國外工程信號UPS供電方案的應用與探討

　　1UPS方案的提出

　　國外市郊電氣化鐵路工程全程共43km,11個車站。依據合同要求,各車站信號設備采用一路三相四線制交流電源經UPS供電,當市電停電時,電池組應保證延遲2h不間斷供電;當市電恢復時,自動轉為市電供電;電池組經8h充電應達到額定容量的90%以上。沈陽穩(wěn)壓電源供配電系統(tǒng)如圖1所示。

　　圖中UPS輸出側是信號電源屏,包括交流電源屏、直流電源屏、25Hz電源屏,按照一主一備用運行方式(為簡化起見,圖中未標出備用電源屏)。信號電源屏的功能是為不同電壓制式、不同電壓等級、不同工作頻率的信號設備提供可靠電源。信號電源屏電路結構中含有變壓器、整流器、分頻器、變阻器等線性元件和非線性元件。如何使UPS在各種設備條件下保證可靠供電,是設計方案的關鍵問題。

　　2確定UPS電源方案時的設計思想

　　首先,將國外工程的UPS電源與國內自閉供電電源做了如下比較(見表1)。

　　通過分析比較,明確了幾個觀點:

　　(1)技術先進

　　UPS方案要采用代表國際上世紀九十年代UPS最新技術的設備,要達到或接近有關國際標準。

　　(2)經濟合理

　　UPS方案要根據當?shù)貙嶋H情況,以滿足合同要求為目標,保證UPS在各種工作狀況下,對信號負荷的可靠用電,不得一味求高求全。

　　(3)投資控制

　　該工程是承包項目,工程費用是限定的,所以在滿足合同的條件下,選擇性價比高的設備。

　　(4)數(shù)據準確

　　弄清信號負荷的有關技術數(shù)據。對重要的信號設備,如三相電液轉轍機需要通過做試驗來掌握準確數(shù)據資料。

　　(5)信守合同

　　與各設備廠家簽定技術協(xié)議書作為合同附件,以確保設備質量。

　　3UPS方案實施

　　工程設計人員經過多方技術咨詢,查閱國內外大量相關資料,方案比較,確定該工程信號UPS供電方案如下:

　　3.1UPS主機采用三相在線式大容量UPS

　　其具有下述特點:

　　(1)輸入電壓允許在額定電壓±15%范圍內波動,輸出電壓穩(wěn)壓精度是額定電壓±1%。

　　(2)市電/電池之間切換時間不大于3ms(國內信號電源切換時間150ms),切換過程均能鎖相。

　　(3)UPS能承受150%過負載、持續(xù)1min的過載能力。

　　(4)UPS能承受100%三相不平衡負載,中性點電壓無漂移(低壓配電系統(tǒng)中負載不平衡度為25%)。

　　(5)當發(fā)生短路、長時間過載等異常情況時,能快速地保護UPS主機并發(fā)出報警音響,當事故解除自動恢復供電。

　　(6)先進的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),操作簡單,存貯信息量大。

　　3.2蓄電池組

　　針對當?shù)貧夂蚋邷馗稍?夏季室外溫度高達43℃的氣侯條件,選用國產堿性中倍率鎘鎳蓄電池組。

　　選擇理由

　　1)充放電特性好。除用標準充電電流外,還可以用較大電流(0.5CA)或較小電流(0.05CA)進行充電,并能耐過充或過放電。(2)溫度特性好。使用溫度范圍寬,可在-40℃～+45℃的環(huán)境溫度下使用。

　　由于國產電池的價格僅為國外電池的三分之一,僅此一項節(jié)約工程造價300萬元。經聯(lián)機試驗證明,鎘鎳電池的性能完全滿足合同要求。