城市軌道交通車站內(nèi)包含眾多的弱電設(shè)備系統(tǒng),，如通信、信號,、綜合監(jiān)控,、環(huán)境監(jiān)控、辦公自動化,、門禁,、自動售檢票、火災自動報警,、屏蔽門,、應急照明、變電所綜合自動化等這些系統(tǒng)負責地鐵車站的旅客運輸環(huán)境監(jiān)控,、信息傳遞和乘客導引等,，屬于重要或特別重要的一級負荷，需要可靠性很高的電源．以保證供電質(zhì)量和供電連續(xù)性,。
在以往的軌道交通工程中．車站各弱電系統(tǒng)分別配置自己的電源系統(tǒng),，存在設(shè)備重復配置、利用率低,，占地面積大,，經(jīng)濟上不合理等缺點。在運營維護中,，各系統(tǒng)基本沒有專業(yè)的電源維護人員,，造成實質(zhì)上的電源系統(tǒng)維護少或維護不當?shù)臓顩r導致蓄電池容量降低，不能達到備用時間要求,。國內(nèi)地鐵曾發(fā)生由于蓄電池的原因,，造成行車中斷的情況。
隨著電力電子設(shè)備制造工藝和應用技術(shù)的發(fā)展,，大容量電源系統(tǒng)和先進控制技術(shù)在通信和電力系統(tǒng)中成熟使用,，為軌道交通工程中實現(xiàn)對各個弱電電源系統(tǒng)的整合提供了有利條件。在中國已有的地鐵工程中,，如北京地鐵機場線工程中已經(jīng)就車站弱電系統(tǒng)電源整合進行了初步嘗試,。
車站電源系統(tǒng)整合目的和原則
車站電源整合目的
對各電源系統(tǒng)的蓄電池、裝置進行硬件整合和集中布置，便于電源系統(tǒng)的統(tǒng)一維護與管理,。通過集中布置減少設(shè)備用房面積,，降低車站土建工程造價。通過硬件整合減少設(shè)備重復配置．實現(xiàn)資源共享節(jié)省設(shè)備投資,。電源品牌統(tǒng)～選型,，便于設(shè)備招標。
車站UPS整合主要原則
車站整合主要應遵循以下原則
?。?）整合后的電源系統(tǒng)應滿足所有被電源整合的各系統(tǒng)對電源的技術(shù)要求,，保證各系統(tǒng)的可靠安全運行。
?。?）整合后的電源室應靠近弱電負荷中心布置,，以便于饋電電纜布局．減少線路壓降及線損，提高供電線路的安全可靠性,。
?。?）電源系統(tǒng)整合應根據(jù)被電源整合各系統(tǒng)的負載性質(zhì),、電源需求等技術(shù)要求統(tǒng)～考慮．以便進行的硬件配置,。
（4）電源整合應盡量減少不同系統(tǒng)間電源的相互影響,。
各弱電系統(tǒng)電源需求分析
各弱電系統(tǒng)負載類型及需求分析
?。?）通信系統(tǒng)。負載類型：傳輸,、無線,、公務(wù)電話、專用電話,、閉路電視,、廣播、時鐘等子系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備電源要求能連續(xù)供應AC220V電源,。
?。?）信號系統(tǒng)。負載類型：信號系統(tǒng)旅客信息系統(tǒng)等計算機,、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備．控制設(shè)備,；電源要求：能連續(xù)供應AC380/220V電源。
?。?）綜合監(jiān)控系統(tǒng)（含環(huán)境監(jiān)控,、門禁）。負載類型：計算機,、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,，環(huán)境監(jiān)控和門禁控制設(shè)備；電源要求：連續(xù)供應AC220V電源,。
?。?）自動售檢票系統(tǒng)（AFC）,。負載類型計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,，AFC終端設(shè)備．電源要求：能連續(xù)供應AC220V電源,。
（5）辦公自動化系統(tǒng),。負載類型：計算機,、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：電源要求能連續(xù)供應AC220V電源。
?。?）屏蔽門系統(tǒng),。負載類型屏蔽門控制、驅(qū)動設(shè)備等電源要求：控制設(shè)備需連續(xù)供應AC220V控制電源驅(qū)動設(shè)備需要DC110V驅(qū)動電源,。
?。?）火災自動報警系統(tǒng)。負載類型．計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,、報警控制器等電源要求需連續(xù)供應AC220V電源,。
（8）變電所直流輔助電源,。負載類型:裝置電源,、控制電源、電機電源,，電源要求能連續(xù)供應DC220V電源,。
（9）車站應急照明系統(tǒng),。負載類型．包括疏散照明和備用照明,，電源要求能連續(xù)供應AC220V電源。
UPS電源整合范圍分析
根據(jù)各弱電系統(tǒng)電源需求,、電源特點分析如下：
?。?）通信、信號,，綜合監(jiān)控（含環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控．門禁）辦公自動化系統(tǒng)自動售檢票,、火災自動報警主要為計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等容性負載，需AC380/220V電源,，適于采用電源進行供電,。
（2）屏蔽門系統(tǒng)的負載主要分布在站臺上,，且屏蔽門的驅(qū)動電機屬于電感性負載,，功率因數(shù)比較低，沖擊電流大若采用源整合系統(tǒng)供電，電會明顯影響電壓穩(wěn)定,，降低電源質(zhì)量,。因此，屏蔽門系統(tǒng)不適宜采用電源整合系統(tǒng)供電,，宜獨立設(shè)置后備電源,，不納入電源整合系統(tǒng)整合范圍。
?。?）變電所與車站弱電系統(tǒng)一般設(shè)置在車站兩端電源靠近各弱電系統(tǒng)負荷中心設(shè)置因此變電所負載距電源室的距離跨越整個車站,，供電線路迂回，線路壓降大,。故變電所操作電源宜獨立設(shè)置,。
（4）應急照明主要是電感性負載,，其負載分布在整個車站范圍內(nèi)且點多面廣,，供電線路迂回，因此應急照明系統(tǒng)不宜納入電源整合范圍,。
綜上所述．通信,、信號、綜合監(jiān)控（含環(huán)境監(jiān)控,、門禁）辦公自動化自動售檢票,、火災自動報警等系統(tǒng)納入電源整合范圍．即各系統(tǒng)共用一套電源,。
屏蔽門系統(tǒng),、變電所輔助電源應急照明由各個系統(tǒng)獨立設(shè)置后備電源，不納入電源整合范圍,。
電源整合系統(tǒng)構(gòu)成
地鐵中各弱電系統(tǒng)對電源的可靠性要求很高,電源斷電時會造成地鐵停運甚至人身傷害,帶來不可估計的損失,，因此各車站電源整合系統(tǒng)分別設(shè)置兩套電源裝置（含整流器、逆變器,、蓄電池）,、負載同步控制器、智能控制單元等,。電源整合系統(tǒng)的構(gòu)成見圖1,。
UPS電源整合系統(tǒng)硬件構(gòu)成
（1）電源及蓄電池設(shè)置,。設(shè)置兩套電源裝置,，在工程實施工程中，具體收集每一個設(shè)備的用電需求資料,，并由此計算出較精確的容量,。為確保能夠長期安全可靠的運行，推薦UPS的最大負載量一般為60％～80％UPS的額定輸出功率。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗,，典型地鐵車站各弱電系統(tǒng)的負載總量一般約為130kVA左右,，所以每套UPS的容量可選160kVA。
設(shè)置兩組蓄電池運行方式靈活,?？梢酝顺鲆唤M蓄電池組進行維護不影響運營．可靠性、可維護性高,。
?。?）負載同步控制器。當兩路UPS電源不同步時,，在轉(zhuǎn)換過程中可能造成負載電壓的擾動,、接通時電流過大而停機。如要在電源不同步時可靠地轉(zhuǎn)換．則必須增長間斷時間（一般為13ms）．這樣將對負載非常不利（計算機負載電源間斷時間不大于6ms）,。
設(shè)置負載同步控制器,，可保證兩套UPS電源裝置輸出的電壓幅值相同波形相同、頻率相同,，實現(xiàn)平穩(wěn)可靠地轉(zhuǎn)換,。
（3）智能控制單元,。智能控制單元負責控制管理UPS電源裝置蓄電池,，對UPS電源整合系統(tǒng)監(jiān)控信息上傳。
UPS電源整合系統(tǒng)運行方式
UPS電源整合系統(tǒng)分別從降壓所0.4V兩段母線引進一路AC380V電源作為兩套UPS裝置的輸入電源,。
正常工作時,，兩套UPS裝置冗余并機運行．共同分擔其負載電流向各用電系統(tǒng)提供AC380/220V不問斷電源每臺UPS單機容量能滿足系統(tǒng)總?cè)萘恳蟆２⒃O(shè)置智能控制單元,，負責按設(shè)定的時間依次切除各種負荷,。
其系統(tǒng)構(gòu)成示意圖如圖1所示。
在運行中,，如遇到某臺UPS出現(xiàn)故障時,，能通過選擇性操作自動將故障的UPS單機從UPS并機系統(tǒng)中脫離出來,系統(tǒng)仍能向它的負載提供具有高可利用率的高品質(zhì)電源,從而提高UPS供電系統(tǒng)的可靠性。
系統(tǒng)允許在UPS的逆變器電源供電的條件下,，對位于UPS并機系統(tǒng)中的另一臺UPS單機執(zhí)行“不帶電”的定期維護/故障檢修操作,，提高UPS供電系統(tǒng)的可維護性。
UPS電源整合注意事項
合理的,、定期的維護和保養(yǎng),，能降低設(shè)備故障率，提高設(shè)備的使用壽命保證電源系統(tǒng)的可用性,。UPS在使用一段時間后需要進行定期檢查包括檢查其外觀是否異常．有沒有比較難聞的氣體的味道等：UPS一直不停電,，蓄電池長期處于充電狀態(tài)電池活性變差,，因此UPS需要定期（一般一個月進行一次）的放電以保持電池活性。
進行電源系統(tǒng)集成后,，全線的電源系統(tǒng)獨立性強且與其他專業(yè)的接口分界清晰有條件設(shè)置電源維護部門,，配備專業(yè)技術(shù)人員實施維護和管理．避免錯誤的操作造成嚴重的設(shè)備損傷．降低設(shè)備可靠性和壽命。同時配置專業(yè)的維護,、檢修工具,，再配合以完善的維修、維護管理制度,，保證電源系統(tǒng)設(shè)備處在良好的運行狀態(tài)．使先進的電源系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻能發(fā)揮重要作用,。
綜上可知，城市軌道交通中弱電系統(tǒng)的UPS電源整合是適應軌道交通快速發(fā)展而出現(xiàn)的它對合理配置電源資源起到了較大的作用,，提高了軌道交通弱電系統(tǒng)的經(jīng)濟性,、安全性，并減小了維護量,。隨著軌道交通的快速發(fā)展,，UPS整合電源必將得到快速發(fā)展和廣泛應用。
