)一般為0.7,小于UPS的輸出功率因數(shù)0.8,選擇UPS容量時應(yīng)當(dāng)按VA值來計算。為了確保UPS長期安全可靠地運行,負載量一般設(shè)定在UPS額定容量的60%~80%。所以車站、車輛段、停車場和控制中心應(yīng)分別配置160KVA、160KVA、100KVA和160KVA的UPS,它們的負載量最大能達到單臺UPS的78%、64%、74%和78%moc.oadihziug.www,符合系統(tǒng)可靠性的要求。
電池配置計算

  本方案采用UPS共享電池組方案,并且市電停掉后要分時供電給負載。以車站為例:有40KVA的負載后備2小時, 46KVA的負載后備1小時, 40KVA的負載后備0.5小時。

  基于電池的放電特性,若采用分時間段(豎直分)計算法http://www.sooq.cn,結(jié)果會比實際的配置偏大;若采用分功率段(水平分)計算法,結(jié)果會比實際的配置偏小。這里采用分功率段(水平分)計算法計算http://www.guizhidao.com,然后再將結(jié)果進行修正。計算過程如下:

  P(W) 電池提供總功率 P(VA) 負載標(biāo)稱容量(VA)

  Pf 負載輸入功率因數(shù) η UPS逆變轉(zhuǎn)換效率

  Pnc 每只電池需要提供的功率 n UPS配置的電池數(shù)量

  N 單顆電池的cell數(shù)

  P(W)={P(VA)×Pf}/η

  Pnc=P(W)/(n×N)

  1.40KVA 2小時:

  P(VA)=40KVA 負載輸入功率因數(shù)Pf ≈0.7

  逆變器效率η=0.95 n = 29

  N = 6

  P(W)={P(VA)×Pf}/η

  = {40000×0.7}/0.95

  =29473.68(W)

  Pnc=P(W)/(n×N)

  =29473.68 /(29×6)

  = 169.39(W)

  根據(jù)中達電通電池的恒功率放電特性表可得出2小時放電時間,1.75V截止電壓下MMSonline.com.cn版權(quán)所有, DCF126-12/100型號的電池能提供68.4W的功率, 169.39/68.4=2.48組.

  2.46KVA 1小時:

  P(VA)=46KVA 負載輸入功率因數(shù)Pf ≈0.7

  逆變器效率η=0.95 n = 29

  N = 6

  P(W)={P(VA)×Pf}/η

  = {46000×0.7}/0.95

  =33894.74(W)

  Pnc=P(W)/(n×N)

  =33894.74 /(29×6)

  = 194.80(W)

  根據(jù)中達電通電池的恒功率放電特性表可得出1小時放電時間http://www.zaoche168.com,1.75V截止電壓下, DCF126-12/100型號的電池能提供112.2W的功率工業(yè)自動化網(wǎng)版權(quán)所有,194.80/112.2=1.74組.

  3.40KVA 0.5小時:

  P(VA)=40KVA 負載輸入功率因數(shù)Pf ≈0.7

  逆變器效率η=0.95 n = 29

  N = 6

  P(W)={P(VA)×Pf}/η

  = {40000×0.7}/0.95

  =29473.68(W)

  Pnc=P(W)/(n×N)

  =29473.68 /(29×6)

  = 169.39(W)

  根據(jù)中達電通電池的恒功率放電特性表可得出0.5小時放電時間,1.75V截止電壓下http://www.sooq.cn, DCF126-12/100型號的電池能提供181.3W的功率, 169.39/181.3

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