摘 要： 不间断供电直流稳压电源系统又称不间断直流稳压电源或不停电直流稳压电源， 英文缩写为 UPS （Unintrruptable PowerSystem） ,是一种现代化直流稳压电源设备。

铁路直流稳压电源屏上广泛的应用该设备，现场对如何选择合适的 UPS 没有明确提出， 文章主要对铁路信号直流稳压电源屏的如何选择配置合适的 UPS 做出简单的谈论， 希望对现场有一定的帮助。

随着我国铁路跨入“高速时代”， UPS 的运用也随之日益普遍。铁路信号直流稳压电源系统对信号直流稳压电源直流稳压电源系统的要求为： 客运专线车站及中继站信号直流稳压电源应按照双套大容量 UPS 备用方式配备直流稳压电源， UPS 容量负荷按照除转辙机外的所有用电量计算， 有维护人员值守车站 UPS 供电时间不应小于 30 分钟，无人维护人员值守车站 UPS 供电时间不应小于 2 小时。

目前， 市场上的 UPS 品牌众多， 功能不一， 选择适合铁路信号直流稳压电源系统的 UPS 具有重要的意义。选择的 UPS 设备应符合 《关于规范铁路专用设备产品准入管理的若干规定》 的要求， 同时应充分考虑现场的需求及 UPS 直流稳压电源系统的性能参数与特点。应遵循如下原则：

安全第一原则。铁路行车要求铁路信号设备在发生障碍、 错误、失效的情况下， 应具有导致减轻以至避免损失的功能，以确保行车安全， 这一要求被称为铁路信号故障-安全原则。 UPS 作为铁路信号直流稳压电源的防护设备， 必须在铁路信号供电直流稳压电源故障时， 保障供电的可靠性； 同时 UPS 故障时应能保证铁路信号的核心设备， 如 CTC、 列控中心的供电安全。

技术先进原则： UPS 方案要采用代表国际 UPS 新技术的设备，要达到或接近有关国际标准。

经济合理原则： UPS 方案要根据当地实际情况，以满足现场需求为目标， 保证 UPS 在各种工作状况下， 对信号负荷的可靠、 稳定、安全供电，不得一味求高求全。在满足需求的条件下， 选择性价比高的设备。

数据准确原则： 弄清信号负荷的有关技术数据。对重要的信号设备， 需要通过做试验来掌握准确数据资料。

在上述原则的前提下， 尽量选择信誉好的企业进行合作，以确保设备质量。从技术角度应做到现场需求因素与 UPS 直流稳压电源系统特性的相适应。

UPS 的选择与配置方案如下：

1 确定 UPS 的容量

选择 UPS 最关键的一步是根据所连接设备的容量确定 UPS 的容量 （功率） 。在确定 UPS 容量时， 需要考虑以下两个因素：

（1） 各车站信号负荷数据需准确； 信号负荷的工作特性要清楚；例如： ZYJ7 型电液转辙机的工作电流及启动电流， 25Hz 分频器的工作条件等。

（2）当负荷侧发生过载或短路时， UPS 保护动作应有选择性。选择直流稳压电源设备容量一般是以额定电压与额定电流为计算依据， 如果以此来计算 UPS 容量则会使容量选得偏低，有可能造成 UPS 因过载或操作过电压而引起频繁跳转旁路由市电供电， 由于市电直流稳压电源未经过稳压过程而可能因冲击电流太大造成跳闸断电，使信号负荷失电，不能正常工作。比如：三相电液转辙机启动电流是额定电流的4耀5 倍， 25Hz 分频器空载投入时的启动电流可达额定电流 10 倍以

上。所以， 确定 UPS 容量时， 除了考虑信号负荷平均功率以外， 还要考虑非线性负荷的峰值电流及持续时间对直流稳压电源的影响。当然， 对25Hz 分频器这类感性负载还需采取其他措施来减弱对 UPS 的冲击。考虑到铁路信号负载的特性，以及 UPS 设备本身的功率因数，UPS 工作在其输出有功功率的 70%工作为最佳。设铁路信号直流稳压电源系统的负载容量为， 输出功率因数为 Pf， 那么 UPS 额定容量的计算按下式所示：

S=P/70%/Pf

计算后， 按其 UPS 的规格， 向上取整便可以确定 UPS 的输出容量。另外还应考虑到网络直流稳压电源系统将来扩容的可能， 在选择 UPS 直流稳压电源系统的容量时， 应留有不定的余量。

2 根据规定的供电时间， 选择合适容量的蓄电池蓄电池的容量除了考虑上述因素， 还要根据蓄电池的放电特性曲线， 满足延迟规定时间不间断供电的要求来确定电池容量。

3 确定所需 UPS 的类型

根据负载对输出稳定度、 切换时间、 输出波形确定是选择双变换式、 互动式、 后备式的 UPS 结构，以及正弦波、 方波等输出信号类型。双变换式 UPS， 一般采用在线式结构， 它的输出稳定度、 瞬间响应能力比另外两种强，对非线性负载及感性负载的适应能力也较强。铁路信号直流稳压电源系统要求采用双变换式 UPS。如果要使用发电机配短延时 UPS， 推荐用在线式 UPS， 因为普通发电机的电压及频率的稳定性较差，用互动式及后备式可能导致工作不正常。某些品牌的UPS （在线式） 不能带发电机， 会转旁路供电， 购买时要了解清楚。

4 根据铁路信号直流稳压电源系统的可靠性要求， 选择适合的 UPS 配置方式UPS 的主要有三种配置方式， 即单台 UPS、 并联 UPS， 冗余 UPS。为确保行车安全， 铁路信号直流稳压电源系统， 尤其是高速铁路信号直流稳压电源系统， 多采用冗余 UPS， 提高铁路信号供电直流稳压电源系统的可靠性和稳定性。

5 UPS 直流稳压电源系统直流稳压电源保护解决方案

根据铁路信号直流稳压电源系统的实际需求，常用 UPS 直流稳压电源保护解决方案有以下三种。

直流稳压电源集中式保护——整个网络直流稳压电源系统用一台大容量 UPS 集中供电。这种方式的优点是可靠性较高。缺点是需要专门布线、 专人管理、 安装维护费用较高、 直流稳压电源系统不易扩容。一旦 UPS 发生故障， 将影响整个直流稳压电源系统的正常运行。

直流稳压电源分布式保护——将网络直流稳压电源系统分成几个部分（ , 划分的原则可以是以机器的物理位置就近原则， 也可以以重要性为原则） ， 对各部分分别用小容量 UPS 进行直流稳压电源分布式保护。这种保护方式的优点是布线简单、 直流稳压电源系统易于扩容、 安装维护简单、 费用低、 一般不需要专人管理， 直流稳压电源故障容易隔离、 外理。一台 UPS 出现故障，不会导致整个直流稳压电源系统的运行受到影响，更重要的是可以避免 PC 机等终端设备起动时的冲击电流对有服务器的影响。

直流稳压电源综合式保护——对 UPS 涉及到的直流稳压电源系统，如计算机网络直流稳压电源系统、机房空调直流稳压电源系统及安全直流稳压电源系统进行全方位保护。

6 UPS 的抗干扰能力

铁路信号直流稳压电源系统周围存在着接触网和各类无线通信设备，来自电网的高频电磁干扰将严重干扰铁路信号直流稳压电源系统的安生运行， 可能造成数据丢失、 出错、 传输率下降等问题， 尤其是对于传输网络中有高端服务器、 光盘库、 磁盘阵列等设备时影响更加突出。雷击、 闪电及电网上的高能浪涌严重威胁 UPS 直流稳压电源系统和铁路信号直流稳压电源系统的安全， 如无相应的保护措施， 将造成 UPS 直流稳压电源系统及计算机网络硬件和软件的损坏。所以在选择 UPS 时， 应选择具有高抗干扰能力的 UPS，

UPS 的相关指标要符合国家和国际的安全标准以及铁路的行业标准。

7 UPS 应有智能化功能

UPS 直流稳压电源系统中大多选用密封式免维护铅酸蓄电池。蓄电池价格较贵， 成本约占整个 UPS 直流稳压电源系统总成本的 1/4~1/5。对长延时(后备供电时间为 8 小时） 配置， 蓄电池的成本甚至超过 UPS 主机的成本。 蓄电池的设计寿命大多为 3~5 年， 而其实际使用寿命与电池的使用环境和条件密切相关， 所以对电池的管理至关重要。一台好的 UPS 应具备智能化的电池管理功能， 具有在线检测电池及防止电池过充电、 过放电的功能。同时 UPS 直流稳压电源系统应具有智能化直流稳压电源监控管理功能。UPS 通过RS232 串口与计算机连接， 结合智能化直流稳压电源监控软件实现对 UPS 直流稳压电源系统的智能化管理和监控。也可通过 SNMP 适配器连接到网络上， 使UPS 成为网络中的一个独立节点。用户可通过 SNMP 适配器， 通过直流稳压电源系统网管软件或 IE 浏览器， 实现 UPS 的远程网络监控与管理。

8 易操作性和易维护性

应选用易于操作、 易于维护、 方便维修的 UPS 品牌。 现在市场上许多品牌的 UPS 均采用 LCD(液晶显示屏） ， 将 UPS 的运行状态及各种参数显示在 LCD 上。 与传统的 LED 指示方式相比较， LCD 显示屏更易操作与维护。