轨道交通屏蔽门电源系统解决方案

轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 微机控制不间断电源 轨道交通屏蔽门 安全门系列 一体化解决方案 深圳市科皓信息技术有限公司 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 目 录 第一部分 概述 3 1 屏蔽门市场分析 4 2 屏蔽门集成商的情况 6 3 竞争对手分析 7 4 应对策略及优劣势分析 8 第二部分 微机控制不间断电源解决方案 10 一 说明 10 二 使用条件 10 三 系统构成 11 1 系统原理 11 2 驱动部分工作原理 13 3 控制部分工作原理 14 4 主要技术指标 15 5 各单元工作原理 17 6 监控系统 22 第三部分 系统配置 23 第四部分 应用案例 25 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 第一部分 第一部分 概述概述 城市化进程加速 机动车数量增加迅猛 导致交通拥堵 我国私人汽车拥 有量由 1985 年的 28 5 万辆 激增至 2008 年的 3501 万辆 按照国际大都市汽 车保有量饱和标准 300 万 400 万辆来看 北京 上海等大城市的汽车保有量已 经逼近饱和 北京人口已达 1700 万 机动车总量突破 350 万辆 缓解城市交通 拥堵 发展轨道交通是根本出路 在世界主要大城市中 轨道交通运输量占公交运量的 50 以上 有些甚至 达 70 以上 巴黎 1000 万人口 年客运量 12 亿人次 轨道交通承担 70 的公 交运量 这一比例在莫斯科是 55 伦敦共有 9 条地铁线 总长 500 公里 日 运 300 万人次 能满足 40 的出行人员的需要 日本东京大都市圈现有 280 多 公里地铁线 轨道交通系统每天运送旅客 3000 多万人次 承担全部客运量的 86 中国的地铁始建于 1965 年 当时新中国为了战备考虑 修建中国第一条地 下铁道北京地铁 1969 年 10 月北京地铁第一期工程投入试运营 迄今为止 已有 10 个城市开通了 31 条城市轨道交通线 目前 已建有城市轨道交通的城 市有 北京 天津 香港 上海 广州 南京 深圳 武汉 成都 重庆等城 市 运营里程达到 835 5 公里 国务院批准地铁建设有 3 项指标 城市人口超 300 万 GDP 超 1000 亿元 地方财政一般预算收入超 100 亿元 国家发改委基础产业司司长王庆云指出 目前全国有近 50 个城市达标 我国轨道交通建设未来发展有着巨大潜力 我国城市轨道交通建设速度迅猛 在早些时候召开的 2009 北京国际城市轨 道交通展览会上 根据中国各城市轨道交通发展规划图显示 至 2016 年我国将 新建轨道交通线路 89 条 总建设里程为 2500 公里 投资规模达 9937 3 亿元 中国已成为世界最大的城市轨道交通建设市场 轨道交通建设市场广阔 近万 亿元的商机 备受海内外轨道交通制造企业的青睐 纷纷抢占市场份额 我国作为世界最大的城市轨道交通建设市场 在未来的发展中 实现轨道 交通设备国产化显得尤为重要 我国明确提出 城市轨道交通项目 全部轨道 车辆和机电设备的平均国产化率要确保不低于 70 在同等质量情况下优先国 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 产 对国内企业存在莫大优势 1 1 屏蔽门市场分析屏蔽门市场分析 地铁屏蔽门系统是现代化地铁工程的必备设施 是一项集建筑 机械 材 料 电子和信息等学科与一体的高科技产品 使用于地铁站台 它沿地铁站台 边缘设置 将列车与地铁站台候车室隔离 通过控制系统控制其自动开启 地 铁安装屏蔽门系统 不仅可以防止乘客跌落或跳下轨道而发生危险 让乘客安 全 舒适地乘坐地铁 而且屏蔽门系统作为一种高科技产品所具有的节能 环 保 安全和美观等功能 减少了站台区与轨行区之间冷热气流的交换 降低了 环控系统的运营能耗 从而节约了营运成本 国内第一条安装地铁屏蔽门的是广州地铁二号线 随后上海 深圳 天津 北京等城市的地铁也安装了地铁屏蔽门 随着地铁屏蔽门的普及 国内多家屏 蔽门生产企业也逐渐打破了其核心技术被国外几家企业垄断的局面 深圳方大 集团于 2006 年 4 月率先研发出了具有自主知识产权的国产化屏蔽门系统 通过 了国家评审 并且于 2007 年 3 月与深圳地铁签订了一号线续建工程地铁屏蔽门 系统的总承包合同 标志着我国的地铁屏蔽门产业已经进入世界先进行列 按照国家最新规定 新建地铁都必需有配置屏蔽门系统 前期已完成建设 但没有规划屏蔽门系统的地铁项目都逐步增加屏蔽门系统 地铁屏蔽门电源发展现状 地铁屏蔽门电源发展现状 1 1 下游厂商垄断 下游厂商垄断 在国内城市轨道交通屏蔽门市场 方大集团占有超过一半的市场份额 因此在 采购屏蔽门电源时具有主动权 形成买方市场的垄断 国内屏蔽门电源生产厂 商在更新产品的同时 还要不断在价格上做出让步 对企业长远发展不利 2 2 行业迅速发展 竞争逐渐加剧 行业迅速发展 竞争逐渐加剧 近年全球主要电源供应商纷纷把重点转向中国市场 在中国全面实现设计 生 产和经营本地化 开始对中国电源市场布局 它们将依靠产品高技术 良好的 稳定性和可靠性 同国内企业展开激烈竞争 抢占中国市场 3 3 原材料价格上涨 原材料价格上涨 由于近年来生产材料价格持续高位 铜等大宗金属原材料价格居高不下 原油 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 价格不断创出新高促使新能源产业对硅的需求猛增 导致电子元器件行业基本 生产要素价格不断上涨 对地铁屏蔽门电源行业造成间接的负面影响 地铁屏蔽门电源发展前景 地铁屏蔽门电源发展前景 1 技术要求多 地铁屏蔽门电源设备是一种技术含量高 知识面宽的产品 现今已广泛应 用到铁路和城市轨道交通领域 在信息时代 铁路和城市轨道交通行业迅猛地 发展 发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求 如节能 节电 节材 缩体 减重 防止污染 改善环境 可靠 安全等 2 注重产品可靠性 产品价格 性能指标 品牌效应及使用寿命一直是用户关心的问题 但产 品的可靠性尤为重要 国内外知名电源厂商都面对在进行价格 性能的竞争同 时更注重对产品可靠性的追求 3 未来市场规模迅速扩大 据方大集团预测 至 2010 年我国地铁屏蔽门市场容量至少 90 亿元 2008 年 2010 年我国城市轨道交通屏蔽门市场将会有较大规模增长 地铁屏蔽门电源竞争格局地铁屏蔽门电源竞争格局 汉鼎细分市场研究分析 汉鼎咨询是铁路 桥梁 公路细分产品市场的顶级 研究专家 目前 国内的地铁屏蔽门生产企业主要有深圳 XXXX 公司 深圳 XXXX 公司 北京 XXXX 公司和郑州 XXXX 公司等企业 地铁屏蔽门电源市场规模及发展趋势地铁屏蔽门电源市场规模及发展趋势 目前 中国城市轨道交通发展迅速 到 2006 年底 全国已开通城市轨道交 通的运营线路总长近 500 公里 根据中国城市轨道交通建设规划 到 2010 年 中国规划建设城市轨道交通约 500 至 600 公里 总投资约 1700 亿元 2010 2015 年间 中国规划建设的城市快速轨道交通项目总长度达 1700 公里 6000 多亿元投资将聚集在这一领域 其中 北京 广州的投资均将超过 500 亿元 上海更是高达 1400 多亿元 汉鼎细分市场研究分析 从 2006 年开始国城市轨道屏蔽门电源进入高速发 展阶段 2006 年城市轨道屏蔽门电源的市场规模为 1800 万元 预计到 2010 年 将达到 13880 万元 根据我国城市轨道交通规划 未来 5 10 年是我国城市轨道交通高速发展 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 的时期 国家对交通安全的重视使城市轨道屏蔽门的需求大幅增加 屏蔽门电 源的需求也随之增加 当需求旺盛的时候 在这个时期行业内产能会随之扩张 快速扩张的产能 不会影响的到产品的利润 当需求和产能的差距渐渐缩小的时候 由于投资建 设相对于需求有一定程度的滞后性 需求和产能差距逐渐缩小的同时 新建产 能就已经有影响产品利润的可能 2 2 屏蔽门集成商的情况屏蔽门集成商的情况 在中国 屏蔽门集成商主要有深圳方大 广州西屋 法国的法维莱 世纪 瑞尔 松下电子 新加坡科技 格兰德 苏州凯拔 日本的纳博克 英国的威 斯汀豪斯 瑞士的卡巴 南京康尼 成都川仪等公司 目前国际比较知名的集 成商有深圳方大 广州西屋 法国法维莱 日本纳博克等公司 以上 4 家集成 商占有 80 以上的中国市场份额 以上绝大部分集成商 含方大 纳博克 康尼 法维莱等 的屏蔽门 安全 门系统都采用直流供电模式 并且都是在 110VC 左右 即使前端采用 UPS 供电 在屏蔽门驱动门机前面也会把 220V 的交流电再转换成直流电供驱动门机滑动 屏蔽门电源驱动部分采用直流方式供电模式已成趋势 根据官方统计 深圳方大集团于 2006 年 4 月率先研发出了具有自主知识产 权的国产化屏蔽门系统后 进入世界先进行列 届时 方大集成商已成为中国 第一 世界第三的屏蔽门 安全门系统集成商 在中国拥有主导优势 其在中国 主要项目有深圳地铁一号线 深圳地铁二号线 深圳地铁四号线 沈阳地铁一 号线 广州地铁一号线 广州地铁三号线 北京地铁五号线 上海地铁广中路 站 香港地铁南昌站 武汉地铁二号线 南京地铁一号线南延线 天津地铁一 号线等 3 3 竞争对手分析竞争对手分析 在国内城市轨道交通屏蔽门市场 业主采用低价中标的方式评标 致使集 成商商务竞争恶劣 导致报价越来越低 屏蔽门系统中标价格已不及原来的 50 集成商纷纷压制各分包商的价格 致使电源高端产品已很难生存 已有向中下 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 游产品发展的趋势 比如深圳的汇业达和中达电通等企业的产品 其产品在业 界都属于中下游性能 但是在价格方面却有着极大的优势 低价策略导致其在 市场占有率节节上升 对我司十分不利 深圳汇业达分析深圳汇业达分析 深圳汇业达公司成立于 1996 年 现其工厂在深圳观兰 其产品属于下游产 品 工厂规模小 产品性能一般 成立以来一直发展缓慢 2003 年凭借低价中 标天津地铁后 在运行及测试中产品频出缺陷 其全线模块基本换过 天津地 铁业主反应产品质量有严重缺陷 已明确天津后续线路不再采用其产品 但凭 借其价格的极大优势 导致集成商在竞争恶劣的状况下仍然采用其设备 故其 频频中标 至今已最少拥有 10 条地铁线屏蔽门系统的市场份额 致使其公司市 场占有率大大提升 市场占有率导致集成商也更倾向于该司产品 汇业达公司因其产品属于低端产品 成本相对高端产品大幅度下降 比如 成都地铁 2 号线屏蔽门项目 汇业达公司其一站成本不超过 9 W 报价 14W 利润超过 50 以上 而我司如采用艾默生高端产品投标 光成本就 13W 多 虽 然在技术方面我们有着极大的优势 在价格无法与其正面交锋 如果采用此方 案投标 即使以高出汇业达价格以 14 5 15W 中标我司也无利润空间 必需推 出新解决方案以应对市场发展趋势 由于其产品性能有缺陷和其高额利润的保证下 汇业达其每一个地铁项目 都有专人负责 专人驻守现场 响应时间极快 在工程实施 服务方面做得比 我司要好 还自动承担地铁维保 超出合同范围 工作 而我司采用的是高端产品 产品质量值得肯定 我司暂时也不会派专人进 驻现场 日常除设备故障外一般不会轻易到现场 相对于集成商项目现场实施 人员来说 其它公司都在做维保 而我司在维保方面不积极 间接影响我司服 务质量 4 4 应对策略及优劣势分析应对策略及优劣势分析 介于市场发展趋势 我司也相应推出相关解决方案以应对市场现况 方案一 购买艾默生核心元件至恒通公司组装 前期方案 方案一 购买艾默生核心元件至恒通公司组装 前期方案 优点 优点 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 艾默生属于国际知名品牌 工厂规模大 流水线作业 技术方案及技术实 力都是国际一流的 产品质量一流 产品成熟 设计外观时尚 行业标榜 运 行状况一直良好 恒通公司属于艾默生核心合作厂商 OEM 全程复制艾默生控制体系 质 量可控 非标能力强 有项目配套措施处理经验 工艺美观 用料讲究 缺点 缺点 艾默生属于高端产品 商务成本高 非标能力差 项目配套灵活性差 厂 家技术支持力度不够 该方案产品质量可靠 在投标前期客户一般会请艾默生的专家提供相关建 议并给出方案 客户比较认可艾默生方案 但投标阶段由于艾默生价格过高 集成商无法接受 由于现行屏蔽门的发展趋势 竞争对手的低价格导致众多集 成商也开始趋向三流设备厂家 最终导致很多集成商拿艾默生的方案去投标 而最后供的却是三流厂家设备 方案二 采用方案二 采用 OEM 模式 找第三方供应商采购并加工全部设备 贴科皓品牌 模式 找第三方供应商采购并加工全部设备 贴科皓品牌 优点 优点 自主品牌 整体产品技术及商务易控制 商务成本低 竞争力强 兼容性 强 非标能力强 厂家支持力度大 售后服务及时 缺点 缺点 工艺一般 工厂规模一般 产品一般 缺点完善建议 在工艺及用料方面我司可派工程师到现场指导安装 促使第三方供应商按 照我们的工艺要求组装 如深圳地铁 2 号线样机 当时因为工期问题恒通公司 无法正常交货 我司找到梅比西公司 为了控制其工艺 专门派一名工程师到 现场实时指导组装 样机完成后业主验收合格 同时 100 万次及国家级 EMC EMI 试验也合格 也可带第三方供应商工艺员 到艾默生工厂或者恒通工 厂学习 都可有效的控制工艺 达到地铁标准 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 在产品质量方面 我司已有向集成商推第三方产品先例 在深圳地铁 2 号 线样机 南京地铁样机时都采用的是深圳拓达的模块 其产品也属于下游产品 经过多次国家级的测试结果合格 同时在部分地铁项目的 110V 和 24V 模块 如的南京地铁一期 深圳地铁 2 号线 也都采用第三方供应商设备 拓达 运行状况也良好 鉴于第三方供应商设备的正常运行结果 我司完全可采用第 三方供应商 OEM 模式供货 目前已找到有 6 家有合作意向的工厂 已过滤出一 家可长期合作的厂商 根据屏蔽门的发展趋势 我司不能再以艾默生产品去投标 必需尽快找到 跟竞争对手一样级别的产品 才能保持我司的市场占有率 最大保证我司的利 润 同时也可为我司代理产品的一条发展线路 到最后发展成为自主品牌 方案三 采取艾默生外的第三方供应商处采购模块方案三 采取艾默生外的第三方供应商处采购模块 恒通公司组装恒通公司组装 优点 优点 第三方供应商符合现在屏蔽门电源发展趋势 商务成本低 非标能力强 产品工艺可有效保障及控制 已有应用案例 地铁样机及 24V 模块 缺点 缺点 恒通公司与第三方供应商设备兼容性有待考察 售后服务容易扯皮 可在第三方供应商工艺得不到保障时采用此方案 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 第二部分 第二部分 微机控制不间断电源解决方案微机控制不间断电源解决方案 一一 说明说明 科皓轨道交通屏蔽门 安全门系列微机控制不间断电源系统 适用于各种地 铁 轻轨 高架 城际 高铁 城市快速公交等轨道交通的屏蔽门 安全门系统 作为屏蔽门 安全门门体滑动 保护 自动装置 信号装置 控制装置等使用的 交直流电源 各项性能指标达到并超过 DL T459 2000 标准 二二 使用条件使用条件 车站环境条件车站环境条件 站台环境同自然环境条件 地震条件 地震基本烈度为 7 度 设计基本地震加速度值 0 15g 振动水平 BS4675 第一级水平 提供电源提供电源 交流输入电压 380 15 V AC 额定频率 50Hz 系统接地方式 TN S 耐压水平按 IEC 标准执行能承受 2kV 一分钟的工频电压 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 三三 系统构成系统构成 1 1 系统原理系统原理 控制部分 驱动部分 系统原理框图 本解决方案中涉及范围为站台屏蔽门 安全门系统电源子系统中的驱动电源 部分 控制电源部分等共两大部分 驱动电源主要负责站台滑动门驱动电机的 供电 110VDC 控制电源主要负责 PSC 控制柜的供电 220VAC 24VDC 车站低压配电系统输出 2 路市电 1 主 1 备 到屏蔽门 安全门电源系统 电源系统通过电源自动切换装置 将两路三相 380V 市电输入切换成一路市电 切换后的市电将经隔离变压器电气隔离后分配给屏蔽门 安全门电源系统给 AC DC UPS 装置提供市电 输入的 380V 交流电通过配电单元分配到 UPS AC DC 等交流不间断电源 驱动电源为 AC DC 控制电源为 UPS 其中驱动电源经输入隔离变压器电气 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 隔离后经整流模块整流成 110V 直流给安全门驱动电机供电 控制电源 UPS 输出 分为两部分 一部分直接给 PSC 设备提供 220V 交流 另一部分经过 AC DC 整流 模块整流成 24V 直流后给屏蔽门 安全门控制设备供电 绝缘监测单元可在线监测直流母线和各支路的对地绝缘状况 集中监控单 元可实现对交流配电单元 充电模块 交直流馈电 绝缘监测单元 直流母线 和蓄电池组等运行参数的采集与各单元的控制和管理 并可通过远程接口接收 后台操作员的监控 控制 UPS 电源在交流输入异常或整流器故障时 蓄电池将经 UPS 逆变单元 逆变后提供稳定的不间断的交流电给负载供电 从而实现对负载的零间断供电 系统能量流动图详见 1 4 图 交流输入 U P S充电模块配电输出 负 载 配电输出 负 载 电池 交流正常时 交流停电或异常时 驱动 AC DC 电源在交流输入异常或 AC DC 模块故障时 蓄电池将通过蓄电 池组直流母线直接输出给控制直流母线供电 从而实现对负载的零间断供电 系统能量流动图详见 1 5 图 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 2 2 驱动部分工作原理驱动部分工作原理 整套驱动电源直流系统高频开关电源充电装置 集中监控单元 微机直流 绝缘检测单元 输出馈电单元 蓄电池单元 降压单元 隔离变压器等组成 主要原理图 3 2 1 图 驱动部分 3 2 1 驱动电源原理图 低压配电系统提供的两路独立的380V 40KVA三相电源 两路电源通过双电 源切换装置对主备两路电源自动切换后经隔离变压器作电气隔离 提供驱动及 控制部分所需要的电源 驱动部分通过AC DC装置整流后 提供110VDC馈出回路 给安全门驱动供电 蓄电池组直接连接于直流母线上 在交流输入失电 超限 故障 整流模块故障等情况下 蓄电池组将通过直流母线直接给负载供电 从 而实现对负载的不间断供电 380VAC交流电源输入 隔离变压器电气隔离及C D级防雷装置保护后 AC DC高频开关电源整流 充电机及蓄电池母线 降压 控制直流母线 控制 馈线输出 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 3 3 控制部分工作原理控制部分工作原理 控制整套系统包括高频开关电源充电装置 UPS 集中监控单元 输出馈 电单元 蓄电池单元 隔离变压器 原理图见图 3 3 1 馈线部分由两部分组 成 AC220V 馈出和 DC24V 馈出 控制部分 图 3 3 1 控制电源原理图 控制部分电源取至双电源切换装置切换后的电源输出部分 经过控制部分 输入隔离变压器作电气隔离后 再经UPS 把AC转DC再转成高质量的AC后输出 控制UPS输出分为两部分 一部分直接给PSC设备提供220V交流 另一部分经过 AC DC整流模块整流成24V直流后给屏蔽门 安全门控制设备供电 蓄电池组直接 连接于UPS直流母线上 控制UPS电源在交流输入异常或整流器故障时 蓄电池 将经UPS逆变单元逆变后提供稳定的不间断的交流电给负载供电 从而实现对负 载的零间断供电 220VAC交流电源输入 隔离变压器电气隔离及C D级防雷装置保护后 UPS UPS AC DC高频开关电源整流 24V直流馈线输出 UPS 220V交流馈线输出 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 4 4 主要技术指标主要技术指标 电源系统由蓄电池柜 驱动一体化柜 控制一体化柜等柜 箱 体组成 输入输出特性输入输出特性 1 交流输入 AC 380V 士 20 50Hz 土 10 2 110V 直流输出 额定电压 110V 额定电流 160 320A 根据实际容量 配置 电压范围 88 143V 3 24V 直流输出 额定电压 24V 额定电流 40 60A 根据实际容量配置 电压输出范围 21 29V 4 220V 交流输出 额定电压 220V 额定电流 10 20A 根据实际容量配置 5 稳压精度 土 1 在 10 100 Ie 时 6 稳流精度 1 在 10 100 Ie 时 7 纹波系数 阻性负载 0 3 9 效率 92 10 过载能力 110 12 馈出回路数 每路馈出开关容量根据实际电路配置 加报警点 供检测 相应馈出支路的短路跳闸故障状态 选用了 ABB 施耐德 西门子等高品质 直流专用开关 保护与报警保护与报警 1 输入过压报警 电网正常自动恢复 2 输入欠压报警 3 输出过压保护 由监控器任意设定 4 输出欠压保护 由监控器任意设定 监控特性监控特性 1 遥信 各个充电模块的工作状态 UPS 工作状态 馈线回路状态 熔断 器状态 电池组工作状态 母线对地绝缘状态 交流电源状态 备注 遥 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 信量的增减与系统的具体配置有关 2 遥测 充电模块及 UPS 的输出电压 电流 母线电压 电流 电池组的 电压 电流 母线对地绝缘电阻 交流输入电压电流 3 遥控 充电模块的 均浮充转换 充电模块开 关机 当充电模块失去 与上位机联系时 具备手动控制均浮充或开关机功能 4 遥调 充电模块的输出电压 同时具备手动调节功能 其它特性其它特性 1 绝缘电阻 100M 欧姆 2 噪声 55dB 3 防雷 40KA 4 可靠性指标 MTBF 100000 小时 5 屏柜外形尺寸 高 宽 深 2000 800 800mm 可更改 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 5 5 各单元工作原理各单元工作原理 1 双电源自动切换单元双电源自动切换单元 图5 1 1为双路交流电源自动切换电路 适用于采用两路交流电源供电的系 统 双电源自动切换电路由交流配电单元 两个交流接触器组成 交流配电单 元为双路交流自动切换的检测及控制元件 接触器为执行元件 防雷保护电路防雷保护电路 雷击分为直击雷和感应雷两种 线路直接遭雷击时 电缆中流过很大电流 同时引起数千幅的过电压直接加到线路装置和电压设备上 持续时间达到几微 秒 直接危害用电设备 感应雷通过雷云之间或雷云对地的放电 在附近的电 缆或用电设备上产生过电压 危害用电设备的安全 因此必须要在交流配电单 元处加装防雷器 目前我司电源柜中设有C级及D级防雷器 C级防雷器设置在交流配电单元入 口 通流量为40KA 动作时间小于25ns D级防雷器设在充电模块处 通流量为 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 10KA 动作时间小于25ns 可有效的将雷电引入大地 将雷电的危害降至最小 同时防雷器插拔方便 便于更换 2 充电模块充电模块 尖峰抑制 EMI滤波 工频 整流 PFC 功率 因数 校正 DC AC 高频 逆变 高频 整流 LC 滤 波 EMI 滤波 脉宽调制 PWM 计 算 机 监 控 交流检测 RS485 电压 电流检测 直流 输出 交流 输入 AC DC 充电模块原理图 三相交流电源经过 EMI 滤波器输入到整流电路 将交流整流为脉动的直流 输出 通过无源功率因数校正 PFC 电路 将脉动的直流转换为平直的直流电 源 DC AC 高频逆变器将直流转换为高频交流电源 通过高频整流电路将高频 的 AC 转换为高频脉动的直流 此直流通过高频滤波输出 其中 DC AC 高频变换电路在脉宽调制 PWM 电路的控制下通过调整变换电 路的脉冲宽度 以实现电压调整 包括稳压和电压整定 整个充电模块在微机系统的监控下工作 包括模块的保护 电压调整等 同时微机实现将充电模块的运行数据上报到监控模块和接受监控模块的控制命 令 充电模块采用 N 1 冗余方式供电 备用模块采用热备份工作方式 直接 参与正常工作 3 降压单元降压单元 系统正常工作时 充电机对蓄电池的均浮充电压通常会高于控制母线允许的 波动电压范围 采用多级硅调压单元串联在充电机 或蓄电池 与控制母线之 间 使调压降压的输出电压满足控制母线的要求 图 5 3 1 为降压单元原理图 由控制器 降压硅 执行器及转换开关组成 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 降压单元有多只大功率整流二极管串接而成 4 交直流馈电单元交直流馈电单元 交直流馈电单元是将交直流电压 110VDC 24VDC 220VAC 通过负荷开关送 至各用电设备的配电单元 各回路所用负荷开关均选用专用交直流断路器 分段能力均在 6KA 以上 保证在交直流负荷侧故障时相应支路可靠分断 其容量与本系统上 下级开关 相匹配 以保证开关动作的选择性 5 绝缘监测单元绝缘监测单元 直流系统绝缘监测单元采用微机绝缘监测仪 具有直流接地选线功能 在 线检测直流电源系统绝缘情况 当直流电源系统接地或绝缘水平低于规定值 可整定 后 绝缘检测装置可动作 直流选线装置能自动选出哪一支路绝缘 存在缺陷 试拉开接地选线绝缘报警恢复正常判断时间应小于 2 秒 并显示于监 测屏上 记录该事件相关参数并及时远传和报警 检测直流系统支路绝缘的绝缘监测装置具有以下功能 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 显示并记录接地支路编号 极性 绝缘电阻值 测量误差不大于整定值的 及发生时间 分别或同时检测直流母线正极 负极绝缘状况 显示并记录接地母线的极 性 电阻值及发生时间 绝缘监测仪用来监测母线和支路的绝缘下降情况 在正常情况下 绝缘监 测仪对母线电压进行监测 通过监测母线电压计算母线对地的绝缘电阻 当母 线对地绝缘电阻低于设定的告警限时 绝缘监测仪进入支路巡检状态 测量出 有绝缘下降的支路和绝缘电阻 并通过面板的 LED 指示灯发出告警 同时将告 警信息上送到监控模块显示 6 UPS 单元单元 UPS 采用高频在线式双变换结构 体积小 噪音低 彻底隔离因市电不良 如干扰 下陷 频率漂移 杂波干扰 雷击等 对用户产生的干扰甚至破坏 保证用户供电的安全 纯净 输入端采用先进的功率因数校正技术 输入功率 因数高 无电网谐波污染 是真正的绿色电源 不论用户使用何种负载 均能 隔离负载对电网的污染 降低用户配电负荷的需要 通过外置的手动维修旁路 可实现在 UPS 故障而负载不能断电的情况下对 UPS 内部进行维修 从而实现后 级负载不断电的情况下对 UPS 进行维修 4 6 1 UPS 系统原理构成 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 7 集中监控单元集中监控单元 电源监控系统采用分散测量及控制 集中管理的模式 以便使系统组成扩 容方便 灵活 监控系统采用模块式结构 每部分承担相对独立的工作 某一 部分出现故障 不影响其它部分的工作 充电模块内置的监控电路 负责对自 身状态进行监控和告警 并与系统的监控模块通讯 监控模块接收充电模块的 信息 并进行相应的控制 采用大屏幕点阵式液晶显示器 全汉化显示 其功 能应符合 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 的技术要求 装置能适应交直流系统各种运行方式 具备人机对话功能 与成套装置中 各子系统通信 并可与上位机通信 装置能保存至少 条历史事件信息 其分辨率不低于 1S 事件主要记录 直流系统各类运行事件 并且有掉电自保持功能 掉电前的所有数据能可靠保 存 历史事件可以灵活调阅 查询 监控系统是电源系统中非常重要的组成部分 监控系统组成结构 监控模块收集下级监控部件的信息 将这些信息进行分析和运算 然后进 行显示 告警或者向下级监控部件发出控制命令 充电模块内部监控由其内部的监控板来完成 系统配电部分的监控工作由 模拟量采样盒和开关量采样盒来完成 系统绝缘监测部分的工作由绝缘监测仪 或者绝缘继电器来完成 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 6 6 监控系统监控系统 电源系统与屏蔽门 安全门系统的通信接口 a 干节点连接 电源系统设置以下报警点 驱动电源电源输入故障报警 驱动电源电源输出故障报警 驱动电源电源任一故障报警 控制电源电源输入故障报警 控制电源电源输出故障报警 控制电源电源任一故障报警 电源系统的报警 蓄电池状态报警 UPS 状态报警 整流模块报警 监控 单元报警 交流状态及报警 控制系统电源报警 直流充电模块报警 逆变模 块报警 配电空开状态显示 等 b 通信 电源系统能与屏蔽门 安全门系统进行通信 将电源系统重要状态信息 故 障信息传送至安全门监控主机进行显示 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 第三部分 第三部分 系统配置系统配置 各项设备详细说明 序号设备名称规格型号及功能价格备注 124V AC DC 充电模块 24V 40A 艾默生 4540 元 第三方供应商 1600 元 必配 2110V AC DC 充电模块 110V 40A 艾默生 5500 元 特价 第三方供应商 3700 元 必配 3UPS 3KVA 1 进 1 出 纯在线式 艾默生 3500 元 第三方供应商 1850 元 必配 4 驱动一体化柜 2000 800 800mm 恒通 14500 元 第三方供应商 16360 元 必配 含 C 级防 雷器 内部配电 5 控制一体化柜 2000 800 800mm 恒通 14500 元 第三方供应商 10700 元 必配 含 C 级防 雷器 内部配电 6 电池柜 2000 800 800mm 恒通 6000 元 第三方供应商 5000 元 必配 含电池开 关 7 蓄电池 12V 50AH 大力神 470 元 节 松树 1150 元 节 阳光 1300 元 节 必配 8 蓄电池 12V 65AH 大力神 615 元 节 松树 1300 元 节 阳光 1500 元 节 必配 9 驱动输入 隔离变压器 30KVA Y Y 型 380V H 级 科旺 伊戈尔 11000 元 第三方供应商 5460 元 选配 10 控制输入 隔离变压器 3KVA 220V H 级 科旺 伊戈尔 1500 元 第三方供应商 2200 元 选配 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 4K 11 双电源 自动切换装置 100A 4 极艾默生 ASCO ABB 4500 元 恒通 选配 12 监控模块电源集中监控模 块 艾默生 4600 元 普通 第三方供应商 4000 元 彩色触摸屏 必配 13 绝缘检测仪检测 110V 直流 母线及每条支路 绝缘状况 艾默生 2600 元 第三方供应商 2700 元 选配 14 电池巡检仪检测每个蓄电池 的单节电池电压 艾默生 1600 元 第三方供应商 750 元 选配 15 根据国内应用情况 我司推出 3 种应用配置 简配站 标配站 高配站 采用艾默生核心元器件 恒通公司生产模式 其中简配站成本约为 9W 价格均 不含蓄电池成本 标准配置成本约为 10 5 11W 高配置为 12W 左右 采用第三方供应商 OEM 生产模式 其中简配站成本约为 6W 标准配置约为 7 7 5W 高配置为 8W 左右 轨道交通屏蔽门 安全门系列不间断电源一体化解决方案 第四部分 第四部分 应用案例应用案例 1 1 屏蔽门屏蔽门 安全门应用案例介绍安全门应用案例介绍 序号地点项目总包方中标金额 1 深圳深圳地铁一号线续建屏蔽门电源系统方大470 万 2 深圳深圳地铁二号线屏蔽门电源系统方大924 万 3 南京南京地铁一号线南延线站台门电源系统方大448 万 4 南京南京地铁一号线一期新增屏蔽门电源系统康尼190 万 1 1 深圳地铁一号线续建工程屏蔽门电源子系统 深圳地铁一号线续建工程屏蔽门电源子系统 一号线 罗宝线 续建工程线路从世界之窗至深圳机场 线路长 23 592km 共设 15 座车站 投资总概算为 121 257 亿元 续建工程分三阶段进 行 首通段 西乡段 机场段 首通段于 2009 年 9 月 28 日正式运营 西乡 段计划 2010 年底正式运营 屏蔽门系统为方大集团自主产品 在门机系统 控制系统与信号传输等核 心技术方面全部实现了国产化 整个屏蔽门系统的国产化率达到了 70 8 以上 综合性能技术处于国际领先水平 为我国地铁屏蔽门领域树立了自主创新的标 杆 打破了国际跨国公司对我国地铁屏蔽门技术的垄断与封锁 成为我国首家 研制成功自主知识产权轨道交通屏蔽门产品的企业 科皓公司为屏蔽门电源子系统分包商 合同金额为 470 万 交钥匙工程 主要设备有输入隔离变压器 双电源切换装置 驱动 UPS 驱动配电单元 蓄 电池 控制 UPS 控制 24V 模块 控制配电单元 输出分段