智能低压配电系统在地铁中的应用

辛京伟

摘要：科技发展步伐的加快，对地铁行业低压配电系统也提出更高需求，在传统的地铁低压配电系统中，其运行方面还存在一些安全隐患，故此应用智能低压配电系统，不仅可以在地铁中实现电气监控，还可以提高地铁的经济效益与运行安全。因此在地铁建设中应用智能低压配电系统，已成为目前地铁低压配电中的首要选择。

关键词：智能化 智能低压配电系统 地铁

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0105-02

随着我国科学技术的发展，提升地铁低压配电系统自动化应用水平，因此强化地铁智能低压配电系统中的智能控制，提高自动化水平，将智能技术应用到低压配电系统的控制中，可以提高地铁低压配电系统对自动化控制的适应性，优化当前地铁低压配电系统的综合智能控制水平，有效促进地铁低压配电系统自动化的快速发展。以下就介绍智能低压配电系统在地铁中的应用。

1 介绍地铁低压配电系统

在我国地铁的运行中，低压配电系统主要给地铁运营提供所需的低压电源，除牵引负荷外的所有机电设备，都是由低压配电系统控制的。低压配电系统中，可以分为降压变电所低压部分与环控电控部分，其中，地铁车站的通信设备、信号设备、综合监控设备、自动售检票设备、电扶梯设备等供电，都是由降压变电所低压部分提供的；而对于通风空调设备如空调的各类风机、风阀以及空调冷却塔、空调冷水机组等供电，都是环控电控低压部分提供的。在地铁行业，确保低压供电的可靠性，不仅可以避免地铁因停电而无法安全运行的事故发生，也可以控制地铁安全有序的运营。

2 应用地铁智能低压配电系统的意义

在地铁运营中，设计智能低压配电系统，不仅可以提高地铁供电、低压配电的可靠性与安全性，也可以满足对地铁动力负荷用电的智能化控制；而对于传统的低压配电系统，已无法满足当前地铁行业的快速发展要求，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、更强大的系统应用方案[1]。再者，在地铁中，其低压电气设备的故障多种多样，既包括突发性附件设备故障，也包括：电机绝缘故障、停运等故障；并且在地铁低压供电系统中，还容易出现局部放电、辅机电源停电等故障，这些都将会严重影响到地铁的正常运行；因此在我国地铁运营中，监控管理低压配电系统，可以在远程及时的发现系统运行故障，从而可以提高地铁建设的社会效益[2]。最后，就是在地铁中，实现应用地铁智能低压配电系统，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、火灾报警等都必须要满足安全稳定的供电需求，因此应用智能低压配电系统，不仅可以满足地铁用电的智能化控制，也可以有效监管地铁低压用电安全，具有实际的应用意义。

3 智能低压配电系统中的技术

采用智能技术实现对地铁低压配电系统的自动智能控制，提高电力系统的智能控制水平，有效降低地铁电力控制的造价成本，以下就来介绍地铁低压配电系统中对智能技术的应用。

3.1 模糊理论

在地铁低压配电系统中，可以引入模糊理论，采取语言变量、近似模糊逻辑形成完备的推理体系，可以解决对地铁低压配电系统中复杂电力系统的控制问题，有效提高地铁电力设备的自动化控制[3]。对于地铁电力系统中的输入量以及输出量，通过使用非线性模型模拟，简单有效的通过模仿人的逻辑来实现对系统的控制，分析总结地铁低压配电系统中的自动化控制决策。智能技术在地铁智能低压配电系统中，通过硬件芯片直接实现对系统的模糊控制算法，提高智能低压配电系统的自学习能力以及容错能力，完成对模糊知识的抽取，及时找出正确的解决方案，对具有不确定性的低压配电问题，也可以给出合理的解释。

3.2 专家系统控制

对于地铁智能低压配电系统中，对处在警告状态、紧急状态的电气设备，专家系统控制可以给予充分的辨识能力，在控制电压、隔离故障、自动配电以及警报电力系统的短期负荷等方面，提供紧急处理，确保系统恢复控制，可以有效促进当前地铁智能低压配电系统的自动化进程。

3.3 神经网络

神经网络具有非线性特性，由大量简单神经元连接而成的神经网络，还具有并行处理能力，有着强鲁棒性和自组织自学习的能力，因此神经网络技术在地铁智能低压配电系统中，将发挥重要的作用，并且在地铁智能低压配电系统中，利用神经网络还可以将大量的信息隐藏在连接权值中，确保通过神经网络实现空间内的复杂非线性映射，还适合处理对非结构化信息的控制，感知数据进行解释处理，为地铁智能低压配电系统提供很好的决策。

3.4 综合智能

在地铁智能低压配电系统中，采用综合智能系统进行控制，有效的将智能控制以及现代控制相结合，实现各种智能控制方法之间结合，对电力系统的控制能力得到大大的提高，并且应用综合智能系统，对复杂的电力系统，具有更好的控制效果。综合智能控制中，应用较多的就是将神经网络与专家系的结合、将专家系统与模糊控制相互结合，以提高当前地铁智能低压配电系统的自动化控制。利用最优控制手段，实现远距离监控输电线路的输电能力，还可以改善电路的动态品质问题，可以发挥着重要的作用，提高地铁低压配电系统的线性最优化，提高地铁低压配电系统的抗干扰能力。

4 分析地铁站智能低压配电系统的应用

地铁智能低压配电系统中，可以采用现场总线技术、智能断路器应用模式，实现与远程计算机数据的实时连接，从而有效完成对电参量的测量、显示、设置开关保护定值以及故障维护信息管理、过程控制等工作，还将会管理控制地铁的照明、动力、安保、轨道、信号、消防、环控等功能，能够有效监测控制地铁设备的运行状态，实现对地铁供配电设备的保护。

4.1 地铁智能低压配电系统的设计原则

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，使地铁智能低压配电系统具有遥测、遥控、遥讯、遥调的功能。在地铁智能低压配电系统设计中，可以采取由计算机、通讯网络、智能元件、现场总线、通信控制器、能型低压开关柜以及控制设备等原件，设计组成应用系统。具体设计需求中，不仅要提高铁智能低压配电系统的自动化程度；还应该提高系统的可靠性，能够在实际应用中进行实时监测，具有安全性与实用性。endprint

4.2 降压变电所低压

按照（GB 50157）20035地铁设计规范[4]，在地铁电力监控系统中，对于其低压部分，应该控制进线断路器、母联断路器以及三级负荷低压的开关。实际的智能低压配电系统中，在降压变电所低压控制中，表现为两个模式，模式一中，可以利用遥测、遥控方式，实现对地铁低压配电系统中线断路器以及母联断路器、三级负荷、开关控制，还可以监控电源的使用情况，其系统结构如图1所示。

在模式二中，主要由以太网网关、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，其结构图如图2所示。

4.3 环控电控低压控制

模式一中，实现对、变频器电动机回路的保护、测量、监控，对电动机进行过载保护，可以对其它反馈回路电机采用断路器、交流接触器的保护和控制，其系统结构图如图3所示。

模式二中，实现对软起动、变频器电机回路的综合测量监控，实时刷新上传采集到的数据，实现对地铁通风模式的控制，具体系统结构图如图4所示。

4.4 比较应用智能低压配电系统的价值

在智能低压配电系统中，对于其降压变电所低压部分的应用中，在系统的智能化控制部分比较，模式一系统具有功能单一、可靠性高、投资低、现场接线较复杂、运营维护复杂[5]；模式二系统具有功能全面、可靠性高、投资较高、现场接线简单、运营维护简便；故此，在实际应用中，提高地铁低压配电管理的灵活性、协调性、实时性以及智能，提高低压配电系统的综合自动化发展，提高系统运行的安全，可以根据实际情况，在地铁构建中设计合理的智能低压配电系统，满足实际使用需求。

在地铁智能系统中的环控电控低压部分，由于传统低压系统的功能单一，只能实现对电机过载和短路保护的功能，模式一系统功能单一，可靠性低，现场接线复杂，系统间接口交叉，数据实时性好，运营维护复杂；模式二系统功能全面，可靠性高，现场接线简单，系统间接口清晰，数据实时性好，运营维护简便。

故此，在实际应用中，转变传统采用接触器和继电器控制的模式，应用智能控制，并且在信号系统与数据传输系统的共同作用下，还可以对地铁供电系统中的各个部分进行远程协调监视，以确保整个供电系统的日常运作；可以通过声频、工频控制系统的大负荷，使用可编程序微型机作为远动装置，实现对远程地铁内低压配电系统的实时监控。地铁低压配电系统智能化中，可以实现配电的信息的实时输送，通过遥控、遥信、遥测实现远动传输，实现电力系统的自动化控制，提高地铁配电系统的自动化发展进程。不仅可以提高系统功能，还可以简化控制接线，提高地铁配电管理的可靠性和自动化程度，也可以大大缩短低压配电系统安装调试时间，具有实际应用价值。

5 结论

综上所述，为推进城市地铁的建设，提升我国电力系统的自动化进程，可以将智能技术运用到电力系统中，应用地铁智能低压配电系统，提高对地铁低压设备的智能化控制；根据城市地铁建设的具体情况，运用智能技术强化地铁电力系统的自动化程度，优化地铁低压供电系统的可靠性，提升系统在运营维护方面的便利性，可以有效促进我国地铁低压配电系统的自动化进程。

参考文献

[1] 杜伟波.智能化技术在广州地铁低压配电系统中的应用[J].石油化工建设，2011（2）：77-79.

[2] 陈平，王宏.智能低压配电系统的分析及实现[J].低压电器，2010（21）：25-28.

[3] 2003地铁设计规范[S].GB 50157，2003.

[4] 袁建红.智能低压配电系统在地铁中的应用[J].低压电器，2010（1）：20-22.

[5] 吴燕，吴俊勇，郑积浩.高速受电弓-接触网系统动态受流性能的仿真分析[J].北京交通大学学报，2012，7（18）：41-42.endprint