整合UPS系统断路器状态监测技术改造

整合UPS系统断路器状态监测技术改造

1李浩,2郝迎生,3吕姝婷 ,4晁玉敬

济南轨道交通集团第一运营有限公司  250100

【摘要】

轨道交通UPS整合系统主要给ISCS系统（综合监控系统）、自动售检票系统、门禁系统、PIS系统（乘客信息系统）、OA系统（办公）等多个重要系统提供不间断电源。由于UPS整合系统对以上系统提供两路冗余热备电源，如有一路电源故障就会自动转至另一路。这时设备虽然可以正常供电，但是故障路电源没有报警信息无法第一时间发现故障。所以，对整合UPS系统断路器进行状态点位的改造。

整合UPS系统断路器状态监测改造更加完善了UPS系统的功能性，当输入柜、馈线柜中任意断路器跳闸时会第一时间通过综合监控系统工作平台显示和告警，提示维护人员及时到达现场确认设备状态，可大大缩短故障应急时间。

【关键词】UPS整合系统状态监测 可靠性

一、项目立项的意义及背景

（一）项目背景

轨道交通UPS整合系统主要给ISCS系统、自动售检票系统、门禁系统、PIS系统、OA系统等多个重要系统提供不间断电源。为使UPS整合系统达到较高的稳定性，所以就要对UPS系统内部监视情况有很大的提高。当UPS整合系统两路冗余热备电源中一路电源故障时，设备虽然可以正常供电，但是故障路电源没有报警信息，维修人员无法第一时间发现故障，所以对此进行监视改造。

（二）项目意义

该项目对地铁车站UPS系统馈线柜和输入柜进行改造，降低了因为冗余电源切换后系统单路运行断电的风险，从而避免给ISCS系统、自动售检票系统、门禁系统、PIS系统、OA系统等多个重要系统停电而影响到乘客的服务和列车的运行，缩短了维护人员故障应急处理时间，提高了员工作业效率，同时避免了大量人力、物力的浪费。

各站UPS整合系统配备2台UPS主机、1台输入柜及1台馈线柜（需改造）、1台稳压柜、2组电池，通过RS485通讯方式MODBUS RTU协议采用总线型网络拓扑结构通过串联方式与地铁综合监控系统内FEP（前置机）进行通讯，然后对FEP设备内进行数据链路配置，目前两组冗余电池占用了FEP一个端口，使电池信息能在综合监控系统工作站界面上查看数据信息，其余设备占用另一个RS485通讯端口，通过综合监控工作站的监控、告警，实现对UPS整合系统输入柜及馈线柜内断路器的状态监视。

二、UPS系统总线型网络

（一）工况分析

地铁车站内UPS系统总线型网络结构通过MODBUS RTU协议采集现场设备状态，需设置4个通信地址，UPS主机2个、馈线柜1个、市电输入柜1个。

改造前各专业断路器采用热备冗余供电方式，当一路电源故障，断路器就会自动跳至运行备路。这时设备虽然可以正常供电，但是故障路电源没有报警信息值班检修人员无法第一时间发现故障，只有去车站检修巡视时才会发现，浪费较大的人力物力进行设备状态的巡视核对。如图1。

图1 整合UPS系统断路器状态图

（二）设计思路

通过拓扑原有两台UPS主机，整合UPS主机RS485通讯总线至系统馈线柜、输入柜原有触摸屏的RS485通讯端口，实现综合监控系统通过RS485通讯采集柜内的状态点位，并发出报警信息，使异常状况在故障之前得到处理，避免供电电源故障扩大化。

三、系统的实施

（一）配置馈线柜、输入柜的通讯地址

通过配置馈线柜、输入柜的通讯模块，柜内通讯协议为MODBUS RTU协议，然后采用RS485通讯线缆采集柜内的控制面板通讯点，通讯地址码分别设置为14、13。

（二）通过综合监控系统的FEP前置机对现场设备状态进行采集

从馈线柜接出1根RS485通讯线缆经输入柜接入到UPS主机通讯模块。如图2。

图2 UPS主机通讯模块

这样就形成一个完整的RS485通讯链路。这时把RS485通讯线缆接入到FEP，在FEP中添加地址码13、14的数据链路，在综合监控数据库计算出相应的点号，并完成配置。

（三）综合监控界面设置

通过对综合工作站进行建模、着色画出与现场断路器状态相对应描述的图元（界面：合闸使用状态是红色策略；分闸断电状态是绿色策略）。同时配置综合监控系统服务器内的点位信息把UPS系统的合分闸配置成事件及告警。对工作站进行数据更新及服务器数据的重启完成后即可通过综合监控工作站及时发现断路器动作信息，当市电断电及倒闸时也可以查询设备合分闸及动作时间。如图3。

图3 整合UPS系统断路器状态监测显示画面

四、实施效果及推广价值

（一）实施效果

该项目实施后经过多次实际应用监测到因变电所倒闸而影响UPS系统动作，通过该功能可以及时查看UPS整合系统各断路器分合闸状态，无需人员到达现场即可确认现场设备的信息，一旦出现紧急故障，各断路器动作完毕后可以通过事件信息及报警及时发现，保障了下端负荷设备“实监测、零断电、无风险”，提高了UPS整合系统在地铁行业中保障各专业设备的可靠性和稳定性。

（二）推广价值

目前，城市轨道交通行业多数采用UPS

主机进行自行监测，未对下端负荷断路器进行实时监测，尤其对于环境较复杂，供电要求较严格的设备未进行状态信息上传和监测，让维护和检修人员无法第一时间发现到达现场，存在较大的风险隐患。对于整合UPS系统断路器状态监测这项功能，应加大推广力度，此项技术改造不止应用于轨道交通行业内，同时对于建筑消防、数据网络服务、安防监控等重要行业进行推广，进一步提高设备的稳定、可靠性。

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