地鐵低壓配電系統設計優化分析

王強

摘 要：當前隨著我國城市發展經濟發展水平的逐步提高以及城市規模的逐漸擴大，城市居民大大增加，交通壓力也就日漸提高。由于地鐵這種交通方式經濟性較高，同時具有運行速度快，阻礙因素少等多種優勢，目前已經成為人們出行的主要交通方式之一。因此，相關工作人員還應在實踐中不斷完善地鐵的相關設施以及運行環境，提高地鐵服務的完善性以及安全性。本文針對現階段我國地鐵低壓配電系統的設計優化問題展開探討，希望能夠促進地鐵功能的提高和完善。

關鍵詞：地鐵；低壓配電系統；設計；優化

中圖分類號：U231 文獻標志碼：A

0 引言

目前我國各地區紛紛開始興建城市快速路以及輕軌和地鐵工程等，在很大程度上緩解了城市的交通壓力。就目前大多城市居民出行情況來看，人們更加傾向于選擇乘坐地鐵出行。

1 關于地鐵低壓配電系統的簡要介紹

地鐵的低壓配電系統中開始接觸的電壓比較高，因此需要將其轉換為380V/220V的低電壓之后才能滿足地鐵的正常用電需求，以此降低電力負荷，繼而提供相關設備的運行動力，保障地鐵照明等設備的正常運行。按照對于電力的重要性等級對地鐵系統的負荷進行劃分，可以將其分為3個不同等級。首先是一級負荷，該級負荷對于供電可靠性及穩定性具有較高的要求，需要同時通過兩個電源裝置以及供電線路進行供電服務，并且還要設置應急電源。二級負荷在地鐵供電系統中扮演的角色相對較為重要，和一級電源相同，都需要雙電源提供供電服務，但是輸電線路可以使用單回路，一般連接于非消防疏散用自動扶梯、電梯、乘客信息系統、一般照明系統等。三級負荷相對來說重要性較低，在進行地鐵低壓配電系統的設計優化時，應當對各類負荷的要求掌握清楚，保證突發情況時用電正常。

2 區間設備的配電設計分析

對于地鐵系統的區間設備進行低壓配電設計工作應以地鐵環節為切入點，根據不同區間的用電特點以及區間長度為基礎為進行低壓配電方案的制定，以此保障方案的合理性與可行性。

2.1 區間設備運行環境分析

在地鐵低壓配電系統中地鐵區間設備運行負荷容量一般較小，各項容量內容遠遠低于負荷狀況，系統設置與常規配電存在明顯差異。因為受到具體配電內容的束縛，該體系在實施具體低壓配電工作的時候應安排幾臺同樣型號與功能的空調水泵設備以及風機設備，一旦在系統發生故障問題的時候可以進行及時的替換，防止對配電環境造成嚴重干擾。一般來講，現階段我國地鐵低壓配電運行體系當中配電裝置的工作都是憑借電動機設備所提供的電能而完成工作的，其負荷的電能等級一般都為一級，而對應的電壓負荷則普遍較低。在這樣的電壓負荷情況之下，電動機設備在開始運行時所產生的電流波動比較大，遠超設備的常規電流值，最高可達常規電流的7倍之高，這就使配電系統的整體安全受到極大的影響。

2.2 地鐵區間的配電設計

設計人員在著手設計工作的過程中，需要考慮的首要因素就是電動機設備的啟動配置，為了保證系統運行的安全性，可以在電動機設備的上級部分增設瞬時脫扣器，以此保證流入系統中的電流值始終在安全范圍之內，從而實現調節電流的效果。通過瞬時脫扣器的應用能夠將電動機設備的啟動狀態電流調節在常規電流值的3倍之內，所以可以全面保障低壓配電系統的供電安全。其次要考慮的問題就是與區間距離向對應的配電系統。在筆者的此次研究中，需要根據地鐵低壓配電體系的供電服務要求而將電壓控制于5%左右的標準內，具體可以通過設置單項接地、調節電纜線路截面以及保護開端過流等手段實施電壓的控制，以此促進安全性的提升，必要情況下還需要在較長距離的配電線路中增設輔助裝置，以此有效促進斷路器在單相接地體系中安全性的提升。第三則是針對電動機設備的運行過程設計。進行電動機的選擇時應參照配電系統的實際負荷情況，現階段我國地鐵系統大多都是幾臺電動機設備同時進行供電服務，其面對的問題就是在這一過程中可能會引發峰值電流的持續增加，繼而導致電流的不穩定性。對此在進行配電設計的過程中，應結合具體的電流值針對電動機設備進行調整，同時計算具體的尖峰電流值、以及瞬動保護整定值等參數。在完成相關參數的計算之后，要以其為理論根據而適當的調節電動機相應配置。例如：當啟動兩臺電動機時上級斷路器瞬時脫扣器將電流控制在原有標準的9倍左右，此時需要調整的定值為9倍額定計算電流值。

2.3 配電系統中的設備分析

地鐵的低壓配電系統當中，涉及到的設備較多，具體設備根據系統的供電實際要求進行合理配置。例如，在進行排水泵的設計工作過程中，應當以排水泵的具體工作狀況而進行配電設置。排水泵設備對水位變化影響不大，因此在進行配電設置的時候應以實際水位情況而確定啟動方案。在進行射流風機設備的配電設置工作中，人們一般都選擇BAS對其進行控制，通過該內容達到啟動命令，提升系統安全性。

3 車站負荷的配電分析

3.1 通風空調系統的配電設計

地鐵系統的溫度應根據氣候的變化而進行定期調節，以此提高乘客的舒適感。空調系統能夠在不同氣候條件下發揮出不同的功能。夏天的氣候條件比較炎熱，因此通過風冷機組的應用能夠促進環境溫度的降低。與之相反地，冬天的氣候比較寒冷，在這種情況下通過暖風機組的運行就能夠有效提高溫度。這兩種控溫機組設備的電力負荷級別均為三級，電源可使用單電源供電方式，輸電線路可采用單回路方式，這兩種控溫機組設備并不是同時產生電力負荷的，所以可以考慮將這兩種設備的回路予以合并，通過這種方式可以全面降低電纜用量，控制和減少配電箱設備的使用個數，節省成本投入。

3.2 照明系統的配電設計

一般情況下地鐵車站的公共區域配電設計都是以車站中心里程為分界，然后分別從左右兩端進行供電服務的，這種配電設計方式為日后的設備管理及運維等相關工作提供了很大的便利性。但常規而言，多數地鐵車站都會避開車站大端而進行變電所的設置，如果這樣設置那么在進行電源供應的過程中必然會造成不必要的大量線路迂回，而站廳或站臺的公共區左右兩端一般同屬于同一個防火分區，又由工作照明、節電照明、應急照明等電源箱分別交叉供電，所以從規范上、可靠性上均沒有拆分電源的必要。基于此，地鐵站臺長度比較標準的車站可以考慮從某一段的配電室供電，這種設計方法雖然就單獨某一車站而言所節省的經濟投入效果并不明顯，但是多個車站均實現這種設計，那么其實現的經濟成本節約數額將相當可觀。在設計地鐵車站照明系統的過程中，首先要保證照明系統相關參數計算的準確性，并以此為理論依據安裝相應的照明設備，繼而實現對于照明設備具體用電量的調節與控制，然后結合實際用電情況進行變壓器設備的合理選擇。這里需要注意的一個問題就是在落實照明用電量的實際計算工作中，一定要注意以站內面積以及光源光通量為基礎，合理設置光源照度的高低兩個極限值，從而確定燈具數量、負荷密度、照明變壓器容量。

結語

隨著我國經濟的發展，對于能源的需求量不斷增加，在地鐵系統中進行低壓配電體系的優化設計不但可以促進電力能源的節約，更重要的意義在于能夠保障地鐵運行的可靠性與安全性，為乘客營造較好的乘車環境。對此，相關設計人員應加強對每一個環節的合理把握，全面提高地鐵低壓配電系統的合理性與科學性，從而加速地鐵配電建設進程。

參考文獻

[1]乜瑩.地鐵低壓配電系統設計優化探討[J].中國標準化，2017（6）：150-165.

[2]尹強.地鐵低壓配電系統設計優化探討[J].科技資訊，2014，12（23）：125-127.

[3]張振宇.地鐵低壓配電系統設計細節優化的探討[J].建筑電氣，2010，29（5）：35-37.