中交（广州）铁道设计研究院有限公司 510290
摘要：现阶段，在我国地铁工程建设中，电气能耗较高的现象普遍存在，其不仅对项目的整体经济效益和社会效益造成严重影响，还严重危害了区域内的环境。所以必须在国内地铁工程电气设计中，对技术措施的研究进行加强，为构建具备中国特色的电气设计节能体系逐步迈进。
关键词：地铁工程；电气设计节能
引言
在我国城市建设不断加快的步伐下，北京、上海、深圳与广州等城市均逐步建立了较为发达的地铁系统，同时，其他省会级城市也在地铁工程中积极进行组织与建设。可见，加强电气节能措施的研究和应用于地铁工程设计中具有重要意义，其也与构建节约型社会的基本要求相符合。
一、地铁工程电气设计节能的原则
1.1满足地铁的基本功能需求
在电气设计节能中，因地铁工程对照明度、舒适度与通风性有着比较高的要求，所以要在对其基本功能需求进行满足的前提下，对种节能工艺和技术措施进行合理运用，以保证地铁工程项目的顺利运作。
1.2考虑工程项目的实际经济效益
应在地铁工程电气设计节能中对区域的社会经济状况，还有工程项目的实际经济效益进行综合考虑，设计人员要考虑该部分多长时间才可以收回成本，根据相关规范的要求来进行节能设计，当然前提是在必须在对工程项目实际经济效益有所保证下。
1.3节省无谓的能量消耗
应在地铁工程电气设计节能中紧抓节能设计的重点，设计人员尤其要在关键项目设计时要贯彻好合理、经济、实用与工艺、技术先进的原则，保障电气设计节能方案能够具备可行性。
二、地铁工程电气设计节能的方式
2.1照明节能
因城市轨道交通沿线车站是能耗的重点，其有各种各样的照明类型。比方说在某城市地铁1号线的一期工程进行运营至今，在2014年中全年全线牵引用电是全线用电量的39.73%，共累计了3075.38万度。而环控与照明为全线用电量的60.27%，共累计有4664.57万度。所以若要减少照明系统的能耗，节能灯具的正确选择十分重要。
2.2照明光源选择
选用节能型设备及材料，从源头确保节能目标的实现，如选择自身能耗低的LED光源。通常在地铁照明设计中使用三基色细管径（t8或t5）直管荧光灯与LED灯具作为照明光源，荧光灯有着较好的光效，其配套灯具也发展成熟。如今常规的荧光灯和市场上生产的LED灯具对比起来，其寿命长、发热量也较小、维护成本很低，其光衰问题在技术进步中也得到较好改善。LED灯具普及程度在以后将超过荧光灯，所带来的节能效果应用也会不断推广。
LED光源其发光效率高。光效能达到到110lm/w，随着LED光源技术持续高速发展的趋势，其在未来的发光效率会持续增高；LED光源具有荧光灯等普通光源没有的优势，其寿命较长。
2.3智能照明控制系统
采用合理的照明控制方式，积极采用节电新技术、新产品。应选用电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器；站厅、站台等公共区的正常照明采用智能照明控制系统对该区域进行自动化管理，可按设定模式进行控制，并按需求实现区域调光控制；设备管理用房照明在就地设开关控制。智能照明控制模式可采用以下几种控制方式：
（1）调光控制：在智能照明控制系统中，调光控制是采用数字式调光。调光时间长短可任意设定，调光功率也可以有多种选择。
（2）模式控制：按照地铁运营的要求可以把预先先设定控区域的灯光作为各种模式，比方说正常模式、节电模式、停运模式等。在需要时就地面板控制及时间自动控制与照明终端中央监控控制等方式。
（3）定时控制：在智能照明控制系统时间控制器中，能够把所控区里的照明回路
去进行预编程。按照实际景观的需要设定定时开关一组、多组或区域内的照明灯具，在设定的时间内使灯具以设定的间隔去逐次点亮和关闭，然后设置循环。
2.4配电应深入负荷中心
合理设置车站降压变电所、环控电控室，减小供电距离，配电线路越短，损耗越少。在某城市地铁1号线一期工程中，设置了物业开发区在某站配线上方，该物业开发区宽度约为18米，长度约为150米。有几十平、上百平等不同的经营铺位在这个狭长区域布置内，给这些铺位供应可靠配电的时候，一定要考虑如何减小线路损耗。要把配电柜设置在整个物业开发区的居中位置，这样既能够将从正线变电里所引出的干线电缆长度缩短外，还能够将配电柜到各铺位的电缆长度大大减少，将线路的损耗降低下来。
2.5合理选择变压器及电缆
国内各地铁当前在运营时都有着变压器容量过大的现象，部分地铁车站变压器的负荷率在运营低峰期时竟没有10%，大部分于高峰期时也都低至50%，这样不仅增加了项目投资，也增加了运营成本，导致电能的大大浪费。
要对综合初装费，变压器，还有高低压柜、土建投资与运行费用进行考虑，并在在使用期内使变压器预留的余量要适当。根据负荷特点合理计算用电负荷，优化经济运行方式，合理选择变压器容量和台数，选择具有损耗低、质量轻，效率高、抗冲击、节能显著的变压器，力争将变压器的负载率提高到75%～85%，提高变压器技术经济效益，减少变压器能耗。
电线电缆截面应满足持续允许电流、短路热稳定、允许压降等要求，选择电缆截面还需考虑经济电流密度。按经济选型来确定电缆截面，可以节约电力运行费用和总费用，可以节省能源、改善环境，还可以提高电力运行的可靠性。
2.6设置电能综合治理装置
在降压变电所集中设置电能综合治理装置，使在变压器低压进线侧的功率因数大于0.9；对于可预测的和明显可能产生大量谐波的设备设置谐波抑制装置；当难以预测谐波含量和谐波次数时，预留谐波抑制装置的安装条件，待工程竣工运行后根据具体情况有针对性地进行谐波治理，改善电源质量，减少谐波电流损耗。
2.7电能管理系统及计量装置
根据负荷类型和管理单位的不同分别设置分项计量装置；采用电能管理系统全面监控整个地铁车站供配电系统运行状况，重点监控主要耗电设备及大容量负荷。
2.8电动机的节能
通风空调系统的组合式空调柜、回排风机、轨道排热风机采用变频控制，TVF隧道风机与大容量电动机采用采用软启动方式，有效节约能源。合理选用电梯和自动扶梯，并采取电梯群控、扶梯自动启停等节能控制措施。
结束语
由于地铁工程有很大的电气节能潜力，所以要在工程设计过程中认真精心筹划与计算。应在选用节能设备方面去详细了解其原理、性能和实际应用效果，在技术、经济角度去仔细比较后再进行选择，以达到有效节能目的的实现。
参考文献
[1]穆广友，李晓龙.地铁车站照明系统能耗分析及节能对策[J].城市轨道交通研究，2010（8）
1）合理设置车站降压变电所、环控电控室，减小供电距离，配电线路越短，损耗越少。
2）合理优化用电设备需要系数取值，减少配电设备的初期投资及后期运营费用。
3）选择具有损耗低、质量轻，效率高、抗冲击、节能显著的变压器，力争将变压器的负载率提高到75%～85%；
4）在降压变电所集中设置电能综合治理装置，使在变压器低压进线侧的功率因数大于0.9；
5）照明充分利用自然光，照明灯具采用LED灯光源，公共区照明采用智能照明控制系统；车站公共区可根据一天中根据早晚客流变化设定调光曲线，输入电脑，由电脑按照不同时间区段，自动控制公共区照度的变化；可以根据运行时间置自动点灯和灭灯的要求；车站设备区可根据运营管理的需要按时段或者模式设置自动点灯和灭灯的要求。
6）通风空调系统的组合式空调柜、回排风机、轨道排热风机采用变频控制，有效节约能源。
论文作者:黄海城
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/3
标签：节能论文; 地铁论文; 调光论文; 变压器论文; 谐波论文; 工程论文; 电气设计论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;