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[摘 要] UPS做为AFC系统中主要组成部分，其主要作用是AFC系统各设备在出现供电问题时，提供一定时间的后备供电支持。对于选择合适的UPS不仅可以确保AFC系统以及地铁运营稳定、可靠地运行，而且可以有效地控制购买和维护成本。
[关键词]AFC系统 UPS 售票机
中图分类号：TU211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0273-01
1. UPS介绍
UPS的英文全称是Uninterruptible Power Supply，意为不间断电源系统，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不问断电源。主要为通信系统，计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供不问断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它逐向机内的蓄电池充电；当市电中断（事故停电）时，UPS立即将机内蓄电池的电能通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。
1.1 主要作用
停电保护：瞬间停电时立即由UPS将电池直流电源转换成交 流电继续供电。
高低电压保护：市电电压过高或过低时UPS内建稳压器（AVR）将做适当的调整，使市电的电压保持在可使用的范围，若电压过低或过高超过可使用范围，UPS将电池直流电源转换成交流电继续供电，以保护用户设备。
波形失真处理：由于电力经由输配电线路传送至客户端，各种机器设备的使用，往往造成市电电压波形的失真，因为波形失真将产生谐波干扰设备且会使电力系统变压器温度升高，一般要求失真率<5%，一般UPS设计失真率<3%。
频率稳定：市电频率分为50Hz/60Hz两种，所谓频率就是每一秒变动的周期，50Hz就是每秒50周次，台湾市电的频率是60Hz，大陆是50Hz.发电机运转时受到客户端用电量的突然变化造成转速的变动将使转换出来的电力频率飘移不定，UPS转换的电力可提供稳定的频率。
电压稳定：市电电压易受电力输送线路品质的影响，离变电所较近的用户电压较高约130～120V，离变电所较远的用户电压较低约100～90V，电压太高或太低会使用户设备缩寿命，严重时会烧毁设备，使用在线式UPS可提供稳定的电压电源，电压变动不到2V，可延长设备寿命及保护设备。
1.2 分类
UPS主要分为两大类三种形式：一类是后备式，另一类是在线式，还有一种介于两者之间的在线互动式。
后备式：UPS的逆变器是并联在市电和负载之间的，在市电正常时，逆变器不工作，由市电向负载供电，只有在市电异常时，逆变器才向负载提供质量较高的电源。当市电断电时，电池组经逆变电路逆变成220V、50Hz的交流电路输出。最适用于保护单台PC机或工作站，能为您解决常见电源故障中的三大故障，包括电源中断、电压下陷及电压浪涌。
在线式：在线式UPS工作原理是输入的市电经整流滤波后，一方面经逆变后变成纯净的50Hz、220V交流电压输出。另一方面经充电器输出直流电给电池组充电，在市电中断时，由电池组经逆变电路逆变成220V、50Hz的交流电输出，零时间自动转换，有效地保证输出不间断的电源，全面解决市电中存在的电源故障，提供高层次的电源保护，适用于保护关键系统、重要数据，被广泛应用于数据中心、大型网络、行业系统（金融、邮电、医院、电力、航天航空、军事等）。
在线互动式：在线互动式UPS的逆变器连接方式与被动后备式相 同，只不过在线互动式UPS的逆变器，在市电正常时作为充电器使用，在市电异常时才自动转为逆变器，因此它的可靠性较高。
2. UPS在南京地铁AFC系统中的应用
2.1 UPS的应用介绍
目前，UPS在AFC系统中的应用非常广泛。就南京地铁AFC系统来说，所有设备都配有UPS。主要分为三个级别：
中央级：主要是针对AFC中央设备（包括中央各类服务器、工作站等）进行保护，采用在线式UPS，双机热备机制。
车站级：主要是针对AFC车站设备（包括车站服务器、工作站和半自动售票机等）进行保护，采用在线式UPS。
设备级：主要是针对AFC车站的自动检票机和自动售票机进行保护。自动检票机三条线路均采用后备式UPS，而自动售票机一号线采用后备式、二号线和南延线则采用在线式。
2.2 现状介绍
通过对比不同设备所选用的UPS及其使用情况，可以帮助我们更合理的进行选择，既满足设备使用需要，又考虑到节约采购和维护成本。以下就以各设备的UPS使用情况及配置进行简单介绍：
中央级：中央设备主要以各种服务器为主，是整个AFC系统的中枢和核心，其重要性在系统中是最高的，如果出现设备断电将影响全线设备和数据造成重大故障。因此必须使用高可靠性的ups并采用双机热备的机制确保系统运行正常。就南京地铁来讲，中央ups故障的情况极少，且采用了双机热备的机制，至今尚未因供电问题导致系统故障。
车站级：目前主要负责南京地铁AFC系统车站服务器和工作站以及半自动售票机等设备的供电保障。由于车站服务器和半自动售票机故障可能出现影响全站运营服务的情况。因此，车站级ups也应具备较高的在线式。
设备级：目前主要负责南京地铁AFC系统自动售票机和自动检票机的供电保障。由于单台设备的故障并不会对车站整体的运营服务造成很大的影响，考虑到购买和维护成本因素。因此，主要采用了成本较低的后备式UPS。当然，为进一步提高可靠性，在二号线和南延线的自动售票机采用的是在线式UPS。
3. 今后UPS选用思考
3.1 半自动售票机UPS选型思考
目前，南京地铁半自动售票机所用的UPS是车站级UPS，即与车站服务器和工作站等设备共用一台在线式UPS。其优点是UPS的功能较多且可靠性较高。当然，同时也存在一定的潜在风险，一是一旦该UPS自身出现故障会使得所有半自动售票机无法工作，造成大面积故障影响乘客服务；二是成本增加，一个车站有多台半自动售票机接入同一UPS，势必要选用容量较大的型号，无形中增加了购买和维护成本。
因此，为降低同一时间段全部半自动售票机无法工作而严重影响乘客服务质量和进一步降低建设、运营维护成本。个人认为将半自动售票机UPS纳入设备级，为每台半自动售票机选配一台小型后备式UPS更为合理。
3.2 自动售票机UPS选型思考
目前，南京地铁一号线自动售票机采用后备式，而二号线和南延线采用在线式。作为设备级采用单台小型UPS是比较合理的，可以有效地避免因UPS本身的故障导致全部自动售票机无法工作。但采用后备式还是在线式因根据设备本身特点、性能综合考虑的。
4 .结束语
UPS在afc系统中的作用十分广泛，几乎涵盖了所有设备。因此，如何选用合适的ups是非常重要的，在进行选择时应该注意根据需求选择适合的，不能一味要求功能要多要全、容量要大要多，设备要多先进。所以我们必要对设备需求和ups功能、性能进行认真分析和研究，选择适当的ups，确保设备在出现供电中断的时候能够提供必要电力保障的同时，也兼顾投入的购买和维护成本。
参考文献
[1]周志敏等 《UPS应用与故障诊断》.中国电力出版社 2008（4）.
[2]张颖超等 《UPS原理与维修》.化学工业出版社 2011（3）.
[3]《UPS（不间断电源系统）选购常识》.中华IT学院 2010（11）.
[关键词]AFC系统 UPS 售票机
中图分类号：TU211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0273-01
1. UPS介绍
UPS的英文全称是Uninterruptible Power Supply，意为不间断电源系统，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不问断电源。主要为通信系统，计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供不问断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它逐向机内的蓄电池充电；当市电中断（事故停电）时，UPS立即将机内蓄电池的电能通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。
1.1 主要作用
停电保护：瞬间停电时立即由UPS将电池直流电源转换成交 流电继续供电。
高低电压保护：市电电压过高或过低时UPS内建稳压器（AVR）将做适当的调整，使市电的电压保持在可使用的范围，若电压过低或过高超过可使用范围，UPS将电池直流电源转换成交流电继续供电，以保护用户设备。
波形失真处理：由于电力经由输配电线路传送至客户端，各种机器设备的使用，往往造成市电电压波形的失真，因为波形失真将产生谐波干扰设备且会使电力系统变压器温度升高，一般要求失真率<5%，一般UPS设计失真率<3%。
频率稳定：市电频率分为50Hz/60Hz两种，所谓频率就是每一秒变动的周期，50Hz就是每秒50周次，台湾市电的频率是60Hz，大陆是50Hz.发电机运转时受到客户端用电量的突然变化造成转速的变动将使转换出来的电力频率飘移不定，UPS转换的电力可提供稳定的频率。
电压稳定：市电电压易受电力输送线路品质的影响，离变电所较近的用户电压较高约130～120V，离变电所较远的用户电压较低约100～90V，电压太高或太低会使用户设备缩寿命，严重时会烧毁设备，使用在线式UPS可提供稳定的电压电源，电压变动不到2V，可延长设备寿命及保护设备。
1.2 分类
UPS主要分为两大类三种形式：一类是后备式，另一类是在线式，还有一种介于两者之间的在线互动式。
后备式：UPS的逆变器是并联在市电和负载之间的，在市电正常时，逆变器不工作，由市电向负载供电，只有在市电异常时，逆变器才向负载提供质量较高的电源。当市电断电时，电池组经逆变电路逆变成220V、50Hz的交流电路输出。最适用于保护单台PC机或工作站，能为您解决常见电源故障中的三大故障，包括电源中断、电压下陷及电压浪涌。
在线式：在线式UPS工作原理是输入的市电经整流滤波后，一方面经逆变后变成纯净的50Hz、220V交流电压输出。另一方面经充电器输出直流电给电池组充电，在市电中断时，由电池组经逆变电路逆变成220V、50Hz的交流电输出，零时间自动转换，有效地保证输出不间断的电源，全面解决市电中存在的电源故障，提供高层次的电源保护，适用于保护关键系统、重要数据，被广泛应用于数据中心、大型网络、行业系统（金融、邮电、医院、电力、航天航空、军事等）。
在线互动式：在线互动式UPS的逆变器连接方式与被动后备式相 同，只不过在线互动式UPS的逆变器，在市电正常时作为充电器使用，在市电异常时才自动转为逆变器，因此它的可靠性较高。
2. UPS在南京地铁AFC系统中的应用
2.1 UPS的应用介绍
目前，UPS在AFC系统中的应用非常广泛。就南京地铁AFC系统来说，所有设备都配有UPS。主要分为三个级别：
中央级：主要是针对AFC中央设备（包括中央各类服务器、工作站等）进行保护，采用在线式UPS，双机热备机制。
车站级：主要是针对AFC车站设备（包括车站服务器、工作站和半自动售票机等）进行保护，采用在线式UPS。
设备级：主要是针对AFC车站的自动检票机和自动售票机进行保护。自动检票机三条线路均采用后备式UPS，而自动售票机一号线采用后备式、二号线和南延线则采用在线式。
2.2 现状介绍
通过对比不同设备所选用的UPS及其使用情况，可以帮助我们更合理的进行选择，既满足设备使用需要，又考虑到节约采购和维护成本。以下就以各设备的UPS使用情况及配置进行简单介绍：
中央级：中央设备主要以各种服务器为主，是整个AFC系统的中枢和核心，其重要性在系统中是最高的，如果出现设备断电将影响全线设备和数据造成重大故障。因此必须使用高可靠性的ups并采用双机热备的机制确保系统运行正常。就南京地铁来讲，中央ups故障的情况极少，且采用了双机热备的机制，至今尚未因供电问题导致系统故障。
车站级：目前主要负责南京地铁AFC系统车站服务器和工作站以及半自动售票机等设备的供电保障。由于车站服务器和半自动售票机故障可能出现影响全站运营服务的情况。因此，车站级ups也应具备较高的在线式。
设备级：目前主要负责南京地铁AFC系统自动售票机和自动检票机的供电保障。由于单台设备的故障并不会对车站整体的运营服务造成很大的影响，考虑到购买和维护成本因素。因此，主要采用了成本较低的后备式UPS。当然，为进一步提高可靠性，在二号线和南延线的自动售票机采用的是在线式UPS。
3. 今后UPS选用思考
3.1 半自动售票机UPS选型思考
目前，南京地铁半自动售票机所用的UPS是车站级UPS，即与车站服务器和工作站等设备共用一台在线式UPS。其优点是UPS的功能较多且可靠性较高。当然，同时也存在一定的潜在风险，一是一旦该UPS自身出现故障会使得所有半自动售票机无法工作，造成大面积故障影响乘客服务；二是成本增加，一个车站有多台半自动售票机接入同一UPS，势必要选用容量较大的型号，无形中增加了购买和维护成本。
因此，为降低同一时间段全部半自动售票机无法工作而严重影响乘客服务质量和进一步降低建设、运营维护成本。个人认为将半自动售票机UPS纳入设备级，为每台半自动售票机选配一台小型后备式UPS更为合理。
3.2 自动售票机UPS选型思考
目前，南京地铁一号线自动售票机采用后备式，而二号线和南延线采用在线式。作为设备级采用单台小型UPS是比较合理的，可以有效地避免因UPS本身的故障导致全部自动售票机无法工作。但采用后备式还是在线式因根据设备本身特点、性能综合考虑的。
4 .结束语
UPS在afc系统中的作用十分广泛，几乎涵盖了所有设备。因此，如何选用合适的ups是非常重要的，在进行选择时应该注意根据需求选择适合的，不能一味要求功能要多要全、容量要大要多，设备要多先进。所以我们必要对设备需求和ups功能、性能进行认真分析和研究，选择适当的ups，确保设备在出现供电中断的时候能够提供必要电力保障的同时，也兼顾投入的购买和维护成本。
参考文献
[1]周志敏等 《UPS应用与故障诊断》.中国电力出版社 2008（4）.
[2]张颖超等 《UPS原理与维修》.化学工业出版社 2011（3）.
[3]《UPS（不间断电源系统）选购常识》.中华IT学院 2010（11）.