摘要：由于地铁变配电系统主要能够为地铁运行提供全部的用电负荷，但是运行的电动列车除外，这表示着地铁变配电系统能够全面影响到地铁的正常运行，一旦此系统发生故障，地铁相当于处在瘫痪状态。在我们国家，要迅速加快地铁的工程建设的脚步，地铁变配电系统的工程设计研究对缓解交通压力有着非常重要的意义。笔者在本文中针对地铁变配电系统的工程设计做了初步的专题研究。
关键字：地铁；变配电系统；工程设计
引言：地铁是当今时代必不可少的一项交通设施，相对于其他出行工具，如小汽车、公交车，地铁能够更大可能的实现节约能源的作用，同时更加利于城市人们出行。在进行地铁施工时，要充分利用节能减排的施工措施，最大方位的做好能源节约。地铁的运行需要依靠电力设施，这在一定范围内增加了大量的消耗，所以，做好电能的节约非常重要，地铁的节能减排工作依旧十分重要。文章通过分析地铁工程的能源消耗状况，对于运行中的不必要能耗进行有效的降低，真正实现节能减排，搞好地铁节能，措施必不可少。
1.地铁变配电系统的重要性
地铁的运行轨道建立在地下，是一项重要的交通设施，也是未来我国大型城市公共交通的重点发展方向，它是有轨的交通系统，并且地铁是独立运行的，一般情况下，不会受到自然环境，天气等情况的变化而变化，相对于其他交通方式，地铁更为舒适安全，同时收费合理，是大众出行的首要选择，能够安全的运送来回的乘客。同时地铁的载客量大，运行时间长，车次频繁，能够满足人们的需求，除此之外，地铁的运行对于环境的影响较小，产生的污染物相对较少，极大地满足了目前国家高环保政策的标准，是现代化城市的一项重点关注工程。使得地表的交通压力得到改善，更加代表了一个城市的发展阶段。可靠安全的变配电系统能够为地铁运输提供重要保障。
2.总体配电方案
地铁车站一般分为地下二层，每层均分为公共区和两端的设备区。公共区主要满足乘客购票、乘车等需求，设备区安放设置的均是各种专业的设备机房，满足地铁运行需要。地铁供电系统主要由外部电源和牵引供电系统以及主变电所和变配电系统、电力监控系统这几个部分组成的。地铁工程中降低电压的主要形式是设置降压变电所，可以只设置一个，或者两端各设置一个，和一个主要降压所，一个辅助降压所几种形式，虽然增加了“低压配电室”和干线电缆，但是这也导致了土建面积的扩增，不会对干线电缆的施工造成影响，只要干线电缆正常工作，就可以确保正常供电。对维护运营来说，节省了时间就是创造了效益。在故障发生时，能够很快地找出故障回路并排除故障。
3.合理的进行负荷计算
3.1计算负荷功率的方法
计算地铁实际负荷的方法并非将全部的用电设备额定功率加起来。在进行设计地铁电气体系工作的过程中，须有效的明确用电设备的等效负荷。计算负荷即为进行计算的负荷电流以及负荷功率。计算负荷的方法能够参考以下公式：
单位指标法计算公式是以单位建筑面积负荷密度乘以建筑面积，其公式如下：
式中，—建筑单位面积负荷密度，W/m2；
—有功计算负荷，kW；
—建筑面积，m2。
目前针对地铁的单位指标还未颁布。但是考虑到地铁的负荷类型与大中型商业建筑相似的，都有大量的智能建筑系统，两者的负荷均比一般民用建筑大，除此之外，地铁没有自然通风和采光，必须依靠机械通风和人工照明，因此通风和照明负荷相对较大。
计算负荷指的是一种假想的持续负荷，必须要确保计算负荷的结果准确性，因为这种负荷的热效应与实际变动的负荷带来的最大热效应是同样的结果。如果结果过小的话会导致变压器以及线路“发烧”的情况，从而导致线路受损，产生大量的能源消耗，则会增加电压的损失，最终导致程序不能正常运行，甚至可能导致电路失火，产生火灾等事故。地铁的单位指标可以参考大中型商业建筑的上限值，并适当增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过计算，在选用变压器时最好选择高效低能耗型变压器，如S9、SL9、SCB9等。选择变压器时，将变压器的数量控制在最小的范围内，尽量在选择变压器时挑选铜芯变压器。
3.2提高变压器的负载率
地铁内的电量负荷有着一定的季节性，在一定的阶段内会产生较大的负荷。所以地铁内的配电器一定要能够满足地铁运输需求，车站的用电量不足会影响正常运行。通过进行符合计算，能够在一定程度上满足地铁变配电要求，为了使配电器达到运行目的，要选择高效低能耗的变压器。
4.线路能耗降低的措施
为了能够满足设计电路需求，进行有功功率计算时，必须认真准确，保证在运行过程中功率不变，这是配电器正常工作的重要保证。在运行中的用电设备具有电感，可能会有无功的情况出现，这时，需要在系统中通过引入超前的无功进行中和，这样就会导致在线路上出现有功浪费。除此之外，感抗也会产生滞后的无功，这种情况通常通过电容器进行补偿，原理是电容器可以产生超前的无功，这样就会使得二者相互抵消，所以，在进行无功补偿装置的安装时，要在适合的位置，就地安装，这样就可以完成就地补偿，能够有效的减小线路上的无功传输可能，能够有效的改善能量的消耗。
5.照明设计中的节能措施
地铁上的照明系统需要充分满足运行需求，同时为了满足节能的需求，应该选择在高效、节能的光源、灯具，以及选用新技术灯具。
一般照明：这里指的是公共区域照明以及设备管理用房的照明，这些位置照明统一，车站附属的房间和设备用房照明是自行控制的，这些位置需要单独供电。夜间列车停运之后把一般的照明关掉，这时如果有紧急情况发生可以采用应急照明。
区间照明：单线隧道可以分为工作照明以及应急照明，设置在行车方向左侧的墙上，每隔5米设置一盏11W的荧光灯，这样的照明排列方式相间设置。
广告照明：照明供电设施为公共区域以及出入口处的广告灯箱。
安全照明：目前地铁内部采用的节能荧光灯已经基本上取代白炽灯，并适时的引入LED灯具。
除此之外，地铁内可以采用在民建内应用比较成熟的智能照明控制系统，附属用房的正常照明及应急照明均采用就地控制，应急照明采用双控开关，在火灾时由FAS进行强启。
6选用先进节能的电机电气设备
6.1采用变频器
一般情况下地铁中采用变频调速器能够在负载下降时，进行转速自动调节，使其与负载的变化一致，这是因为地铁中通风空调设备及给排水等系统电机设备都是成套的设备。采用这种方式，能够有效的减少能量的消耗，增加电机在轻载时的效率。
6.2采用先进的综合监控系统
采用综合监控系统对全线各车站内的各个系统设备展开综合性的监控与调度管理。进行监控管理，能够有效减少人员安排，在发生状况时，能够迅速安排人员进行处理，减少能耗损失。
7.地铁变配电系统未来发展
在地铁设计时要严格按照节能标准进行设计，要充分考虑地铁的影响，同时因为地铁是地下建筑，所以，地铁的设计标准相对于普通的楼宇建筑，要更加严格认真，设计的过程能够为施工过程中的设备采购等等提供有力的参考，通过掌握的设计模式做好系统控制，同时要参考施工时的具体情况进行相应的改进，完善设计方案。为了全方位的保证节能型地铁工程的顺利建设，一定要提高对于节约能源的相关建筑要求，从而达到节能的目的。相关人员要加强对于新型设备的研究开发，全面应用节能设备，减少能量损耗，尽快完善目前地铁建设运行中存在过多的能量消耗问题，提高能源利用率。
结语：总之，地铁变配电系统设计关系到整个工程能否安全运行。地铁配电系统的节能潜力非常之大，应在设计过程中通盘考虑。我国的地铁变配电系统设计和国外的相比较仍然有着较大的差距，目前还存在着其他的一系列问题。在具体的设计工作中，还需拓宽思路、认真研究、不断完善，设计人员要不断强化自己，加强对于这一专业的研究探讨，研究出更加先进而且合理的设计理念以及设计方案。
论文作者:常毅杭
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/17
标签：地铁论文; 负荷论文; 系统论文; 节能论文; 变配电论文; 变压器论文; 设备论文; 《基层建设》2017年2期论文;