深圳市地铁集团有限公司运营总部
摘要：车站的环控系统承担着车站及两端各个区间的动力照明任务，确保动力照明设备的供配电安全可靠。其实在地铁车站的低压供配电系统中，很多的节能方法可以用上，但是地铁个别工作人员认识方面有偏差，导致效果不明显，从而浪费过多的电能。本文根据多年工作经验，对地铁代压供电的节能措施及可靠性进行研究。
关键词：地铁；低压供电；节能措施
1、地铁低压配电系统
地铁低压配电系统包括变电所和动力照明配电系统两大部分。降压变电所设置0.4kV母联断路器，0.4 kV侧采用单母线分段接线方式，根据需要设置照明及三级负荷小母线，便于火灾工况下切除非消防负荷回路。而正常运行情况下母联断路器处于断开状态，当一路进线电源失电时，母联投入另一路进线电源带全部一二级负荷。为确保地铁低压供电的安全可靠性，低压配电系统一般采用放射式为主、树干式为辅的配电原则，各类机电设备及照明用电等配电方式也有所不同。
2、地铁实施节能减耗措施
2.1应用智能低压配电系统
在地铁低压控制系统进行技术改造，也是提高能源使用效率、提高运行效率的一种有效手段。而在地铁中应用智能低压配电系统，提高地铁供电、低压配电的可靠性与安全性，满足地铁动力负荷用电的智能化控制。由于在传统的低压配电系统中，根本无法满足当前地铁行业快速发展的能耗要求，因此发展智能低压配电系统，可以提高其智能化、节能化给地铁行业的发展创造更稳定、更强大的系统方案。智能低压配电系统中，应该按照（GB50157）20035地铁设计规范在低压控制中，由以太网网关、PLC控制器、智能开关以及智能化数字仪表组成，实现对进线断路器以及母联断路器、三级负荷总开关遥测、遥控基础上，还增加对反馈回路的遥测、遥信功能其结构图。
该系统功能全面，可靠性高，规场接线简单，系统间接口清晰，数据实时性好，运营维护简便。因此在我国地铁中，可以应用智能低压配电系统，对其低压配电系统进行监控，及时发现低压配电系统运行故障，提高地铁的社会效益。可以确保地铁的高性能化、高可靠化的供电运营，由于地铁照明系统分类繁多，地铁车站设备监控、火灾报警等都必须满足安全稳定的供电需求，节约用电肩效监管地铁低压用电安全。
2.2预防供电系统安全故障
在地铁中，由于其运营中低压电气设备易发生故障，且呈现出多种多样的情况，不仅包含附件突发性故障，还包含发电机绝缘故障、反馈指示仪表不准确、辅机电源停电、局部放电、电液转换设备停止运行故障等，这些故障都会严重影响地铁的正常运行。在地铁低压配电系统设计优化中，为实现节能降耗目的，可以应用综合监控技术，对低压供电系统的安全故障进行监控，并将报警、事件等记录归档，通过系统主机实现对低压供电系统故障的分析抢救，提高地铁低压配电管理的灵活性、协调性、实时性以及智能化实现节能降耗目标。加强对地铁低压控制系统关键部件的维护工作，定期清洗，清除沉积物，提高地铁低压控制系统的使用效率，保证地铁低压控制系统通常情况下的运行基础，提高系统的可靠性。
2.3通风空调系统节能
采用节能低压设备，在地铁中应用变频空调，为国家能源的可持续利用做出贡献，可以应用微电脑智能控制，对地铁通风空调系统的自动适应负载进行自动调整，可以有效提高电网功率因数，降低能源消耗，节电率20%以上。可以采用变流量节能技术，实现对空调水系统的节能改造。保留原有继电接触器的控制线路，采用PLC编程控制实现对中央空调的控制，节约投资。
2.4优化系统控制技术
针对地铁低压配电系统，实施综合统一的监控，可以达到节能优化控制目的。应用基于综合监控系统的手段，控制通低压配电系统内的低压设备开关。同时，还可以对地铁低压供电系统进行节能控制，在设计地铁智能低压配电系统中，应提升系统的可靠性、智能性，使其拥有遥测、遥控、遥讯、遥调的功能通过网络显示实时耗能信息，完成对不同设备用电的分析比较胧化节能控制策略，并实现远程故障报警功能，降低因机器设备故障而造成的能源浪费，实现节能降耗。
2.5自动扶梯
2.5.1星三角驱动
星三角（Y-△）驱动有两种方案，一种是切换式，一种是重新启动式，重新启动式主要是无人乘梯时自动扶梯停止运行，当有人乘梯时电梯自动启动，这种采取的完全停电方案，节能效果立竿见影。如xx地铁车站自动扶梯采用这种方案以后，其工作时段的平均电耗仅为0.3kW•h，而同样客流的某自动扶梯采用全变频方案，其工作时段的平均电耗就要0.93kW•h。在客流量极少的工况时，采用该方案最为节能，但是这种方法会导致扶梯频繁启/制动。虽然节能，但是频繁启/制动给机械部件造成很大的冲击，对于行动不便的乘客站立不稳，容易出现安全事故。第二种方案“Y-△切换”是当扶梯启动时，像通常一样按Y接法进行启动，但不再是通过时间原则切换成△接法运行。而是当扶梯上没有乘客的时候，扶梯一直在Y接法下运行；当有乘客的时候扶梯才切换成△接法运行，如此循环往复。在实际测试过程证明了在空载或接近空载的工况下，Y接法或△接法时，扶梯的运行速度并无明显变化，但是Y接法与△接法相比节能效果可达20%左右。
2.5.2全变频驱动
采用变频器驱动曳引电机，通过变频器来调节曳引电机的转速，在没有乘客使用的时候使扶梯慢速运行或者停止，因此可以很方便地实现节能运行。采用全变频驱动方案，在不同速度之间可实现平滑切换。由于扶梯对控制精度要求并不高，变频器可选择不带编码器的开环控制模式。但是变频器功率需大于或等于曳引电机功率，使得成本难以降低；另外还需考虑制动电阻在扶梯有限的机房空间的散热问题。在大提升高度的自动扶梯采用两个或多个曳引机的场所，为了保证多个电机运行的同步性，全变频方案仍是首选。
2.5.3旁路变频驱动
扶梯在额定速度运作时由工频电源供电，变频器没有运作。当无人乘梯到一定时间后，由工频电源控制切换到变频器控制，从而让扶梯低速或停止运行，达到节能的目的。当有人再次进入扶梯乘梯时，扶梯将由变频器加速到额定速度，到达额定速度后，扶梯将由变频器控制切换到工频电源控制运行。扶梯将如此周而复始的运行，其运行时序如示意图1所示。
采取旁路变频的优点是降低噪声且可以及减少设备的磨损，能让系统调整较为平稳进行，零部件冲击小。在高速运转时变频没有参与控制，所以变频器的功率比曳引电机的功率小，相对全变频，减少机房发热。
2.6照明系统
地铁的照明系统是地铁电气设计中的重要内容。地铁电气的照明设计较为简单，不过由于照明设备的数量较多，需要在设计阶段做好技能规划工作。对于照明设备的光源来说，以往采用大量的汞灯、金卤灯、钠灯进行照明。随着现阶段新的光源的推广和发展，光源的选择也越来越多。以往的光源由于耗能较高、寿命较低、光照效果不足已经逐渐的被淘汰。新型光源在不断的发展下已经完全的满足了性能要求，并且具备更高的效率，可以大大的减少能源损耗。在工程设计上，应该主动选择新型的照明光源，提高照明效果，减少电能的损耗。对于照明设备的控制系统中，以往是简单的开关控制，并不能达到良好的节能目的。对光源的控制可以设计相应的自动控制系统，根据现场的光感对照明设备进行自动的条件，可以提高能源利用效率，减少能源损耗，节约大量的电能。
3、结束语
综上所述，在当前地铁运营中，不仅要确保地铁低压供电安全，还应该强化低压供电的节能降耗力度，优化设计低压供电系统，确保其在实际运行中能够降低能耗，有效减缓地铁运营成本。
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论文作者:李海金
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/2/22
标签：地铁论文; 系统论文; 扶梯论文; 低压论文; 节能论文; 低压配电论文; 变频器论文; 《基层建设》2016年30期论文;