Caso de UPS ferroviária: Sistema de 3MW fornece disponibilidade 99% para Hong Kong MTR

Ⅰ. Visão geral do projeto

A MTR Corporation opera uma das redes de metro mais movimentadas do mundo. A partir de 2025, a rede ferroviária abrange a ilha de Hong Kong, Kowloon, os Novos Territórios e o Airport Express, com uma quilometragem total de 258 km e mais de 6 milhões de viagens diárias de passageiros.
Os seus sistemas de baixa tensão incluem 13 subsistemas, tais como comunicação, sinalização e monitorização integrada, todos exigindo uma proteção de alimentação de carga de classe I.

Elevada fiabilidade: O sistema de sinalização (ATC/ATS) tem uma tolerância de corte de energia de <10ms, ou desencadeará uma frenagem de emergência do comboio.
Desafios ambientais: Temperatura elevada, humidade e poluição por poeiras nas estações de metro.
Eficiência energética: Deve estar em conformidade com a legislação de Hong Kong Portaria sobre a Eficiência Energética dos Edifícios (BEA), que exige uma melhoria de 20% nas normas de eficiência energética das instalações públicas.

Interferência harmónica: As cargas do variador de frequência fazem com que a THDi (Distorção Harmónica Total da Corrente) atinja 8,2%, afectando a precisão do controlo do sistema de sinalização.
Sobrecarga instantânea: A corrente de arranque dos motores de acionamento de portas blindadas atinge 12 vezes o valor nominal, desencadeando facilmente a desativação da proteção em condições convencionais. UPS sistemas.

Implantação descentralizada: Sistemas UPS independentes em cada estação resultam num tempo de resposta a falhas superior a 3 horas.
Envelhecimento da bateria: As baterias de chumbo-ácido têm um ciclo de vida de apenas 3.000 vezes, com um custo de substituição anual superior a HK$12 milhões.

Funcionamento ineficiente: Os sistemas UPS tradicionais têm uma eficiência de 82%, levando a custos anuais de eletricidade superiores a HK$230 milhões.
Pressão de redução de carbono: Deve estar em conformidade com o objetivo de neutralidade de carbono de Hong Kong para 2030 (redução de 30% das emissões de carbono dos transportes públicos).

Módulo	Especificações e funções
Topologia de três níveis	Entrada fator de potência >0,99, THDi <2%, taxa de distorção da forma de onda de saída <0,5%
Controlo Paralelo Inteligente	Suporta operação paralela de 8 unidades, redundância N+1, balanceamento dinâmico de carga (precisão de ±0,3%)
Adaptabilidade ambiental	Classificação de proteção IP55, suporta operação em ampla temperatura de -25 ℃ a 60 ℃, passa no teste IEC 61000-4-2 ESD

Governação da qualidade da energia: Implementar módulos de controlo totalmente digitais DSP para compensar os harmónicos em tempo real, reduzindo o THDi para menos de 1,5%.
Expansão modular: Adoção de 12 unidades de UPS de 250kVA em paralelo (capacidade total de 3MW), com espaço de expansão 50% reservado.
O&M inteligente: Ligação ao sistema central de gestão de energia da MTR para permitir monitorização remota do estado de saúde da bateria (SOH).

Registo de tempo de inatividade zero: A disponibilidade do sistema atinge 99,999%, com interrupções anuais não planeadas <5 minutos.
Resposta a falhas: O sistema de auto-diagnóstico reduz o tempo de resposta da manutenção em 80%, com MTTR (tempo médio de reparação) ≤15 minutos.

Mitigação de harmónicas: THDi reduzido de 8,2% para 1,5%, poupando HK$18 milhões em custos anuais de eletricidade.
Duração da bateria: As baterias de fosfato de ferro e lítio (LFP) têm um ciclo de vida de 12.000 vezes, reduzindo os custos anuais de manutenção em 80%.