地鐵車站主要電氣設備房間設計要點分析

摘 要：電氣設備房間是承載地鐵安全運行的關鍵電力設施，包括變壓器、高低壓配電柜、供電線纜及其他輔助設施。從供電可靠性、運營維護便捷性和工程投資經濟性等3個主要方面進行比對分析，確定出最優的電氣設備房間布置，旨在提高電氣系統的可靠性和安全性。研究結果表明，布置合理的電氣設備房間不僅能降低能耗，保障地鐵的安全與可靠運行，還直接影響到地鐵車站的營運效率和乘客的乘車體驗。

關鍵詞：地鐵車站; 變電所; 環控室; 設置

中圖分類號： TU855

文獻標志碼： B

文章編號： 1674-8417（2024）11-0033-06

DOI：10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.11.007

0 引 言

在城市軌道交通系統的設計與規劃中，地鐵車站主要電氣設備房間的設計是確保運營效率與乘客安全的關鍵環節。本文以某城市地鐵車站為例，通過對車站站內變電所的合理布置分析，及所內用電設備合理的供配電進行研究，提出了四個可行性方案，以科學的方法對方案進行全面剖析和對比，尋找出問題的關鍵點，并著力解決問題，達到完善方案、優化方案的目的，提升了工程設計的品質，逐步形成一套完善的設計思路，可為后續工程的設計與優化提供理論依據和實踐指導。

1 項目概況

某地軌道交通B1線一期工程線路全長約23.5 km（CK1+846～CK25+350），均為地下線，共設站16座（地下站15座，半地下站1座），A站為B1線與B3線換乘站。A站位于兩條路交叉口十字步行街下方，為地下2層廳臺同層側式車站，車站總建筑面積為24 696.3 m2，車站底板埋深18.35 m，中心里程處覆土厚度為3 m，車站總長度為508 m，標準段總寬度為30 m，主要電氣設備房間為車站降壓變電所、跟隨變電所、環控電控室、照明配電室等。

2 初步設計方案

針對A站車站型式及其他用電設備房間的設置情況，對主要電氣設備房間的合理布置，以及用電設備合理的供配電進行研究，提出4個設計方案。

方案一（車站降壓變電所+2個環控電控室）如圖1所示。

方案二（車站降壓變電所+4個環控電控室）如圖2所示。

方案三（車站降壓變電所+跟隨變電所+2個環控電控室）如圖3所示。

方案四（車站降壓變電所+跟隨變電所+4個環控電控室）如圖4所示。

3 方案對比

從供電質量穩定可靠性、運營維護簡單便捷性和工程投資經濟合理性等方面對以上4個方案進行比對分析。

3.1 供電質量穩定可靠性

以車站右端B出入口自動扶梯負荷（80 kW）為例，按照下式（1）［1］所示計算電壓降：

ΔU%=Δua%×Il（1）

式中： Δua%——電壓降百分數;

I——計算電流;

l——供電距離。

電壓降計算結果如表1所示。通過計算驗證：當僅在車站左端設置降壓變電所時，由于供電距離過長，導致電壓損失明顯，不滿足相關規范要求［2］。因此，在車站右端設置跟隨變電所，為車站右端的用電負荷統一進行配電，這樣做一方面大大縮短了供電距離，電壓損失控制在要求范圍，另一方面降低了后期的運營維護安裝成本［3］。因此，就運營維護簡單便捷性和工程投資經濟合理性兩方面僅對方案三和方案四進行對比分析。

3.2 運營維護簡單便捷性

方案三和方案四主要電氣設備房間統計表如表2所示。

由表2可見，在車站左右兩端、上下行兩側分別設置環控電控室時，增加了運營維護工作量［4］。推薦方案三為A站設置主要電氣設備房間的依據。

3.3 工程投資經濟合理性

方案三和方案四工程投資表如表3所示。

由表3可見，方案三的工程投資相較方案四更經濟合理，故推薦方案三為A站設置主要電氣設備房間的依據。

3.4 方案對比結果

通過上述綜合計算驗證、分析比較，最終確定出適用于本站的最優的電氣設備房間布置，即方案三：在車站左端設置降壓變電所;在車站右端設置跟隨變電所;在車站左端上行線側和車站右端下行線側靠近環控機房處分別設置環控電控室，車站左端下行線側和右端上行線側環控機房的風機設備通過過軌電纜通道，由環控電控室統一配電控制［5］。

3.5 設計效果

該設計運用了全面質量管理的理論和方法，實現了設計目標，合理有效地布置了車站的變電所。車站A端變電所平面布置圖如圖5所示。車站B端變電所平面布置圖如圖6所示。

4 結 語

通過對設計方案不斷地深化和優化，使設計方案更為合理、安全，提升了設計人員地鐵設計方面的創新能力和技術水平。同時，實施全面質量管理的理論和方法，形成了一套完整的設計思路和流程。該車站的運營狀態評價還需要在實際運營后進一步通過實踐檢驗。

［1］ 劉屏周，卞凱生，任元會，等.工業與民用配電設計手冊［M］.四版.北京：中國電力出版社，2016.

［2］ 馮亮.關于鐵路消防電氣設計有關標準的探討［J］.智能建筑電氣技術，2013（3）：43-45.

［3］ 徐云鶴.大型地鐵地下空間電氣設計［J］.現代建筑電氣，2014（S1）：13-16.

［4］ 李國有.鐵路特大型車站電氣設計［J］.建筑電氣，2015（4）：12-17.

［5］ 趙美君，張建軍.地鐵車站變電所電氣元器件選型分析［J］.低壓電器，2010（11）：61-63.

Design Analysis of Main Electrical Equipment Rooms in Subway Stations

Abstract：

With the rapid development of urban subway systems，the design of electrical equipment rooms in subway stations has become increasingly important.These rooms house crucial power facilities essential for subway operations，including transformers，high and low voltage distribution cabinets，power supply cables，and other auxiliary facilities.This paper compares and analyzes the optimal layout of electrical equipment rooms from three main aspects： power supply reliability，operational maintenance convenience，and engineering investment cost-effectiveness.The aim is to enhance the reliability and safety of the electrical system.The research results show that a well-arranged electrical equipment room can not only reduce energy consumption and ensure the safe and reliable operation of the subway but also directly impact the operational efficiency of the subway station and the passenger experience.

Key words：

subway stations; substation; environmental control room; setup