摘要：本文对地铁低压配电系统进行了简单的介绍，并分析了在地铁低压配电系统中实行节能措施的作用，以及介绍了节能措施在地铁低压配电系统中的实际应用情况。
关键词：节能措施；地铁；低压配电
前言：随着社会的发展，地上交通越来越拥堵，为了缓解交通堵塞，地铁建设开始向二线城市乃至部分三线城市普及。在地铁建成后的日常运营中，低压配电系统作为配电和用电的重要机电系统，消耗了大量的电能。因此，在地铁低压配电系统中实行节能措施具有重要的现实作用。
1地铁低压配电系统简介
1.1低压配电系统的构成
地铁低压配电系统承担着为所有低压负荷提供电能的重要任务，是地铁全方位的服务功能的供电保障，并且需要保证所有的动力照明设备配电的安全可靠性和经济有效性。地铁低压配电系统一般由低压室配电柜、低压电缆输电线路、配电箱等三大部分构成[1]，按照使用用途可以分成动力系统和照明系统。动力系统负责向其他各个系统提供电力支持，照明系统负责车站照明设施的配电和控制。低压配电线路的布线结构主要采用放射式，具有便于维修、操控方便等特点，更具有可靠性[2]。低压配电系统的主接线形式是低压配线系统中重要的组成部分，对供电的安全可靠性有着重要的影响，通常采用单母线分段接线。
1.2地铁低压配电负荷分类及配电
地铁低压配电负荷分为一级负荷、二级负荷和三级负荷三种[3]。一级负荷包括应急照明、变电所操作电源、地下站台站厅公共区照明、地下区间照明、消防系统设备、电扶梯（兼做疏散用途）、通信、信号、FAS（火灾自动报警）、BAS（环境与设备监控）、AFC（自动售检票系统）及其它弱电系统负荷等。其配电方式为：从降压所引两路电源向负荷末端电源切换箱供电，两路电源在切换箱内自动切换，以实现不间断供电。一级负荷中的特别重要负荷，还需自备蓄电池。二级负荷从降压所引一路电源进行供电，包括站厅、站台设备房间等的照明、普通风机、电梯、电扶梯（不作疏散用途）等的负荷。三级负荷包括空调制冷、电热、清洁等设备的负荷以及广告照明。其配电方式为从降压所的三级负荷母线引一路电源进行供电。
1.3地铁低压配电系统的特点
地铁低压配电系统中负荷分布情况较广，设备类型多样化，用电负荷相对较大，各种应急设备的供电可靠性更是关系着地铁站遇到紧急情况的防范能力。地铁各个系统还包含许多接口各异的系统设备，这些设备的妥善管理和运行需要对地铁低压配电系统提出更高的要求，部分设备需要对其进行远程控制甚至在车控室进行监控。另外，地铁照明系统有着功能齐全、分类众多的特点，按其功能可分为三大类：正常照明、广告照明和执勤照明[4]。正常照明又分为节约用电、作业、区间、广告等照明。应急照明包括疏散和备用照明。为了节约电能，在客流高峰时间所有照明设备都处于打开状态，客流高峰过后关闭部分照明设备，低压配电系统对于地铁安全运营有着非常重要的作用。优化配电规模，对于设备的节能降耗、降低车站的运营成本有重要的意义。
2在地铁低压配电系统中实行节能措施的作用
在地铁低压配电系统中实行节能措施可以提高地铁站的经济效益、生态效益和社会效益。首先，提高地铁站的经济效益。地铁低压配电系统在运行的过程中，需要耗费大量的电力负荷来维持各个系统的正常运行。对低压配电系统实行节能设计，可以有效的避免地铁低压配电系统中对能源的过度消耗，提高电力能源的使用和转化效率，提高地铁低压配电系统的安全可靠性和经济性。其次，提高地铁站的生态效益。在地铁低压配电系统中实行节能措施可以提高系统控制效率，降低用电设备的电能消耗量，同时可以提高设备的使用寿命，避免设备损坏对环境造成的严重危害。最后，提高地铁站的社会效益。在地铁站的正常运营活动中，实行节能措施既可以满足地铁的正常供电需求，又可以解决城市中存在的地上交通拥堵问题，提升居民的生活环境质量，进而创造良好的社会效益。
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3节能措施在地铁低压配电系统中的应用
3.1合理优化照明设备
地铁低压配电系统中，照明设备的耗电量在整个车站的能源消耗中占有很大的比重，因此应对照明设备进行合理的优化。照明灯具可以选择LED（发光二级管）灯具，LED光源具有发光效率高、耗电量少、光源可靠性强、使用寿命长、更有利于节能环保等特点。当前阶段，部分城市的地铁照明设备仍采用荧光灯，这些照明设备效率较低、耗电量大、使用寿命短易损坏，更容易对周围的环境造成污染，其使用性能远远不及LED灯具。为了响应国家节能降耗工作的号召，应在全国范围内大力推广LED灯具在地铁照明的应用，如地铁广告照明、正常照明、区间照明等，从而使地铁的电能利用更趋于节能环保。
3.2减少配电线路上电能的损耗
众所周知，电能在经过电缆传输时，会受到电阻的影响而发热，导致电能的损耗。电能的损耗与配电线路的长短有着密切的关系，配电线路越长，造成的电能消耗就越多，反之配电线路越短，造成的电能消耗越少。电能的消耗与配电线路的横截面积也有一定的关系，电缆的横截面积越大，对电能的消耗越少，电缆的横截面积越小，对电能的消耗越多，横截面较粗的电缆使用寿命也相对长一些。因此，基于长远目标来考虑，地铁低压配电系统在对电缆进行选择时，应在满足经济效益的前提下，尽量选择横截面积较大的电缆。同时要对电缆敷设路径进行合理的布设，降压变电所应尽量设置在地铁电力负荷的中心，环控电控室应靠近环控机房设置。由于地铁站各个系统的位置跨度较大，在配电线路的设计上，一定要尽量缩短线路的长度，从而有效降低配电线路的电能损耗，满足地铁低压配电系统的节能要求。减少线路损耗主要采取以下措施：第一，选择铜芯材质的电缆降低线路的电阻和电能损耗；第二，尽量采取直线布线的方式对配电线路进行设计，减少电缆的使用长度；第三，照明配电室应布置在电缆井附近，尽可能减少回头输送的支线线路。
3.3提升低压配电系统功率因数
功率因数是用电设备消耗有功功率的情况下，对无功功率的需求，功率因数越高，无功功率需求越小。提升功率因数，减少无功电能在输电线路中的传输，可以达到减少线路电压的损失和降低电能损耗的目的，这也是节能设计的目的之一。在电气设备运行过程中，不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率，因此，我们可以通过在电源端引入一部分无功功率来满足设备的需求，从而达到节能的目的。在选择电动机、灯具或其它设备时，应尽量选择功率因数较高的设备，有利于提高整个配电系统的自然功率因数。同时，采用并联电容器对无功功率进行就地或集中补偿，进一步提高配电系统的功率因数，提高电能的有效利用率。
3.4应用变频技术进行节能改造
为了方便人员的进出，我国各大地铁站都安装了很多自动化的电扶梯设备。这些设备属于运行时间较长、消耗功率较大的设备，因此，电扶梯在节能方面也应作出相应的改造措施。现在变频器已经得到广泛的使用，变频技术可以应用于电扶梯，对电扶梯实行自动调速并分时、分段管理。例如，在客流量少时，自动电扶梯会自动降速，将设备的电能消耗自动降到最低的水平，从而实现对电能使用的有效控制。而在客流量达到高峰时段，可以自动提高输送速度，高频运转，不会影响正常的使用效果。这样就可以大幅减少自动点扶梯的能源消耗，达到节能的目的。在目前的设计中，部分环控设备，如大系统组合式空调柜、回排风机及水系统也应用了变频器，并集成为节能控制系统，进一步降低了电能消耗。
结语：总之，通过对地铁低压配电系统中线路和设备的优化设计，可以有效的实施节能措施，达到节能降耗的目的。地铁的建设工作仍在不断的进行中，相信通过不断的研究与努力，地铁在节能降耗方面技术应用将越来越成熟。
参考文献：
[1]倪勇.浅谈节能措施在地铁低压配电中的应用[J].四川水泥，2015（10）：141.
[2]邹凯宏.地铁低压配电节能措施探讨[J].科技创新与应用，2014（23）：185.
[3]辛京伟.地铁低压供电系统节能降耗浅析[J].技术与市场，2014，21（08）：47.
[4]陈正文.浅谈低压配电在地铁中的节能效应与应用[J].科技资讯，2012（30）：97.
作者：王康伟（1992—），男，广东湛江人。2014年毕业于广东工业大学，电气工程及其自动化专业，本科，助理工程师，主要从事地铁低压配电设计、隧道供配电设计工作。
论文作者:王康伟
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第16期
论文发表时间:2019/3/5
标签：地铁论文; 系统论文; 电能论文; 低压配电论文; 节能论文; 负荷论文; 设备论文; 《建筑细部》2018年第16期论文;