不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）在城市轨道交通信号系统中应用广泛，为各类信号设备提供稳定可靠的、不间断的电源。随着城市轨道交通发展，信号系统电源设备逐渐向着双UPS冗余设计方向发展。但既有线路信号电源大多为单UPS设计，一旦UPS发生故障，将导致全部负载设备断电，广州地铁6号线曾因此导致大面积晚点。2018年，为了提高信号系统电源可靠性，在广州地铁6号线海珠广场站和天平架站进行了UPS并机改造，在原来1套UHA3R-0160L小型UPS和蓄电池组的基础上新增1套同型号的UPS和蓄电池组，实现双UPS并机供电。然而改造完成后，海珠广场站UPS频繁发生故障，给信号系统供电带来了较大隐患。

1 双UPS并机实现方式海珠广场站原信号电源系统包括1套电源屏、稳压器，1台UHA3R-0160L小型UPS和1组蓄电池。并机改造增加1套相同型号UPS及1组蓄电池组，与原UPS做1+1并机冗余输出。2台UPS主路输入、旁路输入同源，保证了并机系统转旁路工作时，每个UPS的输出电源、频率和相位仍为同步。旁路输入前级接1台稳压器提供稳定电压。输出端并联接入电源屏端子。改造后的系统设计如图1所示。另根据UPS技术资料要求，每台UPS必须加配外部输入空开和外部输出空开。于是在设备房墙面增加了1套电源空开箱，将2台UPS输入、输出空开和蓄电池组空开放置在空开箱内，重新布放了配线电缆，并机逻辑控制电路采用平均电流法设计方式，通过并机线连接在2台UPS并机逻辑控制电路的接口端。并机逻辑控制电路采集到两UPS逆变器输出参数差值信号后进行比对，再对各自的UPS逆变器进行微调，使输出参数保持同步。正常情况下2台UPS主路逆变供电，各自承担50%的系统负载。单台UPS故障不影响系统供电，故障的UPS自动退出并机系统，负载由另一台UPS继续供电。故障消除后，人工手动开启逆变器，2台UPS恢复并机工作状态。

2.3 故障原因分析根据故障告警信息“直流母线过压、整流器故障、电池变换器故障、均不供电”，首先判断故障关键点在于直流母线过压。直流母线的电压指的是当交流输入电网正常时，由交流输入电网经过整流器变换为直流母线电压，作为逆变器的输入源。当交流输入电网发生故障或者无法提供足够的能量时，UPS的输入电源由交流输入电网切换至蓄电池组供电。蓄电池组经过放电器转换为直流母线电压，作为逆变器的输入。由于整流器、逆变器、电池变换器均接在直流母线上，当UPS检测直流母线异常后，设备内部软件逻辑认为整流器、逆变器和电池变换器存在异常，所以产生上述报警信息并停止输出。再结合故障后可以重新开启逆变器恢复正常工作的情况，分析直流母线电压为瞬时异常，当直流母线电压恢复正常，UPS可恢复正常工作。为进一步判断故障位于UPS前级或者后级，在2台UPS的输入端和输出端分别加装1组电流传感器，共加装了4组，监测发生故障时2台UPS三相电流变化情况。随后通过监测发现了电流异常情况。并机正常工作时，UPS输出端三相电流经常发生突变，在监测曲线上形成向上尖峰；在故障发生时，输出端电流波动变得剧烈，而UPS输入端电流从始至终无明显变化。

故障解决方案抑制环流有以下措施。

1）控制两逆变器输出端至电源屏的连接电缆的等效电阻，保证逆变器的等效阻抗相同。

2）控制2台UPS并机逆变器输出电压的差值。

因此海珠广场站采取以下解决方案。

1）替换UPS输入/输出电缆。2台UPS的输入和输出电缆都采用最高等级WDZAN型号电缆，逆变器输出侧至电源屏端子之间的电缆截面积和长度相同。

2）重新调校UPS逆变输出参数。更换电缆后，对逆变器输出电压、频率和幅值参数进行调校，尽量保证2台UPS逆变器输出电压一致。经过以上整改后，海珠广场站2台UPS供电系统运行至今近1年的时间，未再发生直流母线过压等故障告警。通过监测观察2台UPS输出端电流曲线，亦未再出现尖峰变化，可以确定故障已经解决。

UPS故障的根本原因是2台UPS输出电缆长度不同带来等效阻抗差异，在UPS间产生并机环流，造成UPS过载。通过本次故障处理得到的经验是：

1）并机环流是UPS并机系统中的重大隐患，在后续并机改造工作中应当引起重视。

2）为避免产生环流问题，实现并机均流供电，在并机系统安装调试阶段，一方面要调校UPS输出参数，将逆变器输出电压差控制在最小范围；另一方面输入/输出电缆的型号、截面积应该符合技术资料要求，UPS输出端至电源屏的电缆长度应尽量相等。