[实用新型]轨道交通专用UPS

说明书

本实用新型涉及一种轨道交通专用UPS，属于轨道交通技术领域。其既解决了轨道交通行业的电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、电压跌落、持续过压及欠压、断电等一系列电网质量问题。本实用新型包括备用直流电源和直流断路器，备用直流电源采用车站配电室的直流系统或者机车轨道主直流电源，备用直流电源通过直流断路器接入UPS系统的逆变器从而与负载配电系统相连。本实用新型具备稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压浪涌等功能，又具有集中供电、维护方便、经济可行、稳定可靠等优点，兼之具有多种储能系统可选择，可省掉自带的蓄电池组，可大幅度的降低投资及设备运行成本。

技术领域

本实用新型涉及一种轨道交通专用UPS，属于轨道交通技术领域。

背景技术

轨道交通车站用电设备中的关键负荷包括车站用的通信系统、信号系统、综合监控系统、自动售检票系统(AFC)、乘客信息系统(PIS)等。这些负荷非常重要，能否确保它们能长期安全和可靠地运行，将会直接影响到地铁和轨道交通能否正常运营，上述用电设备均作为“一级负荷”对其设计供电方案。目前一般要求使用不间断电源(UPS)系统向这些用电设备提供稳定可靠、不间断的交流供电电源，以达到一级负荷的供电需求。

由于目前行业内尚没有轨道交通车站可用集中式工业级UPS系统，目前对上述用电设备目前一般采用分散供电模式，站内各系统就近配置商用高频UPS电源，每套UPS独立配置蓄电池作为储能环节，并将UPS系统及储能单元就近放置在负载处使用，UPS系统的维护也由站内各系统的维护人员分别实施。一般采用高频UPS技术或者中小容量UPS电源的分布式供电技术。

高频UPS技术：高频UPS的整流器/逆变器采用PWM高频整流/逆变技术，大量使用PCB封装的MOSFET/IGBT直接并联构架成所需功率的整流器/逆变器。问题和缺点：(1)整流器的可靠性低：高频UPS的整流器普遍使用MOSFET/IGBT作为高频整流器件，其极限过流能力只有2Irat(最大持续时间2mS)。而工业级UPS内整流器普遍使用的SCR，极限过流能力可达到30Irat(最大持续时间10mS)，远远超过MOSFET/IGBT，较之工业级UPS，整流器的可靠性极低。(2)对轨道交通车站内的环境适应性较差：由于大量使用PCB封装的MOSFET/IGBT，器件管脚的相邻中心间距只有2.54/3.96mm，电气间隙只有1mm左右，而器件相邻管脚的电压会高达500～800V。在轨道交通车站内的潮湿、多铁屑粉尘环境中，高频UPS的隐患较多，可靠性无法保证。

中小容量UPS电源的分布式供电技术：由于轨道交通车站用电设备中的关键负荷包括车站用的通信系统、信号系统、综合监控系统、自动售检票系统(AFC)、乘客信息系统(PIS)等负荷的特性不尽相同，需要不同的供电电源，目前站内采用在这些系统分别配置UPS系统供电，以满足不同负荷的需求。问题和缺点：(1)每套UPS需单独配置后备储能系统，一般采用蓄电池组，蓄电池组不能共用，重复投资，成本很高；(2)UPS系统分散在车站的各处，隶属各个系统，维护难度大，运维成本很高。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提出了一种新的轨道交通专用UPS，既解决了轨道交通行业的电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、电压跌落、持续过压及欠压、断电等一系列电网质量问题，具备稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压浪涌等功能，又具有集中供电、维护方便、经济可行、稳定可靠等优点，兼之具有多种储能系统可选择，可省掉自带的蓄电池组，可大幅度的降低投资及设备运行成本。

本实用新型所述轨道交通专用UPS，包括主交流电源、备用交流电源、交流稳压系统、UPS系统和负载配电系统，主交流电源通过UPS系统与负载配电系统相连，备用交流电源通过交流稳压系统与UPS系统和/或负载配电系统相连，UPS系统包括依次相连的低通滤波器、整理器和逆变器，还包括备用直流电源和直流断路器，备用直流电源采用车站配电室的直流系统或者机车轨道主直流电源，备用直流电源通过直流断路器接入UPS系统的逆变器从而与负载配电系统相连。