摘要：当今社会经济的不断发展，促使城市轨道交通工程数量的不断增多。因此，信号系统作为城市轨道交通列车运行的指挥系统，为列车运营的安全性、舒适性以及准点性提供强有力的保障。从运营、安全角度考虑，信号系统的正常平稳运行远比其他系统重要。因此，为实现信号设备的持续、稳定运行，其电源系统需要提供稳定、安全以及优质的电能。

关键词：城市轨道交通；信号UPS电源；方案

引言

不间断电源设备（UPS）作为城市轨道交通设备系统的重要组成部分，可以持续进行高质量供电。集中UPS电源系统具有过载能力强、设备布置集中、占地面积小、利于运营管理和节能降耗、综合投资和维护成本低、技术优势显著等优点，被城市轨道交通广泛应用并已成为UPS电源系统的重要发展方向。论文对城市轨道交通集中UPS电源系统的设计方案和应用进行分析和总结。

1UPS电源的相关内容

UPS电源系统，是一个独立电源系统，可以看作是一个蓄电系统。其中包含了蓄电池、逆变器及其开关等设备。UPS电源在运行过程中，具有安全性，整体上来说比较稳定。以避免因电压不稳而造成的停电问题，能够为计算机信息系统提供不间断的运行电力。当前的UPS电源，可以分为三种类型：第一种类型是被动后备式。这种类型的UPS电源，在造价成本上并不高，价格偏低，结构不复杂，主要适用于家用计算机中；第二种类型是在线互动式。这种类型的UPS电源，结构简单，在安装和使用上都比较便捷，而且所需要花费的成本不高，若是出现故障，维修的费用也比较低。另外，其在稳定性上比较好，基本能够满足消费者的需求，但容易受到干扰；第三种类型是双变换式。这种类型的UPS电源，是最为常用的一种，其具有较好的性能，强大的功能，而且能够对系统中的数据记性备份。

2电源设备工作原理

电源设备的输入来自供电专业配置的两路独立的市电，经过信号配电盘，送至信号电源屏，再由内部的Y型切换装置，进行输入总配电。然后送至UPS，再经UPS输出到电源屏进行各路交/直流输出的分配和检测。电源系统不仅能提供列车自动控制（ATC）系统及其子系统计算机用的电源，还可以为信号机、转辙机、计轴、继电器、站间联系等设备提供电源。UPS电源系统供电单元通常采用

3种方案：第一种是单机UPS结合稳压器供电方案，其外电网的两路独立市电作为输入，经过电源屏切换单元切换后，送至UPS，再输入到稳压器，稳压器输出给各种负载单元，常用于非集中站、培训中心、试车线等站点。第二种是UPS并机方案，外电网两路独立的输入电源，经过电源屏切换单元切换后，分别送至两台UPS，再由UPS向电源屏供电，输出稳定纯净的电流。两台UPS分别设置两条独立的输出母线，两条母线通过交/直流电源模块输出给负载供电。常用于联锁设备集中站、车辆段信号设备室、控制中心等站点。第三种则是双UPS双母线方案，两路市电独立输入，经两套独立切换单元，分别向各主、备用电源模块及两台UPS供电。两路外电源通过两套进线的双电源切换装置，可进行手动、自动切换，两台UPS相互独立，任意一台UPS故障，不影响另一台正常工作，保证后端服务器负载供电始终正常输出。此项方案的供电稳定性最优，但涉及既有电源屏改造，实施难度大，施工周期长，因此目前苏州轨道交通2号线暂未使用此项方案。

3UPS电源系统设置方案

3.1系统整合范围

城市轨道交通设备系统负荷在车站及控制中心分布相对集中，可采用集中设置UPS方案，车辆段的停车场由于负荷分散，供电范围大，不适合设置集中UPS。根据地铁设备负荷分级和供电要求，专用通信系统设备、BAS设备、FAS设备同为一级负荷中特别重要负荷，须设置一套集中UPS，综合监控系统设备、门禁系统设备、AFC系统设备、PIS、供电可视化接地系统主机、环控柜等一级负荷采用另一套集中UPS电源系统供电。为保证信号系统设备的安全独立性、民用通信和公安通信系统设备的维护便利，宜各自设置UPS。变电所由于存在冲击负荷（随机5s），独立设置交直流一体化电源。屏蔽门系统主要为非线性负载，独立设置后备电源。应急照明系统对供电质量要求低，设置EPS供电。

3.2系统设置方案

国内城市轨道交通集中UPS电源系统常用方案有三种：UPS单机系统、并机冗余系统和并机双总线系统。（1）UPS单机系统。UPS单机系统方案由单UPS和单蓄电池组构成。当一路进线故障，由ATS切换到另一路进线电源供电。两路进线或整流器故障时由蓄电池组经逆变器供电，并通过分时下电功能满足各专业后备时间需求。当逆变器或智能控制单元故障则切换至静态旁路维持供电。单机系统结构简单，维护方便，可靠性低，电源系统故障影响面较大。深圳、南宁、长春、成都等城市轨道交通线路采用单机系统方案。（2）并机冗余系统。并机冗余系统方案采用双UPS和双蓄电池组，为避免压差形成环流，影响蓄电池寿命，两组蓄电池间不设开关，各自承担50%负载后备时间供电。并机冗余系统电源方案运行方式比较复杂，当一路进线故障，由ATS切换到另一路进线电源供电，两路进线电源均故障，由蓄电池组经逆变器供电；当其一UPS逆变器故障，由另一UPS承担全部负荷供电，若过载则切换到静态旁路；当其一UPS整流器故障，则故障UPS先通过蓄电池组放电，放电结束后，由另一UPS承担全部负荷供电，若过载则切换到静态旁路；当两台UPS逆变器均故障、两套智能控制单元均故障或其一UPS逆变器故障，另一UPS整流器故障时，切换至静态旁路维持供电；当UPS整流器均故障，则蓄电池组供电，放电结束切换至静态旁路维持供电。并机

冗余系统方案相对单机方案供电可靠、造价高。（3）并机双总线系统。并机双总线系统供电方案系统复杂，UPS相互独立，可靠性极高，造价高，适用于大型数据中心等关键场所。轨道交通行业中上海、广州部分地铁线路采用过此方式，运行方式与单机系统类似，详细过程不再赘述。

4UPS电源的应用效果

UPS电源新技术，在实际生活中的应用，起到了良好的效果。以轨道交通通信系统中的UPS电源应用为例。其为轨道交通通信系统，提供了不间断的电力，保障了通信系统的正常运行。应用UPS电源新技术，能够解决通信系统电池出现的停电现象，可延长电池的使用寿命，有效的控制好系统电池的环境温度。可对轨道交通通信系统实施远程控制和监督工作，确保UPS电源的正常运行，当其发生故障的时候，能及时发现，并且获取故障原因数据，以尽快处理和修复。这不仅加快了UPS电源的维修速度，还减少了运营成本，为轨道交通通信系统的正常运行提供了可靠保障。

结语

信号系统是保证城市轨道交通秩序井然的核心，是涉及行车安全的关键系统，在任何情况下，信号系统电源的可靠性都至关重要。与此同时，城市轨道交通土建造价与日俱增，在保障行车安全的前提下必须更加合理地配置资源。本文通过对苏州轨道交通2号线信号电源设备结构及属性功能的分析研究，分别针对单机型、并机型UPS以及UPS与稳压器的连接方式，提出信号UPS电源系统优化改造配置方案，配置高品质的电源设备，从而提高信号设备电源供电可靠性，确保现场信号电源设备稳定运行。各地城市轨道交通建设应综合考虑当地的实际情况，然后选择合适的信号供电方案，为日后的正常运行打下良好的基础。

参考文献

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