關于節能措施在地鐵低壓配電中的應用探析

劉念

摘? ? 要：伴隨著城市化的高速發展，城市地面空間越來越擁擠，為了有效緩解城市交通的壓力，各種城市地鐵工程越來越多。低壓配電系統是地鐵系統的重要組成部分，其在實際運行中的能耗往往較高，在能源形勢越來越緊張的今天，矛盾越來越突出，有必要將節能技術積極應用其中。為此，我將要在本文中對關于節能措施在地鐵低壓配電中的應用進行探析，希望對促進我國地鐵事業的發展，可以起到有利的作用。

關鍵詞：節能措施;地鐵低壓配電系統;應用

1? 引言

隨著能源形勢的不斷緊張，節能減排、發展低碳經濟已經成為了非常熱門的話題。地鐵是城市中的耗能大戶，尤其是地鐵配電系統的能耗非常突出，如何更加合理采取節能措施，最大程度降低地鐵的負荷，是每個工程師應該認真考慮的問題，有必要對地鐵低壓配電節能措施進行深入探討，探索科學有效的節能措施。

2? 節能設計的基本原則

應該在獲得良好節能效果的同時，還能滿足地鐵各種設備穩定運行的要求，滿足地鐵通風系統舒適性的要求，滿足地鐵照明光照度、色溫、顯色指數的要求。

在節能設計的過程中，應該考慮到經濟因素，不能為了得到節能效果，付出過高的投資，應該保證通過節能可以及時回收節能投資的成本，實現地鐵的節能建設。

減少無謂的能源消耗。在節能設計的過程中，應該考慮哪些能耗是和地鐵功能發揮是無關的，然后在考慮采用什么樣的節能措施。例如在地鐵低壓配電系統變壓器的功率損耗中，很多損耗都屬于無用的能量損耗，可以通過采用節能技術來降低這部分能耗。

3? 地鐵電氣節能設計應該采取的具體措施

對配電房進行合理配置。一個地鐵車站就是一個變電所，通過對車輛控制室、通信、信號電源室進行集中布置，能夠大大減少供電傳輸的距離。對于用電負荷比較大的車站，可以設置一個跟隨變電所，這樣可以有效減少電纜的長度。對環控室應該布置在環控機房附近，對低壓配電室的位置進行合理布置，減少輸電線路的長度。

對變壓器的容量進行合理選擇。在地鐵車站的實際運行過程中，經常會存在變壓器容量選擇過大的問題，很多地鐵車站在運行低峰期，其變壓器負荷往往會不足百分之十，在用電高峰期，其運行負荷一般也不會超過百分之五十，造成大量電能的浪費，增加了運營的成本。

變壓器的有功功率損耗可以表示為：Δp=p0+Pkβ2，其中Δp是變壓器的有功功率損耗，p0是變壓器的空載損耗，Pk是變壓器的短路損耗，β是變壓器的負載率。p0又被稱為變壓器空載損耗，是由鐵芯渦流損耗和漏磁損耗組成的，由變壓器鐵芯的制造工藝決定，其制造工藝先進程度直接決定了變壓器的節能性能。Pk變壓器的傳輸損耗，其和變壓器線圈繞組和繞組電流所決定，和負載率β的平方是成正比的關系。因此，為了降低這部分能耗，可以采用銅芯變壓器。通過計算可知，當變壓器的空載損耗等于負載損耗時，變壓器的能耗最小。從當前變壓器的實際運行經驗上看，將其符合了控制在百分之五十五左右，可以讓變壓器運行在最佳狀態。因此，在變壓器的選擇過程中，應該對其負荷情況進行認真計算，通過選擇合適容量和種類的變壓器，能夠有效對變壓器的損耗能量進行控制。

在一個地鐵車站工程中，電纜的總長度往往不下萬米，線路的損耗往往是非常可觀的，減少線路的損耗顯得非常重要。由于電纜上傳輸電流的大小往往不能改變，如果想降低電纜的損耗，就必須減少線路的電阻。由于線纜的電阻是和線路的長度成正比的，可以從以下幾個方面入手。一、對地鐵電纜應該盡可能使用銅芯電纜，減少電纜的電阻率。二、應該讓線路盡量走直線，避免線纜走彎路，這樣也可以減少導線的長度。三、在配電室的布置中，應該將配電室盡量布置在電纜井，低壓配電室與電纜井位置的布局應該使線路分向前送，避免線路回頭現象的出現。四、在電纜截面積的選擇過程中，在滿足載流量、熱穩定、保護配合與電壓降的情況下，可以適當增加導線的截面積，雖然這樣會在一定程度上增加工程的成本，但線纜的壽命也可以得到顯著的延長。

提供供電系統的功率因數。功率因數是供電系統的一項非常重要的指標，在設備消耗大量有功功率的同時，也消耗著大量的無功功率。通過提升系統的功率因數，能夠減少務工電能在線路上的傳輸，從而達到節能的目的。為了提高設備的功率因數，減少設備的超前無功需求，可以采用功率因數比較高的同步電機，對熒光燈可以使用電子鎮流器，對單燈還可以加裝電容器等，這些都可以顯著提升功率因數，減少線路的超前無功功率。由于電感產生的是滯后無功，可以通過采用電容來進行補償。

在配電線路節能工作的開展中，我們必須遵守以下的原則：一、在節能降耗措施的實施過程中，不能對用戶的正常供電造成影響，保證客戶的供電量和質量。二、節能降耗工作應該具有一定的經濟效益，其應該在節約用電的過程中，產生足夠的經濟效益，以利于節能降耗工作的持續開展。不能盲目開展一些沒有經濟效益的節能降耗項目，雖然能耗將下去了，卻是賠本的買賣。三、應該保證配電線路的實際使用壽命。配電線路的壽命問題一直是一個難題，我們應該在節能技術的應用過程中，有效提高相關設備的實際使用壽命，讓企業的綜合效益得到保證。

及時對老舊線路進行更換。如果線路的使用時間過長，部分線路出現了較為嚴重的老化現象，則配電線路的損耗往往較大，需要我們及時對這些老舊線路進行更換，從而有效降低配電線路的電能損耗。隨著科學技術的不斷發展，一些節能效果更好的輸電線路被研制了出來，其線路電阻更小、供電能力更強，我們應該加強對這些新線路的應用力度。

由于地鐵工程的特殊性，白天正常運營過程中，也需要使用非常多的燈具，其耗能非常巨大。當前節能照明技術發展非常迅速，各種節能燈越來越多，應該積極對這些節能燈具進行使用。

4? 結束語

在地鐵系統的運行過程中，低壓配電系統的耗能往往非常可觀，為了有效降低該系統的能耗，應該將節能技術合理應用其中，對低壓配電工程合理進行規劃，加大對老舊設備的改造，增加對節能設備的應用。

參考文獻：

[1] 楊震.淺談安全技術措施在地鐵信號系統中的應用[J].科技致富向導，2013（36）：11～12.

[2] 吳文韜.淺談節能措施在地鐵低壓配電中的應用[J].鐵道勘測與設計，2013（5）：25～26.

[3] 謝漢生，滿朝翰，商一帆.地鐵主要能耗影響因素及節能措施分析研究[J].現代城市軌道交通，2013（4）：33～34.

[4] 劉開國.城市軌道交通供電系統的節能措施與經濟運行[J].電氣時代，2009（12）：37～38.