王炬強

即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護蓄電池）與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統設備。主要用于給設備提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應。在軌道交通行業(yè)有著十分重要的應用。例如地鐵屏蔽門系統，也需要安裝不間斷電源。

不間斷電源主要目的是為了在外部供電中斷時，仍能夠依靠蓄電池等儲電載體，給負載繼續(xù)輸出穩(wěn)定可靠的電源。例如廣州地鐵四號線屏蔽門控制系統就配置了一套UPS系統，在市政供電斷開的情況下，仍能輸出穩(wěn)定可靠的220V電源，使屏蔽門系統仍能繼續(xù)運行。

UPS系統給設備運行帶來了可靠的保障，但由于部分UPS系統是串聯接入到屏蔽門的供電系統中，也存在著由于UPS自身故障而引起中斷輸出的現象。若任何故障都會使UPS系統中斷輸出，則完全違背了“不間斷電源”的概念了。因此，一般UPS系統都設置有自動旁路功能，即當主要出現故障時，由旁路模塊將主外部電源直接供給負載。而部分UPS系統的旁路功能模塊集成在UPS主機內，當該模塊故障時，無法維修，嚴重時，甚至會令整機電源輸出中斷。廣州地鐵四號線屏蔽門的UPS系統就多次遇到了上述這個問題，下面就是我們探討解決該問題的經過及方法：

一、四號線控制UPS工作原理：

四號線（萬勝圍至金洲站）屏蔽門控制電源系統選用了普蘭特品牌的UPS，作用主要是將市電逆變穩(wěn)壓后輸出供給屏蔽門系統使用，并且能在市電中斷時作為備用電源使用，持續(xù)供給。

220V市電供給控制UPS主機（主機內含3個模塊），同時供給充電機，充電機會給控制控制UPS外置電池組充電（浮充狀態(tài)），電池組又會連接到控制UPS主機，控制UPS主機的輸出端會供給屏蔽門、安全門的控制電路。詳見圖1：

該套系統在未經優(yōu)化前，曾出現過以下四種情況：

1、外部市政供電正常，且UPS系統工作正常的情況下，220V市電會經過控制UPS主機逆變穩(wěn)壓后輸出，供給負載屏蔽門控制系統。

2、外部市政供電中斷時，該套UPS系統會消耗其外置電池組、UPS模塊等所儲存的電量，繼續(xù)供電給屏蔽門，確保屏蔽門可維持一段時間的運行。

3、當外部市政供電正常，而控制UPS模塊發(fā)生故障，或主機發(fā)生一些小故障時，市電可經過UPS系統主機的電子旁路裝置直接輸出到屏蔽門控制系統（無逆變），屏蔽門亦能繼續(xù)正常運行。

4、當外部市政供電正常，而控制UPS內部旁路模塊故障，市電無法經過UPS系統主機輸出到屏蔽門控制系統，屏蔽門設備無法繼續(xù)正常運行。

上述四種狀態(tài)中，前三種均未影響屏蔽門設備正常運行。第四種卻令負載完全失電，是用戶最不希望出現的狀態(tài)，特別是軌道交通行業(yè)，更不允許這種風險的存在，即使機率再低也不允許。

二、四號線控制UPS加裝旁路方案：

由于曾經發(fā)生過整個控制UPS主機故障（死機），UPS主機的電子旁路功能失效，導致主機無輸出。為了不把UPS從系統中拆除（因為拆除了，就沒有后備電源了，影響更大。），同時把上述第四種情況出現的風險去除，我們就想到了加裝外部旁路。

于是根據四號線屏蔽門控制UPS存在的原理，提出了在主機外部加裝自動旁路的技術改造方案（詳見圖2中藍色部分）。

外部旁路中，由KA繼電器負責檢測UPS主機是否有輸出，檢測無輸出時，接觸器KM1的線圈失電，接觸器KM2的線圈得電，兩個主接器切換，市電會經由旁路直接輸出到負載，跳過整套控制UPS。

三、加裝旁路的效果

在改造過程中，我們發(fā)現上述方案的投入較小，只需要幾個繼電器以及電線就可以進行改造了（詳見圖3）。且加裝后有以下幾個優(yōu)點：

1、加裝旁路后，如果發(fā)生整個控制UPS主機故障，主機無輸出的情況。系統會自動跳轉外部旁路，不影響屏蔽門的正常運行。這為屏蔽門的運行提供了保障，在軌道交通行業(yè)成為重要。

2、未加裝外部旁路時，更換UPS需要停用設備，對于地鐵屏蔽門來說，只能在非運營時間作業(yè)。加裝的外部旁路后，可以隨時進行拆裝更換，令日常設備檢修更加方便有保障。