陳 序

（鄭州市軌道交通有限公司，河南 鄭州 450000）

1 概述

商用通信電源系統(tǒng)為不間斷供電系統(tǒng)。 按一級(jí)負(fù)荷供電，兩路獨(dú)立的三相交流電源經(jīng)雙電源切換屏后接入U(xiǎn)PS 電源，經(jīng)UPS 輸出的交流電源通過(guò)雙電源切換屏的交流配電分路， 分別為商用傳輸系統(tǒng)、 商用集中監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)以及三家電信運(yùn)營(yíng)商設(shè)備提供電源。 UPS 設(shè)備負(fù)責(zé)輸出純凈的交流電源。

2 商用通信電源系統(tǒng)組成

2.1 商用通信電源系統(tǒng)控制中心設(shè)備組成

圖1 控制中心的構(gòu)成設(shè)備框圖

商用通信電源系統(tǒng)控制中心的輸入電源由低壓配電與照明專業(yè)引接兩路獨(dú)立三相五線制380V 交流電源接至商用通信設(shè)備室電源配電箱，輸出端加斷路器和防雷裝置，分界點(diǎn)在商用通信設(shè)備室電源配電箱輸出端， 電源配電箱由低壓配電與照明專業(yè)提供。

控制中心的商用通信電源系統(tǒng)由定制的雙路電源切換屏、UPS、蓄電池組、電源監(jiān)控設(shè)備（UPS、雙電源切換屏、蓄電池組監(jiān)控設(shè)備）以及電源網(wǎng)管設(shè)備和軟件構(gòu)成。

2.2 商用通信電源系統(tǒng)車(chē)站設(shè)備組成

商用通信電源系統(tǒng)車(chē)站的輸入電源由低壓配電與照明專業(yè)引接兩路獨(dú)立三相五線制380V 交流電源接至商用通信設(shè)備室電源配電箱，輸出端加斷路器和防雷裝置，分界點(diǎn)在商用通信設(shè)備室電源配電箱輸出端， 電源配電箱由低壓配電柜與照明專業(yè)提供。

車(chē)站商用通信電源系統(tǒng)由雙路電源切換屏、UPS、 蓄電池組、電源監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成。

圖2 車(chē)站的構(gòu)成設(shè)備框圖

3 商用通信電源系統(tǒng)主要設(shè)備介紹

商用通信電源系統(tǒng)為商用通信系統(tǒng)提供電源，保證在主電源發(fā)生異常的情況下， 商用通信設(shè)備在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)仍能正常工作，等待主電源恢復(fù)正常。

商用通信電源系統(tǒng)能對(duì)商用通信系統(tǒng)設(shè)備不間斷地進(jìn)行供電。 電源故障后，UPS 電源仍能為商用通信設(shè)備提供1 小時(shí)的電源供應(yīng)。

車(chē)站雙電源切換可以實(shí)現(xiàn)為商用UPS、 運(yùn)營(yíng)商一次配電，運(yùn)營(yíng)商各自分配電源，并配置電表，可計(jì)量運(yùn)營(yíng)商使用的電量。一次配電輸出送給UPS 輸入端，交流配電屏可以對(duì)UPS 輸出進(jìn)行再次配電，為商用傳輸系統(tǒng)、商用集中監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)、直放站、RRU 等設(shè)備供電。

控制中心雙電源切換屏輸出1 路交流電源接UPS 輸入端，經(jīng)UPS 輸出穩(wěn)定的交流電源，由雙電源切換屏二次配電輸出，為商用傳輸系統(tǒng)、商用集中監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)供電。

3.1 UPS

實(shí)現(xiàn)交流不間斷供電，將外電源凈化為穩(wěn)定、純凈的交流電。 同時(shí)與蓄電池組配合，實(shí)現(xiàn)斷電情況下的持續(xù)供電。 UPS 設(shè)備為工頻雙變換在線式產(chǎn)品，即在外電源正常時(shí)，外電源先經(jīng)過(guò)整流器變換成直流，再通過(guò)逆變器變換成交流，經(jīng)過(guò)電氣隔離后向負(fù)載輸出， 以保證輸出的電能是與外電源完全無(wú)關(guān)的再生的凈化電能。 外電源中斷時(shí)，由電池通過(guò)逆變器變換成交流輸出，以保證對(duì)負(fù)載的不間斷的正常供電。

3.2 雙電源切換屏

雙電源切換屏由雙電源切換開(kāi)關(guān)、斷路器、接觸器、配電裝置、故障告警裝置等組成。

雙電源切換屏主要是將引入的兩路交流電源，分配一路作為主用輸出，另一路作為備用輸出。 當(dāng)主用回路停電時(shí)，自動(dòng)切換至備用回路輸出，并可實(shí)現(xiàn)人工切換。 輸入開(kāi)關(guān)為自動(dòng)時(shí)，具有短路保護(hù)功能，輸入電源自動(dòng)或手動(dòng)切換時(shí)，具有可靠的電氣連鎖和機(jī)械連鎖裝置。兩個(gè)輸入電源電路中，具有主用電路優(yōu)先輸入功能。

電源切換屏將經(jīng)過(guò)切換的交流引入電源分配若干輸出回路，配電供給UPS 電源和其他運(yùn)營(yíng)商設(shè)備。

3.3 蓄電池組

蓄電池組由獨(dú)立的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。 無(wú)外電源情況下，允許用電池啟動(dòng)UPS。 停電后，UPS 轉(zhuǎn)由電池供電，在UPS 將電池組電能放完后自動(dòng)關(guān)機(jī)， 當(dāng)外電源恢復(fù)正常后UPS 可自動(dòng)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)，恢復(fù)對(duì)設(shè)備的供電，同時(shí)對(duì)電池組進(jìn)行充電。

蓄電池主要技術(shù)指標(biāo)：（1）蓄電池符合YD/T799-2002 標(biāo)準(zhǔn)。 （2）蓄電池能在-15～+45℃環(huán)境條件下正常工作。 （3）蓄電池的殼、蓋符合GB/T 2408-1996 中的第8.3.2FH-1（水平級(jí)）和第9.3.2FV-0（垂直級(jí)）的要求。 （4）蓄電池能承受50kPa 正壓或負(fù)壓而不破裂、不開(kāi)膠，壓力釋放后殼體不變形。 （5）標(biāo)稱值為2V、12V 的蓄電池按規(guī)定試驗(yàn)，10h 率的容量第1 次循環(huán)不低于0.95C10，第3 次循環(huán)達(dá)到C10；3h 和1h 率的容量在第4 次和第5 次以前達(dá)到，放電終止電壓符合規(guī)定。 （6）蓄電池以30I10（A）放電30min，脊柱、內(nèi)部匯流排不融斷，其外觀不會(huì)出現(xiàn)異常。（7）蓄電池靜置28 天后，其容量保持率不低于96%。（8）蓄電池密封反效率不低于95%。 （9）蓄電池在正常工作過(guò)程中，沒(méi)有酸霧逸出；在充電過(guò)程中遇有明火，內(nèi)部不引燃、不引爆。 （10）蓄電池的安全閥有自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉的功能，開(kāi)閥壓是10～35kPa，閉閥壓是3～15kPa。 （11）單體蓄電池和由若干單體組成一體的組合蓄電池組中各電池間的開(kāi)路電壓最高與最低差值不大于20mV（2V）、100mV（12V）。 （12）電池間連接電壓降△U≤10mV。 （13）采用封口劑的蓄電池，在溫度-30℃～+65℃之間，封口劑沒(méi)有裂紋與溢流現(xiàn)象。 （14）蓄電池的折合浮充壽命不低于10年。

3.4 電源網(wǎng)管系統(tǒng)

商用通信電源網(wǎng)管系統(tǒng)軟件功能如下：

系統(tǒng)管理，主要用于系統(tǒng)的安全性管理，分為用戶管理、權(quán)限管理、班次管理、門(mén)禁管理以及系統(tǒng)日志查詢五個(gè)部分。 用戶管理中，可注冊(cè)新用戶，定義用戶的有效時(shí)間，分配用戶權(quán)限，劃分用戶組等；權(quán)限管理是用于設(shè)置權(quán)限級(jí)別以及分解權(quán)限等；內(nèi)容系統(tǒng)日志查詢用于查詢不同類型的操作日志及系統(tǒng)運(yùn)行日志。監(jiān)控系統(tǒng)控制平臺(tái)具有嚴(yán)格的權(quán)限管理，可以對(duì)設(shè)備的瀏覽權(quán)限和控制權(quán)限進(jìn)行細(xì)分，對(duì)用戶訪問(wèn)權(quán)限有詳細(xì)的設(shè)置，將訪問(wèn)權(quán)限從高到低定義不同層次，不同層次對(duì)應(yīng)不同的訪問(wèn)權(quán)限，保證系統(tǒng)的安全和可靠性。 設(shè)置三級(jí)操作權(quán)限：值班人員只具有第一級(jí)操作權(quán)限以完成日常工作，如查看實(shí)時(shí)曲線，打印告警記錄，統(tǒng)計(jì)報(bào)表等；管理人員具有第二級(jí)操作權(quán)限，能夠修改系統(tǒng)配置和告警閥值等；超級(jí)用戶具有第三級(jí)權(quán)限，能夠設(shè)置和查看每位操作人員的操作權(quán)限和口令。 此外，還有職員管理、設(shè)備管理、告警管理、數(shù)據(jù)管理、工程資料管理等。

商用電源網(wǎng)管系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)參考值：（1）交流電壓、電流測(cè)量精度≤1%；（2）直流電流、電壓測(cè)量精度≤2%；（3）頻率測(cè)量精度≤2%；（4）蓄電池單體電壓測(cè)量精度≤1%；（5）溫度測(cè)量精度≤±0.5℃；（6）濕度測(cè)量精度≤5%；（7）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)刷新時(shí)間≤2s；（8）告警準(zhǔn)確率大于99.99%；

4 商用通信電源系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

4.1 商用通信電源系統(tǒng)控制中心設(shè)計(jì)方案

（1）控制中心電源系統(tǒng)由定制的雙路電源切換屏、UPS、蓄電池組、電源監(jiān)控設(shè)備（UPS、雙電源切換屏、蓄電池組監(jiān)控設(shè)備）以及電源網(wǎng)管設(shè)備和軟件構(gòu)成。

（2）雙電源切換屏輸出1 路交流電源接UPS 輸入端。 經(jīng)UPS 輸出穩(wěn)定的交流電源，由雙電源切換屏配電輸出，為商用傳輸系統(tǒng)、集中監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)供電。 同時(shí)輸出端預(yù)留運(yùn)營(yíng)商端口，并配置電度表，分別計(jì)量運(yùn)營(yíng)商用電量。

（3）UPS 為商用傳輸設(shè)備、集中監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)供電，蓄電池后備時(shí)間約為1 小時(shí)。 UPS 采用單機(jī)供電方式。

（4）控制中心電源設(shè)備的狀態(tài)信息和故障告警通過(guò)本地傳輸接入商用電源網(wǎng)管系統(tǒng)， 所有商用電源系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)都在商用電源網(wǎng)管終端上顯示， 還可以通過(guò)商用電源網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)控制中心的UPS、雙電源切換屏、蓄電池組等進(jìn)行遠(yuǎn)端遙信、遙測(cè)、遙控和遙調(diào)，并可對(duì)蓄電池組進(jìn)行遠(yuǎn)端定期放電維護(hù)。

4.2 商用通信電源系統(tǒng)車(chē)站設(shè)計(jì)方案

在車(chē)站兩路獨(dú)立的三相交流電源送入雙路電源切換屏，該屏具有二次配電功能，一次配電為UPS 和運(yùn)營(yíng)商分路配電，并配置電度表。UPS 輸出經(jīng)過(guò)雙電源切換屏進(jìn)行二次配電，為商用傳輸系統(tǒng)、商用集中監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)、光纖直放站、RRU 等設(shè)備供電。

（1）車(chē)站商用通信電源系統(tǒng)由雙路電源切換屏、UPS、蓄電池組、電源監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成。

（2）UPS 為商用通信系統(tǒng)供電，蓄電池后備時(shí)間為1 小時(shí)。UPS 采用單機(jī)供電方式。

（3）雙電源切換屏具有二次配電功能，一次配電為UPS 和運(yùn)營(yíng)商分路配電，并配置電度表。UPS 輸出經(jīng)過(guò)交流配電屏進(jìn)行二次配電，為商用傳輸系統(tǒng)、商用集中監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)、光纖直放站、RRU 等設(shè)備供電。

（4）各車(chē)站的電源設(shè)備均設(shè)有監(jiān)控顯示模塊，通過(guò)機(jī)房監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)適配器模塊歸置集成系統(tǒng)匯總后，通過(guò)RJ45 接口，接入商用傳輸系統(tǒng)，到達(dá)控制中心，從而在網(wǎng)管界面顯示各個(gè)車(chē)站的電源設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

4.3 商用通信電源系統(tǒng)網(wǎng)管設(shè)計(jì)方案

電源網(wǎng)管系統(tǒng)在車(chē)站和控制中心電源室設(shè)置監(jiān)控接入單元，所有監(jiān)控單元統(tǒng)一接入機(jī)房監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，利用相應(yīng)接口接入傳輸系統(tǒng)，把運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)傳送到商用電源網(wǎng)管系統(tǒng)。

圖3 商用通信電源網(wǎng)管系統(tǒng)示意圖

通訊主機(jī)和模塊之間以網(wǎng)絡(luò)連接，采用主從方式通過(guò)各種通訊協(xié)議相互通訊， 取得各設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 為保障系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)采用多線程方式，同時(shí)與各端口的設(shè)備通訊，便于對(duì)事件即時(shí)響應(yīng)。 商用電源網(wǎng)管系統(tǒng)采用完全圖形化的人機(jī)交互界面，可以有組織地管理機(jī)房各種設(shè)備，并且采用了IP 的數(shù)據(jù)采集方式，確保了系統(tǒng)的擴(kuò)容性。 今后如需擴(kuò)充設(shè)備監(jiān)控時(shí)，只需要增加相應(yīng)的監(jiān)控模塊，便可納入到現(xiàn)有的商用電源網(wǎng)管平臺(tái)。

商用通信電源網(wǎng)管系統(tǒng)與商用集中告警系統(tǒng)相連，并將商用電源系統(tǒng)的各種狀態(tài)信息輸出到商用集中監(jiān)測(cè)告警服務(wù)器上。

5 總結(jié)

地鐵商用通信電源系統(tǒng)承擔(dān)控制中心、 車(chē)站設(shè)備的供電，是通信系統(tǒng)的重要保障。 本文詳細(xì)介紹了商用通信電源系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成、 主要設(shè)備的功能及參數(shù)， 根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)中管理專業(yè)化、技術(shù)先進(jìn)化、對(duì)故障進(jìn)行預(yù)防和快速有效處理的要求，提出了行之有效的設(shè)計(jì)方案。

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