摘要：地铁体系中通讯体系是地铁工程运营指挥，信号体系直接对全线列车运转有直接的操控和影响，地铁中的舒适、照明及排水体系、乘客正常出行的扶梯等均集中在机电类各设备中，为乘客供给高质量的出行服务，在异常状况下能迅速转变为供防灾求援和事故处理的指挥通讯体系。因为市电电网中接有各种各样的负载，对电网形成了搅扰和污染，恶化了供电质量，影响负载设备的正常运转，会导致服务器的数据丢失等问题出现，应急电源UPS供电体系给设备机房内用电设备供给保障，能够处理数据电源断电、电压尖峰、电压浪涌、频繁漂移、谐波搅扰，过欠压、电压动摇及噪声电压等电源体系搅扰问题，而且在线式UPS可保持在市电失效状况下，及时切换为设备供给电源保障。

关键词：地铁；弱电体系；UPS蓄电池；运用；维护

1、UPS电源的组成及作业原理

UPS电源体系包括整流器、改换器、储能电池和开关操控四部分。在此体系中，整流器完结稳压功用。它选用可控硅或高频开关整流器，可依据外电变化主动操控输出起伏。外电变化时，整流电压的输出起伏能保持一个根本稳定的状况，不会大起伏上下动摇。改换器改换频率首要取决于其振动频率。整流器在作业状况下会搅扰瞬时脉冲，电压经整流后并不能使这种脉冲搅扰完全消除。储能电池储存直流电能，就相当于为整流器连接了一个大容量电容器，使得电容两侧电压无法骤变。这其实运用了电容器对脉冲的滑润特性规避了脉冲搅扰，对蓄电池进行了净化。开关操控首要用于完结UPS电源体系的日常操作与维护。当外电正常时，给负载供电，同时给储能电池充电；当外电中断时，UPS电源开端作业，由储能电池给负载供电；当负载严重过载时，由外电经整流直接给负载供电。

2、地铁弱电体系UPS电源供电方法及特色

依据《地铁规划规范》GB50157-2013城市轨道交通的用电负荷依照用电牢靠性要求及失电影响程度分为三级。一级负荷是最重要的负荷，如通讯体系、信号体系、火灾报警体系等弱电体系，一旦失电将对行车、人员、财产安全构成严重威胁。因此西安地铁弱电体系由两路独立电源通过UPS供电。UPS电源选型为在线双转化式，UPS由市电输入输出滤波器、整流/PFC、DC/DC充电器、逆变器、旁路、电池和输出功用模块组成。当市电正常供电时，UPS能够看作是一台稳频稳压电源，通过整流器、逆变器向负载输出洁净交流电的同时又向蓄电池组充电。市电停电时，由蓄电池经逆变器向负载供电。在线双转化式UPS除了具有过流报警、短路报警、过压维护、短路维护、过载维护功用外还有一个特色，那就是不管有无市电供应，负载的悉数功率都由逆变器供给，确保高质量的电力输出，这关于轨道交通精细的电子设备来说十分重要。

3、蓄电池参数及作业原理

蓄电池是UPS的储能设备。市电正常供电时，它依靠充电电路将市电供给的电能转化为化学能储存起来。市电断电时，它将化学能转化为电能释放出来保持UPS不间断供电。西安地铁一号线弱电体系UPS选用荷贝克Power.comSB12V60Ah阀控式密闭铅酸蓄电池，额外电压12V，额外容量60Ah，额外放电电流6A，每块电池内部封装6个串联的2V单体，终止放电电压为1.8V/单体。蓄电池组数量依据各体系规划要求所要满足的后备时刻的长短而不同，电池间选用串联方法连接。铅酸蓄电池是由两组极板插入稀硫酸溶液中构成的。电池在充电后，正极板为二氧化铅PbO2，负极板为海绵状铅Pb；放电后，在两极板上都发生细微而松软的硫酸铅PbSO4，充电后又恢复为二氧化铅PbO2和铅Pb。

3.1、充电

充电方法有两种：均充和浮充。均充指恒大电流充电，其特色是充电速度快，持续时刻短。蓄电池放电后能够用均充法快速弥补电能。运用均充法还能够消除单个电池的电压误差，使电压趋于平衡。浮充指恒压小电流充电，其特色是充电时刻长，充电速度慢，意图是弥补电池因为自放电而亏损的小部分容量并增加充电深度。两种充电方法之间的转化由UPS监控模块主动操控。西安地铁弱电体系UPS的充电程序为先均充再浮充，依据电池放电程度，一般先均充12-48小时后再开端浮充。最大均充电流为6A，最高限压为2.35-2.40V/单体。最大浮充电流为0.12A，浮充电压为2.25V/单体。

3.2、放电

放电有两种状况：一是市电掉电或电压动摇在UPS作业范围之外UPS主机主动切换为电池供电。二是为延伸电池寿数而人工进行的周期性放电作业。依据西安地铁供电状况，主动切换首要发生在夜间双电源倒闸期间，倒闸结束则主动转入市电供电并同时对电池充电。而为延伸电池寿数所做的放电作业周期为三个月，放电时刻较长，需留意防止电池深度放电，当单体电压低于1.8V时持续放电易构成不可逆硫酸盐化，使充电恢复能力变差，严重危害电池，缩短其运用寿数。

4、电池功能检测

因为西安地铁弱电体系UPS蓄电池选用的是密封式铅酸蓄电池，充电时几乎没有腐蚀性气体释放，而且电解液的消耗十分少，在规划寿数内不需添加蒸馏水，所以关于电池功能的检查首要在于以下两点：电池电压和电池容量。

4.1、电压的检测

电池电压要在长时刻浮充后测量，每单体电压为2.25V，整块电池电压为13.5V；若是在均充状况，每单体电压在2.35V-2.40V之间，整块电池电压在14.1V-14.4V之间。

4.2、容量的检测

常温下，电池的容量是电池到达放电终止电压的时刻及放电电流大小的乘积。参照IEC896-11/DINEN60896-11标准，铅酸蓄电池一般进行10小时率容量测验。放电电流I=60Ah/10h=6A，放电终止电压为1.8V/单体，记载每单体电压下降至1.8V所用的时刻T，则测量出的电池容量C=I×T。只要测出的电池容量大于其额外容量，咱们就判定电池容量合格。

5、电池维护

（1）在日常巡检中应密切调查电池的外观，外表尘埃用干的无纺布擦除。电池的端极柱容易发生微小的电化学腐蚀，为了防止电池极柱氧化腐蚀，需定时向极柱添加防护油。运输设备过程中的磕碰有或许发生肉眼看不见的裂纹，通过一段时刻的充放电后，裂纹扩大会导致漏液，然后腐蚀电池架甚至形成钢结构柜体的损坏。假如有电解液溢出，使用氢氧化钾溶液中和，然后完全冲洗整个区域。若皮肤触摸电解液，需用清水充分冲洗。

（2）电池外壳膨胀，破裂甚至漏液时一般会伴随电池内阻升高，温度上升的现象，需要及时替换故障电池。因为很多电池串联，整个电池组端电压会到达DC430V以上，对人身构成致命威胁。因此替换电池的全程应穿戴绝缘手套和护目镜，做好防护。替换电池首先要断开电池充电器和输出空开，松开螺母并撤除电池的连接片，撤除电池，检查电池架、绝缘子、基座板处在杰出状况并替换任何有缺陷或可疑的零件。设备新电池，必定留意极性次序，即新电池的正极连至前一个电池的负极，负极连至后一个电池的正极。

（3）电池最佳作业温度在15℃-25℃之间，温度过低会削减电池容量，温度过高会缩短电池运用寿数，实验室数据标明，温度每升高10℃，化学腐蚀速率加快一倍，电池寿数削减一半。别的，在实际运用中应考虑到不同位置电池的温度差异，因为UPS主机运转散发很多热量，假如柜内通风不好，或者电池距离UPS主机过近，会形成单个电池温度升高影响其寿数，对整个体系的牢靠性形成影响。这一点需要在规划设备时分外留意。

定论

蓄电池作为UPS的储能设备，在市电失电时为负载供电，蓄电池的功能直接决议了通讯、信号、火灾报警等弱电体系的作业状况，关系到乘客的生命安全。作为轨道交通运营维保人员，应尽或许使蓄电池功能长时间保持在高质量、高牢靠性、高安全性的水平上。