台达UPS地铁屏蔽门供电系统应用方案(四、五、六)

第四章 监控系统

    监控采用中达功能智能协议转换器UPUC，此智能转换器能够实现2路智能接口接入，本系统中共有5-6个智能设备，故需要3个UPCUS设备，每个电源设备都具有RS232接口，直接连接到协议转换器接口。3个协议转换器UPCU采用并联的方式，通过RS485或RS422的方式将信号送给中央接口盘。通信协议采用MODBUS协议。示意图如下：

第五章 系统容量计算

    5.1 配电系统容量配置

    l 交流配电屏：

    两侧站： 100A/AC380V  

    三侧站：160A/AC380V 

    l 站台照明配电箱 

    站台交流照明配电箱： 15KVA

    5.2 UPS容量配置

    5.3 UPS及蓄电池系统容量计算：

    5.3.1 三侧站UPS容量计算

    1）三侧站设90 个用电设备，总驱动功率90×300W=27000W，考虑到UPS 的输出功率因素0.8 使用最小UPS 容量为27000W/0.8=33.75KVA,通常使用的UPS 负载在80%。以下对设备寿命有益原则需要容量UPS 增加到33.75KVA/0.8=42.2KVA，又根据标书要求UPS 可靠性采用冗余设计，UPS 容量还需要在增加一只模块的容量即：42.2KVA+20KVA=62.2KVA，建议设计容量为60KVA。

    2）三侧站台控制系统负载为600W,但考虑到负载的变化和控制系统供电的可靠性，选用2个5KVA UPS模块，组成模块冗余供电系统,容量足够且留有余量，也可以扩展其它负载。

    5.3.2 三侧站台驱动系统UPS蓄电池容量计算：

    1）三侧站台驱动电源在后备时间内需要消耗两部分能量：

    (a)在60 分钟内开关各5次

    (b)UPS 待机60 分钟

    2）开关5次最大工作时间为5×(3.5+4.2)=38.5S,27000W 工作38.5S 需要能量
为(38.5S/3600S) ×27000W=173.25WH=288.75WH；

    3）UPS 待机60 分钟,电源(UPS)消耗能量(UPS 效率以92%计算最大约27KW 的8%即2160W)，2160W 在60 分钟内需要能量为：2160W×1H=2160WH

    需要的最小能量为：288.75WH+2160WH=2448.75WH。

    4）因为电池电压为480Vdc，需要配置最小电池容量为2448.75WH÷480V=5AH

    根据计算值，查表只要电池容量大于5AH 就可以了，但是实际使用中电池实际放电电流不可以太大，否则会因配置电池太小而不能承受或减少电池寿命。

    5）电池最大电流设计在3C 到5C 为佳，可以最大限度的发挥电池的作用，负载27000W+2160W以最大电流为29160W÷480V÷0.95%=63.94A， 3C 需要电池21.3A，5C 需要电池12.78A。最小电流为：2160÷480÷0.95=4.74A。（逆变器效率为0.95，每组电池颗数为40只）。

    6）因此，查下表，可知驱动电源UPS 选择阳光电池的12V20AH，选择一组在UPS 使用前期电池容量回足够。型号为：A412/20G5.

    5.3.3 三侧站台控制电源UPS蓄电池容量计算： 

    1）控制系统UPS 待机60 分钟,电源(UPS)消耗能量:600W×1H=600VAH；因为控制UPS 外接电池电压为192Vdc，需要配置最小电池容量为600VAH÷192V=4.2AH；

    负载需要的最大放电电流为：600W÷192÷0.92=3.96A（逆变器效率为0.92，电池只数为每组16只）。
查上表可知控制电源选择阳光电池的12V8.5AH,一组16 只。型号为：A412/8.5SR。

    1）三侧站设60个用电设备，总驱动功率60×300W=18000W，考虑到UPS 的输出功率因素0.8 使用最小UPS 容量为18000W/0.8=22.5KVA,又根据标书要求UPS 可靠性采用冗余设计，UPS 容量还需要在增加一只模块的容量即：

    22.5KVA+20KVA=42.5KVA，建议设计容量为40KVA。

    又：考虑到系统中一个模块故障时，系统功率剩余为20KVA,是否可以满足极端情况下60门同时开启的情况？

    我公司DELTA 模块化UPS,每个模块设计具有过载能量，过载量可达125%，即当系统单个模块容易20KVA时，其最大带着能力可达25KVA，是可以满足极端情况（60个门马达同时启动）22.5KVA的系统容量的。故选择40KVA 系统容量是可以满足冗余供电需求的。

    2）三侧站台控制系统负载为400W, 但考虑到负载的变化和控制系统供电的可靠性，选用2个5KVA UPS模块，组成模块冗余供电系统,容量足够且留有余量，也可以扩展其它负载。

    5.3.5 二侧站台驱动系统UPS蓄电池容量计算：

    1）两侧站台驱动电源在后备时间内需要消耗两部分能量：

    (a)在60 分钟内开关各5次

    (b)待机60分钟

    2）开关5次最大工作时间为5×(3.5+4.2)=38.5S,18000W 工作38.5S 需要能量为(38.51S/3600S) ×18000W=115.5WH=192.5VAH；

    3）电源(UPS)消耗能量(UPS 效率以92%计算最大约18KW 的8%即1440W)，1440W 在60 分钟内需要能量为:1440W×1H=1440WH，需要的最小能量为：192.5WH+1440WH=1632.5WH。

    4）因为电池电压为480Vdc，需要配置最小电池容量为1632.5VAH÷480V=3.4AH

    根据计算值，查表需要的电池容量大于5.5AH 就可以了，但是实际使用中电池实际电流不可以太大, 否则会因配置电池太小而不能承受或减少电池寿命。

    5）电池最大电流设计在3C 到5C 为佳，可以最大限度的发挥电池的作用，负载18000W,所以最大电流为(18000W+1440W)÷480V÷95%=42.63A，3C 需要电池14.2AH,5C 需要电池8.5AH。

    6）选择阳光电池的12V12AH阳光电池。型号为：A412/12SR,每组40只。

    5.3.6 二侧站台控制系统UPS蓄电池容量计算：

    1）二侧站台控制电源在后备时间内需要消耗能量：

    UPS 待机60 分钟,电源(UPS)消耗能量:400W×1H=400VAH

    3）因为控制UPS 外接电池电压为192Vdc，需要配置最小电池容量为400VAH÷192V=2.1AH；

    3）负载需要的最大放电电流为：400W÷192÷0.92=2.26A（逆变器效率为0.92，电池指数为每组16只）。

    查上表可知控制电源选择阳光电池的12V5.5AH,考虑到工作一段时间以后，UPS的延时时间还足够，则电池采用12V8.5AH电池，一组16 只。型号为：A412/8.5SR。

第六章 中达地铁屏闭门供电系统的优势

    l 国际品牌的DELTA  UPS，国内工业级用户广泛认可。

    l 成功的国内屏蔽门地铁应用案例，得到地铁行业的高度肯定。

    l 成熟的地铁动力产品方案整合能力与经验。

    l 可完整配套屏蔽门系统中的ATS、交流配电、隔离变压器、UPS、电池、直流电源、监控、照明配电等动力产品。

    l 采用完全成熟化的应用产品，保障屏蔽门系统的安全性和可靠性。

    l 完备的系统安全性方案设计：

    l 驱动UPS采用台达高智能容错UPS,其采用N+X架构设计，提高系统容错度，可按需配制可靠度等级，满足不断变化的负载需求，可随需扩容，具备最短系统修复时间能力的高可靠，控制电源UPS、直流电源均采用 1+1 双机并联冗余，提高可靠性，亦便于维护。

    l 统一集中监控系统所有设备的工作状态和告警信息，便于运营管理与维护。

    l 系统集约化设计，柜体数量少，减少占地空间。■