地鐵通風空調設備配電方式分析

陳西虎

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司 西安 710043)

地鐵通風空調設備配電方式分析

陳西虎

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司 西安 710043)

針對地鐵車站內通風空調系統設備負荷特點和控制要求，對常用的幾種配電方式進行詳細分析和對比。經綜合比較表明：地上車站采用不設通風空調電控室，通風空調設備由降壓變電所采用放射式和樹干式相結合的配電方式具有一定的優勢；地下車站采用在通風空調機房附近設置通風空調電控室，進行集中配電，通風空調電控室集配電、控制為一體的配電方式具有一定的優勢。

地鐵；通風空調；配電；節能；安全

地鐵車站內用電量最大的動力負荷是通風空調系統，通風空調設備數量多，占用房屋面積大，一般集中布置在站廳層兩端設備區。

通風空調設備配電比較復雜，系統的設計直接關系到通風空調設備供電的可靠和地鐵的安全運行。因此，優化通風空調設備配電設計，對節約能源、降低投資和運營成本、方便系統維護具有重要的意義。

1 配電方式

根據通風空調設備的負荷特點和控制要求，結合地鐵供電設計原則，通風空調設備的配電可采用4種方式。

1.1 方式1：設置通風空調電控室，一級負荷兩路電源在電控室設雙電源切換裝置切換

在通風空調機房附近設置通風空調電控室，進行集中配電，通風空調電控室集配電、控制為一體。一方面作為設備的最后一級配電，另一方面作為設備就地控制點、設備聯鎖等工藝控制點，以及與火災自動報警系統(FAS)及環境與設備監控系統(BAS)等相關系統的接口點。

通風空調電控室電源由降壓變電所不同母線段接引，如圖1所示。其中，一級負荷由降壓變電所不同母線接引4回電源，在通風空調電控室經2個雙電源切換裝置切換后供電，二級、三級負荷自變電所單獨接引電源，大容量冷水機組由變電所直接接引電源供電。采用2個雙電源切換裝置供電可以將一級負荷分組，便于負荷平衡。

圖1 通風空調電控室配電方式1

非消防通風空調設備在火災情況下可由降壓變電所配電回路切除，配電回路相對集中布置，以便于與FAS系統的控制接入。

這種方式的特點是：系統接線簡單可靠，一級負荷供電可靠性高；運行方式靈活，適應地鐵多種運行方式的控制要求；接口配合簡單，便于運營和管理；負荷分配均衡；配電系統上下級配合少，便于開關保護整定配合；配電和控制電纜相對較多。

1.2 方式2：設置通風空調電控室，一級負荷由兩路電源末端切換在通風空調機房附近設置通風空調電控室，在通風空調電控室集中配電，在一級負荷附近設置雙電源切換控制箱，與FAS及BAS等相關系統的接口點在設備現場，如圖2所示。

圖2 通風空調電控室配電方式2

這種方式的特點是：配電與控制相對復雜，不能充分發揮通風空調電控室配電控制中心的作用；雙電源切換控制箱設置量大；配電電纜多；與FAS及 BAS接口點分布在設備現場，FAS及 BAS等系統配線復雜，現場控制電纜增多，管線配合困難,控制、檢修、維護不便；每個箱體均需設有控制接口；增加了配電系統保護級數，開關保護整定配合難，故障點多。

1.3 方式3：設置通風空調電控室，一、二級負荷兩路電源由電控室母聯開關切換

在通風空調機房附近設置通風空調電控室，實現對通風空調設備的集中配電和集中控制，通風空調電控室為通風空調設備的末級配電和控制中心，電源自降壓變電所的不同母線段接引，電控室配電系統采用單母線分段接線，設母線聯絡開關，在正常運行時，兩段母線獨立運行，各通風空調一、二級負荷由其中一段母線單回路供電，當一段母線失電后，由母聯開關自動投入，實現一、二級負荷的兩路電源切換，如圖3所示。

圖3 通風空調電控室配電方式3

這種方式的特點是：系統接線簡單，配電線路短，配電設備少；與FAS及 BAS接口配合簡單，便于運營和管理；運行方式靈活，適應地鐵多種運行方式的控制要求；負荷分配均衡；自中壓系統開始，兩路電源均采用單母線分段和母聯開關，上下級母聯開關配合復雜，運行不便。

1.4 方式4：不設置通風空調電控室，一級負荷由末端切換

通風空調設備由降壓變電所采用放射式和樹干式相結合的配電方式直接供電。一級負荷由降壓變電所兩段母線各接引一回路電源供電，末端切換，大容量二、三級負荷采用單回路放射式供電方式，小容量二、三級負荷采用樹干式配電方式，所有通風空調設備均由降壓變電所供電至設備附近，就近設配電控制設備供電，如圖4所示。

圖4 通風空調電控室配電方式4

這種方式的特點是：配電級數少，系統結構相對簡單；配電電纜多，管線綜合困難；與FAS、BAS的接口點分布在設備現場，FAS、BAS等系統配線復雜，現場控制電纜增多，管線配合困難，控制、檢修、維護不便；每個箱體均需設有控制接口；現場設備多，管線復雜，運營、維護和管理不便；現場配電設備運行環境差，影響配電設備的正常運行。

2 配電方式比較

通風空調電控室配電方式比較如表1所示。

表1 通風空調電控室配電方式比較

可以看出：方式4由于電纜截面大、線路長、維護管理不便、線路損耗大，地上站通風空調設備數量少、設備設置分散等因素，不適用于地下車站，只適用于地上車站；方式3在一路電源停電的情況下，通風空調系統全部一、二級負荷均由另一路電源負擔，要求供電電纜截面大，施工、管線綜合困難；方式2配電級數多，接線相對復雜，投資相對較大，在地鐵中很少采用；方式1系統接線簡單可靠，運行方式靈活，適應地鐵多種運行方式的控制要求，接口配合簡單，便于運營和管理，投資適宜。

3 結語

經綜合比較可以看出，對于地下車站，方案1具有一定的優勢，便于運營管理，對于地面或高架車站，方案4具有一定的優勢。

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(編輯：郝京紅)

Power Distribution Modes of Subway Ventilation and Air Conditioning Equipment

Chen Xihu

(China Railway First Survey & Design Institute Group Co., Ltd., Xi’an 710043)

Several power distribution modes used frequently for ventilation and air-conditioning equipment in subway station are analyzed and compared in accordance with the characteristics of load and control requirements of the equipment and the findings are as follows: The electric control room for ventilation and air conditioning is not necessary for a ground station, but the ventilation and air conditioning equipment with the step-down substation power distribution method using radial and trunk-style has certain advantages; the underground station adopts the design of electric control room for ventilation and air conditioning located in the vicinity of the ventilation and air conditioning equipment room and prefers centralized power distribution. The integrated power distribution mode combined with distribution and control has some advantages in ventilation and air conditioning electric control room.

metro; ventilation and air conditioning; power distribution; energy saving; safety

陳西虎，男，大學本科，高級工程師,從事軌道交通設計工作，chenxihu@163.com

U231.5

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