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北京地铁S1号线UPS电源系统更新改造纪实

在轨道交通领域,设备更新改造是汇业达的“日常功课”。这一次,我们改造的是北京S1号线全线UPS电源系统的整体改造工程项目。S1号线,是北京市首条中低速磁悬浮地铁列车,也是中国第二条中低速磁悬浮线路。2017年开通全长约10.2 公里,全线设8座高架车站,1座车辆段,是连接门头沟区与北京中心城区的重要交通动脉。

自2017年开通以来,S1号线UPS电源系统已经高负荷运行了8年,面临着元器件老化严重、系统故障频发、运维成本攀升、供电安全等问题,更新改造迫在眉睫。


直面挑战:极限条件下的改造难题

在接到这个项目的时候,项目团队压力非常大,S1号线磁悬浮线路真的是太特殊了,现场条件也很复杂,但越是难啃的项目,汇业达人就更是勇往直前。最终技术团队通过多轮现场踏勘与方案推演,梳理出了贯穿施工全流程的七大核心难点:

1) 时间窗口极限:地铁夜间检修窗口仅3小时(00:00-03:30),需在极短时间内完成设备切换

2) 搬运环境复杂:部分站点(如石厂站)设备室位于夹层,无货梯,只能通过爬楼设备+人力搬运

3) 旧设备拆除难度大:旧设备带输出隔离变压器,重量大、安装复杂,且被其他机柜“夹持”,移位空间狭小

4) 电池组改造复杂:原电池组为50节×2组并联,需重新分组为32节×3组并联,现场存在4种不同布线方案

5) 接口兼容性风险:新设备需与既有配电系统、监控系统(PSCADA/BAS)无缝对接,协议兼容性存在不确定性

6) 现场条件不可预见:部分站点静电地板锈蚀、承重不足,电源线长度不足,挡水板设计缺陷等

7) 多站点同步推进:涉及全线10个安装部位,分布广、协调难,需精细化管理

 

定制化解决方案:精准施策,全线一盘棋

面对复杂挑战,汇业达为S1号线量身定制了"全线统一规划、分站精准实施"的UPS电源系统更新改造方案,以自主研制的HYD-UT33系列工业级工频UPS电源系统为核心,实现全线10个安装部位电源系统的统一标准、统一监控、统一运维。

精准定制,一地一策

针对各站点不同特点,汇业达团队制定了差异化解决方案:

石厂站:
存在问题:设备室位于夹层,无货梯;电池开关柜靠墙安装

解决方案:设备拆解运输(主机柜、隔离变压器分拆),爬楼设备搬运;电池开关组件前置安装,前面板开孔;挡水板重新设计。

小园站:
存在问题:既有电源线长度不足

解决方案:输入铜排加长60MM,并多生产3套备用

苹果园站:
存在问题:原系统属第二代产品,协议不一致;静电地板锈蚀

解决方案:二次开发触摸屏协议程序;紧急更换锈蚀静电地板

车辆段运用库:

存在问题:后台监控B网链路不稳定

解决方案:研发跟进排查通信协议问题,方案验证后统一升级

全线电池系统:

存在问题:电池组需从50节×2组改为32节×3组

解决方案:针对4种不同电池布线方案,分别制定改造策略


关键技术的应用

此次改造项目应用的关键设备是,汇业达的HYD-UT33系列工业级工频UPS电源,它采用的是双隔离设计,具备以下特点:

● 在线双转换DSP技术,支持4台并机

● LCD中英文界面,操作方便

● 输入宽范围,输入功因高(12脉冲输入可选),轻松应对各种复杂电网环境

● 纯净正弦波输出,电压精度高,总谐波失真度低

● 110V、220V、384V直流电压等级可选,电池配置更灵活

● 保护功能强大,具备过载、短路、过欠压保护功能等

● 通讯接口丰富,配置RS485,RS232,RJ45接口


智能技术应用

工频隔离技术

适应地铁环境潮湿、粉尘、电磁干扰特点,保障恶劣工况下稳定运行

并机冗余架构

关键站点采用并机冗余,单一模块故障不影响负载供电

智能电池全生命周期管理

实时监测电池电压、内阻、温度,评估健康度(SOH),实现预防性维护

黑匣子故障追溯

记录故障前30秒运行数据,大幅缩短故障排查时间

远程监控与统一管理

无缝接入既有PSCADA/BAS系统,实现“四遥”功能


成效显著:从量变到质变的提升

改造完成后,系统性能实现质的飞跃:

                                        

                          改造前                                                                                                               改造后


指标

改造前

改造后

提升效果

系统效率

≤90%

≥93%

提升5%+,节能显著

故障率

逐年上升,频发

0次(投运以来)

降低100%

平均修复时间

数小时(备件难寻)

≤30分钟(模块化更换)

修复效率提升90%+

电池寿命

3-4年

5-8年(智能管理)

寿命延长50%+

环境适应性

一般

工频隔离,适应潮湿粉尘

可靠性显著提升

监控方式

本地单机,无远程

统一接入PSCADA,远程监控

实现无人值守

 

这一改造不仅大幅提升了供电可靠性,更从根本上解决了运维痛点,为S1号线的安全稳定运行提供了坚实的电力保障。

此次,北京地铁S1号线UPS电源系统改造项目,是汇业达在轨道交通领域技术实力和服务能力的又一次集中体现。面对时间紧、环境复杂、要求高的挑战,汇业达团队凭借丰富的行业经验、定制化的解决方案和高效的项目执行,成功为这条北京首条磁浮线路打造了"高可靠心脏"。

未来,汇业达将持续深耕轨道交通领域,以技术创新为驱动,以客户价值为中心,为全球城市轨道交通提供更智能、更可靠的电源解决方案,让每一次出行都得到安全可靠的电力保障。

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