城市轨道交通信号UPS电源系统优化配置方案

城市轨道交通信号UPS电源系统优化配置方案摘要：近年来，我国的城市化进程有了很大进展，城市轨道交通工程建设越来越多。信号系统是城市轨道交通中的重要系统，为列车安全运行提供强有力保障，而电源设备则需要持续给信号系统供电，以实现信号系统安全、稳定、可持续工作。本文针对城市轨道交通信号电源设备运行时存在故障频发状况，首先分析了UPS电源电池不采用锂电池的原理，其次探讨了UPS配置方案及优化改造，从而提高对信号设备供电的安全性与可靠性。关键词：城市轨道交通；信号系统；电源设备；优化改造信号系统作为保障城轨运输安全效率、提升系统自动化水平、降低系统能耗的重要技术装备，在促进城轨绿色低碳发展方面具有重要作用。本文重点从层次化互联互通、一体化综合自动控制、基于车-车通信全自主运行、智能运维等方面开展研究与论述，总结了双碳战略驱动下我国城轨信号技术的创新实践和技术演进策略，以期为未来城轨信号技术发展提供参考和借鉴。1为什么UPS电源电池不采用锂电池为什么目前使用中的多数大中型UPS电源用的是铅酸蓄电池，而不是锂电池?由于锂电他与铅酸蓄电池特性不同，充电曲线和回路不同，充电原理与不同品牌电源、不同型号也有不同，UPS电源锂电池组板BMS。假如锂电池按铅酸蓄电池方式，以一个电压及容量存一个单元(12V100Ah)然后再按每个机房的电力需求进行并联组合，就会出现每个锂电池组BMS之间已存在的电压与电量不同，在充电或放电状态会产生保护状况，出现无法使用现象。另外，重要原因是因为锂电池的成本比铅酸蓄电池的高，用户难以承受。考虑使用成本，应用范围不广。目前市场上锂电池UPS大多数应用在一些性能要求比较高的特殊行业，主流还是使用铅酸蓄电池的UPS,锂电池要比传统铅酸蓄电池贵2~3倍。铅酸蓄电池除了价格优势，其稳定性强，容量大，性价比高，最核心因素是铅酸电池可以浮充。现在的多数主机是不支持锂电池的，锂电池UPS的市场份额占率比重非常小，厂家不想花费过多的人力物力去推广，所以导致市场上UPS电池更多采用铅酸蓄电池而不是锂电池。最核心原因是锂电池太贵，相比较而言，锂电池相对于铅酸蓄电池的技术优势在UPS应用中算不上“优势”,反而劣势却不少，因此优选低成本、技术成熟的铅酸蓄电池。2.1选择型号选配的型号、额定电压、额定容量和额定电流，适合匹配原蓄电池组。充分参照负载特性(阻性、感性、容性)及大小。铅酸蓄电池的实际可使用容量与放电电流大小、电压、内阻值、放电时间、温度、电池储存时间的长短、负载大小和性能等因素密切相关。品牌标称的寿命一般是指环境温度20°C的情况下。2.2技术的创造性与先进性通过检修人员日常分析微机监测数据就能及时发现PDKJ(关闭且锁紧状态)、PDQCJ(旁路切除状态)、KMJ(开门)、GMJ(关门)回路电压及KMJ和GMJ继电器状态存在的不良隐患，及时解决存在的问题，有效降低信号与站台门接口电路的故障，降低站台门接口电路故障对运营的影响。站台门设备发生故障时，通过分析判断，快速准确区分故障在哪个专业，便于快速应急处理。2.3基于车-车通信的全自主运行技术随着计算机、通信、人工智能技术与轨道交通信号技术结合日益紧密，近年来，基于车-车通信的全自主运行(AutonomousTrainControlSystem,ATCS)、虚拟编组新型列控技术研发成为国内外行业发展趋势。ATCS系统变革了当前CBTC系统普遍采用的以地面设备为核心，列车通过“车-地-车”信息交互模式实现移动闭塞的传统模式，采用以车载控制为中心的列车间隔和道岔/进路控制技术，取消传统联锁和区域控制系统，将列车间隔控制逻辑从控制中心分散到每个列车上，列车基于自身位置、前行列车的位置和运行环境态势等信息综合感知，通过高可信、低时延无线通信技术实现“车-车”直接数据交互，自主做出运行决策，自主控制列车间隔。2.4UPS、稳压器优化改造通过对现场信号电源系统的排查，发现稳压器输入开关跳闸，而稳压器的输出负载设备仅因失电无法工作。由UPS稳压器配置图及电源屏告警信息，可断定故障时稳压器输入开关跳闸导致稳压器输出停电，由于稳压器输出接电源屏输入，稳压器输出停电导致电源屏停电，最终导致电源屏输出全部失电。非设备集中站稳压器设置于UPS后，此项配置方案若稳压器发生故障，UPS主路、旁路、蓄电池供电均不可用。经过对UPS、稳压器工作性能分析，当UPS正常工作时，UPS能够起到稳频、稳压作用。仅在旁路工作模式时，输入的市电需要由稳压器确保能够输出稳定的交流电源。2.5智能运维技术在双碳目标驱动下，基于云平台、大数据及人工智能技术赋能的信号系统综合运维平台逐步得到应用，系统整合实现了设备监测自动化、数据分析智能化、应急处置网络化、生产管理综合化等核心功能。系统通过对运营环境，在线设备的状态、性能进行多层级(系统级、子系统级、设备级、模块及板卡级)的实时感知，将监测数据实时清洗、存储、解析，实时形成报警输出、健康趋势预测以及应急处置流程等运维指导建议，实现“数据驱动维保”。面向全系统模块、全业务流程、智能运维技术的广泛应用，推动信号系统维修模式由故障修向状态修转型升级，可在显著提升系统运维质量和故障处置效率的同时，持续降低系统全生命周期成本。2.6技术的创造性与先进性通过检修人员日常分析微机监测数据就能及时发现PDKJ(关闭且锁紧状态)、电器状态存在的不良隐患，及时解决存在的问题，有效降低信号与站台门接口电路的故障，降低站台门接口电路故障对运营的影响。站台门设备发生故障时，通过分析判断，快速准确区分故障在哪个专业，便于快速应急处理。2.7运行环境和巡检的意义因为UPS电源产生大量热能，需要配备专用精密空调，保持室内温度20~24℃为宜。设定好湿度，避免湿度过大，对线路板造成损坏。严禁在机房堆放无关物品，影响通风。无阳光直射，无腐蚀性物品和易燃物品，保持洁净。查看并配备好消防报警设施，包含电话、烟感、温感和干粉甲烷。巡检时注意自身安全，定时检查主机和环境温度及制冷设备的运转情况，还要查看主机面板显示的电压、电流和负载等参数。检查电池外壳是否变形和漏液以及接线端子有无故障报警。结语析了可能导致UPS故障的各底事件的类型及其故障率，最后利用故障树提供的路径计算出UPS的各项可靠性参数。并对所得结果进行比较和讨论。通过比较系统的可靠性参数，可以发现UPS并联方案和双母线方案可显著提升系统的可靠性。因此，在重要设施的UPS系统如轨道交通、航空、核电等行业中，建议配置冗余参考文献[1]左旭涛.城市轨道交通信号电源系统配置与功能分析[J].现代城市轨道交