浅谈节能措施在地铁低压配电中的应用

倪 勇

（南京地铁运营有限责任公司，江苏南京 210012）

随着我国经济的不断发展与人口的快速增长，人们的生活水平与质量在得到提高的同时，城市的交通拥堵问题的日益严重，给人们的生活和工作带来了不利影响，也对我国经济的发展产生了一定的阻碍。地铁的出现使得城市交通拥堵问题得到了很好的缓解，然而在地铁运行的过程当中需要消耗大量的能量，因此在地铁的低压配电当中做好节能措施是十分必要的。

一、电缆与补偿装置的节能措施

地铁三相线路电缆在不考虑无功损耗的条件下的有功损耗为：△P=（其中△P表示有功功率的损耗，kW；表示供电线路的计算电流，A；R表示线路每相的电阻，Ω，其值为电缆长度）。从式中可以看出有功损耗同电缆的截面积成反比例关系且同配电电缆的长度成正比例关系，因此应当将配电房设置在动力照明的负荷中心并合理地对配电线缆的长度进行减少，在条件允许的情况下可适当对导线的截面积进行增大。

另外，考虑到地铁车站的扶梯等设备的电子镇流器与智能控制系统需要变频启动，使得地铁的低压配电系统当中存在严重的谐波畸变情况，在不考虑补偿的情况下地铁动力变压器低压侧的功率因数是0.8左右，通过对某地铁站连续六天的运行数据的比较（图一），可以看出在投入低压无功补偿的情况下功率因数得到了提升，使得谐波的电流含量大大降低。

图一

二、变频起动的节能措施

一方面，可使用变频控制。在地铁的机电系统的用电总量当中电扶梯和通风空调系统的用电量占据了很大比例，且系统大多为电动机负荷，使用变频调速器可以让该系统负载下降时对转速做出自动的调节，从而适应负载的变化情况，在保证电机轻载中效率的提升的同时也有效地实现了节能。在地铁车站的通风空调系统中配置变频器后其节电效果达到了百分之三十以上。同样的，采用变频控制之后，地铁扶梯在人流量大时速度加快，在人流量小时速度减慢，在无人乘坐时供电频率仅仅是10Hz，大大地降低了电扶梯系统的能耗。另一方面，电动机可以使用软启动方式，借助对可控硅导通角根据启动时间的逐步调整来实现电压的合理控制。由于该措施自起动至运行的过程中电流的变化情况较小，能够确保地铁电网电压在需求范围以内波动，并且相比较变频器而言价格更低，因此可以用在一些电动机容量大的频繁起动的设备或对电压稳定性要求高的设备当中。另外由于该方式正弦波没有导通的电能无法返回到电网中，这就要求必须做好相应的通风散热工作。

三、照明的节能措施

在地铁低压配电的照明节能措施当中，一方面，可以采用高效光源，目前地铁车站大多使用三基色细管径直管荧光灯来作为照明光源，相比较传统的72lm/W光效粗管径电源，其光效提升到了93lm/W，有效地降低了光源的能耗，在未来地铁低压配电的照明将会朝着LED灯具的趋势发展。另一方面，要确保控制方式的灵活性，地铁的公共区照明包括应急、正常、广告以及导向照明等，在采取合理的照明控制（图二）后，获得了十分显著的节能效果；地铁设备房的应急照明需调整为设翘板开关控制方式，利用FAS或BAS在火灾发生时强制开启，这一措施给设备房的照明带来了10%左右的功耗节约。

图二

四、用电管理的节能措施

设置相应的智能计量管理系统来对地铁低压配电系统当中的各节能措施进行管理是十分必要的，对地铁当中的照明、自动扶梯与电梯、广告照明、银行等主要照明负荷在设置相应的多功能仪表进行单独计量之后，收集相关数据并整合到地铁变电所的综合自动化系统当中。借助智能计量管理系统来更加方便地对电度参数进行收集，并对采用不同节能措施之后能源量的变化情况做出检验，在此基础上选择最佳的节能措施。图三为某地铁线路当中的智能计量管理系统的示意图。

图三

五、总结

综上所述，在可持续发展观和科学发展观理念逐渐深入人心的时代背景下，人们对于节能环保有了越来越高的重视，在地铁低压控制系统当中采取合理的节能措施具有十分重要的意义现实意义。针对地铁的低压控制系统，可以结合实际情况从多方面入手来采取综合的措施以达到节能降耗的目的，从而在保证地铁运营的安全性、可靠性和舒适性的同时有效地降低其低压配电系统当中的能耗。

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