1. 场景与业务需求

1.1 典型负载

• 轨道交通：ATS/CTC、信号系统（联锁、闭塞）、票务AFC、PIS/广播、监控CCTV、门禁、PSCADA、站台门、通信传输（MPLS/PTN）。

• 机场：AODB/航显FIDS、值机与行李分拣、TETRA专网、弱电机房、安检X光/安防、塔台通信与导航备份。

• 公路/隧道：机电监控、交通信号控制、收费系统、门架ETC、风机/照明控制、应急广播。

• 港口/物流：TOS系统、RFID与闸口、堆场无线、安防与环境监测、调度中心。

1.2 关键指标

• 业务连续性（零切换或可控切换）、高电能质量（稳压稳频、低THD）、冗余与容错（N+1/N+N）、环境适应（温湿、粉尘、爆露区隔离）、集中监控与可审计、节能与低TCO。

2. 总体架构

2.1 双路供电与A/B母线

• 市电A/市电B或市电/发电机为双上游，形成A/B两路母线。

• 数据/控制机柜以双电源设备直接接A/B；单电源设备通过机柜ATS获得冗余。

2.2 UPS体系（分级供电）

• 核心级（指挥中心/主控室）：三相模块化UPS（≥20–200 kW），配置并机N+1及公共电池/锂电系统，双母线下游接列头配电。

• 站点/机柜级（车站、收费站、基站房）：单相或小三相在线双变换UPS（1–20 kVA），必要时外接电池柜扩时。

• 边缘设备级：就近布置小功率UPS（1–3 kVA）保障单柜负载，配ePDU计量与插座分组。

2.3 切换与旁路

• 静态旁路内置，异常/过载时快速接管。

• 维护旁路（MBP）确保不停电检修。

• 站点机柜ATS用于两路电源（A/B或UPS/市电）间的先断后合切换。

2.4 配电与防护

• 列头柜/配电箱分支选择性配合，上/下游断路器整定协调。

• SPD（B/C级）+ 等电位接地；隧道、机坪等感应雷多发区加强防雷。

3. 选型策略

3.1 拓扑

• 关键系统一律采用在线双变换（VFI）；电网质量良好时可启用高效模式（ECO/ESS）以降PUE。

3.2 容量与冗余

• 单机余量建议 20–30%，系统冗余按N+1或N+N。

• 并机要求去单点控制（等主均衡），避免“主控故障导致全系统异常”。

3.3 电池技术路线

• 站点短延时：VRLA铅酸，3–15分钟主流；

• 指挥中心/核心负载长延时或温控受限：锂电（机柜级/整柜级），优势是寿命长、占地小、回充快；需落实BMS联动与消防抑制。

3.4 环境与结构

• 轨道站台/隧道：优先三防涂覆/防腐设计，进风过滤，正压或独立机房；

• 机场空侧/港口堆场：考虑盐雾/粉尘防护与高/低温降额；

• 设备层面：前维护、顶/底进出线可选，便于改造与密集布置。

4. 容量与后备计算（方法）

4.1 容量计算

• 统计真实功率：

  $$P_{ ext{sum}}=sum_{i=1}^{n} P_{i} imes ext{利用系数} imes ext{同时系数}$$

• 选型容量：

  P_{ ext{UPS}} ge P_{ ext{sum}} imes (1+ ext{余量20–30%})

• 若UPS输出PF=1，kVA≈kW；若PF<1，按kVA校核。

4.2 后备时间估算（恒功率）

• 粗略：

  $$t pprox rac{E_{ ext{电池(Wh)}} imes eta_{ ext{系统}}}{P_{ ext{负载(W)}}}$$

• 工程上需校核倍率、温度、老化与逆变效率；锂电按BMS下发的功率/电压窗口校核。

4.3 分级后备建议

• 信号/联锁/通信核心：30–60分钟；

• 监控/票务/广播：10–30分钟；

• 边缘交换与摄像：5–15分钟。
  按回充时限（如4–8小时）反推充电电流上限与电池组数量。

5. 机柜侧与网络侧

5.1 ePDU与插座分组

• 插座/回路计量（kWh）、相/回路负载均衡；

• 分组上电/延时/重启，异常时先保关键设备（如信号/CTC），再保次要负载。

5.2 监控与联动

• UPS/电池/ePDU/ATS统一纳入动环或DCIM，协议：SNMP/REST/Modbus/BACnet；

• 电力事件触发顺序关机/应用迁移（指挥中心/数据中心场景）；

• 环境探头（温度/湿度/门禁/水浸/烟感）联动告警，统一报表与审计。

5.3 网络与安全

• 网管卡/工业网关卡启用加密访问、权限分级、证书与审计；

• 远程升级在变更窗口执行，支持批量基线。

6. 实施与测试

6.1 关键节点

• 设计联审 → 出厂FAT → 进场/安装 → 上电联调 → 预验收SAT → 试运行与移交。

6.2 测试清单（摘选）

• UPS通道测试：整流/逆变/静态旁路/维护旁路；

• 载波/效率与热成像（热点排查）；

• 电池：内阻抽检、容量试验、BMS通讯、回充时限校核；

• 机柜ATS：源优先/回切判稳、切换时间；

• 监控：告警链路（短信/邮件/工单）、南向协议与点表、顺序关机演练。

7. 运维与SLA

• 7×24服务台与远程监测，关键站点配置预测性维护（趋势分析、健康评估、更换提醒）。

• 巡检频次：月度外观/端子复紧，季度电池抽检与日志审计，年度容量/联动演练。

• 备件与电池周转与回收机制，合规环保。

8. 参考BOM模板（可按站点套用）

9. 方案价值小结

• 更稳：VFI在线、A/B双母线、N+1/N+N冗余、ATS与旁路完善，关键负载零中断。

• 更省：高效率曲线+高效模式+ePDU精细计量与分组，降低PUE与人工到场频次。

• 更易管：统一监控与告警闭环，支持顺序关机/迁移，运维透明、可审计。

• 更易扩：模块化UPS与分级供电架构，随线路/站点扩容滚动演进。