1 地铁及轨道交通用UPS供电系统的典型

　　运行特性

　　随着我国国民经济的持续增长、经济实力的不断增强以及国家对交通事业的巨额投入,我国的城市轨道交通呈现出高速增长的发展趋势。地铁和轨道交通系统具有安全、高速和运量大的明显优势。为了解决长期困扰城市交通中“出行难”的问题。近年来,在许多大城市都在建造各自的地铁和轨道交通系统。据悉,我国计划将在22个城市新建79条地铁。如果再加上“正在建和已建成”的地铁线,我国即将拥有的地铁及轨道交通的总数将达158条,总长度约4180公里。为了确保这些地铁及轨道交通系统能高效、安全、可靠地运营,向他们提供具有高可靠性和高可用性的UPS供电系统是其必不可少的基础性的运营条件。地铁系统用的典型供电系统控制框图如图1所示。它是由如下几大部分组成的:

　　(1)直流高压供电系统

　　来自两个变电所的两路10kV高压输入电源,经由ATS-1开关(自动切换开关)及其配套的输入配电柜+高压直流电源所共同组成的供电系统,由它向地铁及轨道交通用的载客机车提供750V/1000V的直流高压驱动电源。

　　(2)380V交流供电系统

　　负责向地铁及轨道交通用的铁轨“转辙机”提供驱动电源。

　　(3)变电所采用的直流操作电源供电系统

　　变电所采用的是直流UPS供电系统。380V交流电经由“N+1”个220V直流高压型的高频开关电源所组成的冗余式充电电源模块+蓄电池组+馈线空气开关+直流母线调压装置(典型的电压调节范围为85%～110%的额定电压)+绝缘监测装置+智能监控单元等来共同组成的220V直流供电系统。由它向位于10kV变电所中的断路器的控制、保护、测量及监视系统,动力变压器的温控系统及牵引变压器的温控系统、控制信号盘,上网隔离开关电机及上网隔离开关控制系统和变电所的控制信号盘等调控设备提供220V的直流电源。其典型配置为直流220V/20A,蓄电池组的后备供电时间为10～15min左右。

　　(4)应急照明系统

　　根据用户不同的设计思路,可采用由两路市电+AST开关的直接带载驱动方案。两路市电+AST开关+EPS或按ECO模式运行的UPS供电系统来承担照明所需的供电任务。在此需说明的是:如果用户选用的是高效、高照度、射程远的金卤灯照明系统的话,则应选用“场馆专用”型UPS产品,以确保金卤灯照明系统的安全运行。其原因是:在金卤灯照明系统的运行中,如果输入电源因故发生“闪断”故障的持续时间超过4～5ms时，就会导致金卤灯发生熄灯10min以上的严重事故。相关的运行实践表明：由于传统的UPS存在因谐波电流谐振而导致逆变器自动关机的故障隐患，以及由于EPS同时存在因“谐波电流谐振”而导致其逆变器“自动关机”和市电供电←→ 逆变器供电的切换时间长达几十毫秒的故障隐患的缘故。因此，普通的UPS和EPS均无法确保金卤灯照明系统的安全运行。