地铁弱电系统UPS蓄电池使用及维护于峰伟

地铁弱电系统UPS蓄电池使用及维护于峰伟

于峰伟

深圳市地铁集团有限公司运营总部客运三分公司广东深圳518000

摘要：本文主要围绕地铁弱电系统运行过程中UPS蓄电池使用和维护工作展开分析，通过分析其系统整合以及电池检测和维护工作过程中的注意事项等，探究推动ups蓄电池更好地应用的方法。

关键词：地铁；弱电系统；UPS蓄电池；使用及维护

随着地铁建设不断发展完善，地铁弱电系统建设也逐渐变得复杂，不同系统的UPS建设等也出现了诸多问题，最直接的影响就是造成了大量不必要的供电浪费，同时也给地铁整体运行等工作造成了一定的影响。为了解决该类问题，必须及时对其进行整合，提高UPS的供电效率。

1.UPS蓄电池概念及工作原理

UPS的作用主要可以围绕两方面解答，一方面是UPS在储能方面起到的作用，这也是在地铁系统运行过程中应用UPS的主要原因之一，目的是当地铁系统在外来因素的影响下出现停电以及电力故障等问题时，UPS供电系统可以及时为弱电系统的各项工作提供电能支撑，推动弱电系统可以按照既定的工作流程顺利运行。在此过程中，UPS在日常工作过程中将电能以化学能等形式存储了起来，再在关键时刻将化学能再度转化为电能，涉及到化学等方面的知识，对各项工作顺利开展意义重大。铅酸蓄电池是经常使用的UPS蓄电池类型，根据地铁弱电系统及其具体各环节要求不同，应当使用的蓄电池数量以及蓄电池使用时长等也会存在差异。将电池通过串联的方式连接起来，在极板间插入稀硫酸溶液，蓄电池即可用于实际各项工作。在进入充电状态之后，正极板是二氧化铅，而负极板上则是海绵状的铅。在完成放电时侯，正负极板会随之发生变化，两个极板上都会产生硫酸铅，同时其形状相对比较细小也比较松软，等到再次充电之后，正负极板又会恢复到原来的二氧化铅以及海绵状铅形态。下图为铅酸蓄电池工作过程中电池内部发生反应的方程式，通过该公式，可以帮助大家对UPS蓄电池电能和化学能之间的转化等形成更为完整准确的认识。

Figure1电池内部反应方程式

2.地铁弱电系统UPS电源供电方式及特点

在当前城市地铁建设以及轨道建设过程中，结合失电影响程度以及用电可靠性等指标，将国内的轨道交通用电负荷划分了三级。第一是一级负荷，主要包括通信系统以及地铁运行的火灾报警系统，通过对该类系统进行UPS供电，可以保证在地铁出现失电等情况时，乘客的人身安全等不会受到影响。第二，UPS的形态不同，其应当使用的转换方式也会存在一定的差异。当UPS是在线双转化式时，在整流器等的作用下，可以及时输出交流电并且完成蓄电池充电等工作，在出现地铁失电等问题时，蓄电池则可以及时工作起来向弱电系统供电。双转换模式是UPS经常利用的一种模式，运用该类模式可以有效应对传统供电过程中出现的电流短路等问题，对电子设备造成的不利影响等也可以降到最低，信息保存等工作也可以按照原有方式顺利开展，报警机制等可以及时响起来。在该情况下，地铁弱电系统的整体供电能力以及UPS使用等都可以得到有效改善，对推动后续各项工作顺利开展等具有重要意义。

3.UPS蓄电池充放电

UPS充电过程中，主要使用两种方式。一种方式是均充，即直接使用恒大电流来完成充电工作，该类方式下蓄电池可以快速充满电，同时其持续的时间等也可以有效缩短。该类方法在蓄电池放电之后应用相对较广，同时对消除电池的电压偏差等也具有积极作用，在该种形式下，电压可以及时趋向平衡，对向弱电系统供电等具有重要意义。另一种充电方式叫浮充，该类方式充电过程中使用的是恒小电流充电，因而与前者相比，其充电的时间明显边长，充电速度以及充电效率等也存在明显的变化。但是该类方式可以补充电池因而充电等产生的亏损容量，其充电深度等也明显增加，对维持电池的良好性能，帮助电池长久使用等具有重要意义。应用UPS的监控模块等可以及时对这两种不同的充电方式进行调整转换，继而发挥UPS的最大性能，推动其各项工作按照合理方式开展。除了电池供电外，UPS蓄电池应用过程中还要加强对电池放电的关注。与充电相似，放电也包括两种形式，分别是用于失电和UPS主机切换的电池供电和日常维护行的蓄电池周期放电。在地铁系统工作过程中，当地铁系统的市政供电等出现问题时，UPS会及时做出反应并且放电以维护弱电系统各项工作正常运行。同时，当电压波动相对较大，超出UPS的工作范围时，UPS也会自动做出应急反应进行放电以维持各项工作合理开展。

4.地铁弱电系统UPS需求及整合

4.1通信和监控装置

通信装置在地铁弱电系统中占据重要地位，对维护地铁正常运行等具有重要意义。该系统运行过程中，网络设备和电子设备等的负载和用电需求占据了大部分，对集中供电等的要求也相对较多，在应用过程中必须加强重视。同时，通信和监控装置在运行过程中需要供电持续有效，如此才能合理开展后续相关工作，特别是门禁、自动检票和售票等位置，要求必须应用该类操作。为了满足其运行需求，地铁弱电系统整合等过程中必须应用UPS供电来完成上述各项操作。

4.2安全门系统的驱动电源

安全门和屏蔽门在地铁弱电系统中相对比较特殊，其运行需要的电源明显不同于通信和监控等装置运行需要的电源。由于安全门系统的驱动电台主要在站台上分布，因而其冲击电流相对较大，同时功率因数也处在低水平，当采用综合供电的方式进行供电时，电压的稳定性以及电压的安全质量等都会受到影响，出现电压不稳定等后果，盲目进行整合可能会产生其它不良后果，影响各项工作合理开展。为此，必须加强对安全门系统独立安装和设置等工作的重视，充分考虑其系统运行过程中的特点，维护蓄电池和驱动电源等的质量。

4.3变电所

新型供电系统应用过程中，必须加强对变电所的重视，充分发挥变电所的作用，从才能推动地铁弱电系统等各项工作顺利开展。一般来说，在地铁运行系统中，弱电系统以及变电所主要围绕地铁两端分布，而负荷中心则主要分布着电源，该类分布方式使得变电所的负载跨度等明显增加，供电距离等也明显加长，这就导致线路压降等明显变大。在该情况下，直接进行变电所整合等工作将会导致变电站运行等出现问题，电压出现供应不稳定以及电流短路等情况，严重者可能导致地铁运行瘫痪，影响地铁其它各项工作的合理开展，不利于地铁正常运行。为了避免该类问题，应当将变电所从地铁各类系统整合过程中分离出去，使其可以保持工作的独立性和完整性，为地铁工作等提供良好稳定的电源。

4.4应急照明系统

应急照明系统在工作过程中与安全门系统存在一定的相似之处，其电感性的负载方式决定了在地铁系统用电整合过程中只能独立设置，而不是参与系统整合。应急照明系统在地铁系统中分布较广，可以说是分布于地铁系统的各个角落，对应对突发状况和其它各类问题等具有重要意义。当将应急照明系统和地铁其它系统整合起来之后，当地铁出现失电等问题时，应急照明系统受到电源整合等的影响，可能也会陷入停电等状态中，这对发挥其应有作用等是极为不利的，为了解决该类问题，必须将其单独分离出来，使其独立运行，必要时给予相关人员帮助。在应急照明系统的帮助下，人员疏散等过程中出现秩序问题的几率会大大降低。

4.5火灾自动报警系统

火灾报警系统主要有防火阀电源箱和蓄电池等组成，弱电系统供电必须满足其耐火等级等需求才能合理开展。为了保证其各项工作顺利开展，必须及时对系统中的各项构件等进行检验认证，才能使其在日常工作过程中发挥积极作用。为了避免火灾自动报警系统在运行过程中受到其它因素的影响，应当对其进行单独处理，保障其各项工作合理开展。

5.电池性能检测

除了对地铁运行系统中的子系统进行整合外，还应当采取合理措施，及时对电池的性能等展开检测工作，主要可以分为电压检测和容量检测两部分。一般来说，为保证检测的合理性，影响在长时间浮充之后再开展电池电压的检测工作，单位电压一般是2.25V，则整块电池的电压应当为13.5V。均充状态下也可以开展电池电压检测工作，其单位电压一般在2.3V到2.4V之间，其整块电池的电压也会变得更大，最大可达到14.4V，最小也能到14.1V.容量检测工作一般在常温状态下开展，要求地铁系统的相关工作人员按照具体标准，采用持续放电的方法，记录放电过程中电压下降1.8V的具体用时，继而结合公式开展电池容量计算工作。当计算出的结果

表明电池容量高于额定容量时，即可做出电池容量合格的判断。

6.电池日常维护注意事项

除了对地铁系统的UPS需求进行整合并进行电池维护工作之外，日常地铁运行过程中也应当加强对UPS蓄电池基本维护工作的重视。首先应当保证电池表面没有灰尘等物质，电池的外观良好并且没有出现被腐蚀等迹象，当出现被腐蚀问题时，应当及时使用防护油等进行改善。当电池出现明显的膨胀等现象时，工作人员应当及时采取电池更换等工作，避免问题扩大化，导致其它串联的电池受到影响。

7.小结

地铁弱电系统UPS蓄电池使用和维护工作涉及多方面内容，除了必要的整合外，也要加强对日常细节检测和维护等工作的重视，综合处理蓄电池运行的各方面问题，保障地铁弱电系统安全平稳运行。

参考文献：

[1]王金辉.谈UPS电源在地铁中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（18）：6698-6699.

[2]杜更哲.西安地铁电源集中监控可行性研究[J].建筑工程技术与设计，2015，（17）：1871-1871.