地铁低压配电系统节能设计探究

武玉明

【摘 要】文章主要对地铁低压配电系统设计进行探究。文章首先分析了区间设备的配电设计，收集大量地铁低压配电系统资料，对区间设备配电内容进行明确。然后分析了配电系统在设计过程中的优化内容，通过文献分析法对配电系统的配电操作及配电核心进行明确，依照上述内容对配电进行完善。文章对地铁低压配电系统构建和发展具有一定的贡献性作用。

【关键词】地铁；低压配电；优化；保护

1区间设备配电设计

地铁区间设备低压配电设计的过程中要从地铁环境着手，依照地铁车站区间长度及区间内用电特征实施对应设置，从而保证配电的有效性，提升配电系统运行效益。我国地铁站区间长度多为1km左右，地铁中对低压要求较高，需要配电设备能够保证在220/380V配电标准中正常运行，从而提升低压配电系统效益。区间设备配电设计的过程中人员要全面控制好车站变电电源及配电分界点，要能够保证低压配电系统既能够满足配电需求，又能够达到经济效益指标，从而实现对地铁低压配电系统经济性的改善，降低工程造价，其具体配电设计内容如以下几点。

（1）区间设备运行环境分析：在地铁低压配电系统中地铁区间设备运行负荷容量一般较小，各项容量内容远远低于负荷状况，系统设置与常规配电存在明显差异。该体系由于配电内容的限制在配置过程中可以同时安置多台风机和水泵，运行过程中由现场需求进行合理选取。除此之外，地铁低压配电系统区间设备在配置的过程中多通过电动机完成各项负荷需求，其指标多为一级负荷指标，电压负荷整体较低。这种电动机负荷状况下，电动机起动电流明显高于常规起动电流，有时甚至可以达到7倍以上，从而导致配电系统安全性大大降低。

（2）区间配电设计：设计过程中要首先对电动机起动符合进行配置。可以通过将给予电动机上级断路器瞬时脱扣器保证电流能够与系统安全电流一致，达到对电流的控制和调节。上级断路器瞬时脱扣器可以将电动机起动电流控制在正常电流的2～3倍之间，对系统安全状况提升具有至关重要的作用。其次，设计过程中需要设计对应长距离配电系统。本次设计中要依照地铁低压配电系统指标将电压压降控制在5%左右，通过电缆截面调整、单项接地设置、开端过流保护等完成电压调节，提升长距离安全性。必要时还可以在长电路中加入辅助器件，从而提升断路器在单相接地系统中跳闸的可靠性。再次，要对电动机设备运行进行设计，依照电动机负荷状况对电动机进行具体选择。当前地铁低压配电系统中多为多台电动机共同运转，这种状况直接导致尖峰电流上升，造成启动电流发生转变。该设计中要依照电流值对系统中电动机进行调整，计算如下：

尖峰电流：

计算出上述数值后电动机配置要依照其完成调整，例如：当启动2台电动机时上级断路器瞬时脱扣器将电流控制在原有标准的9倍左右，此时需要调整的定值为9倍额定计算电流值。

（3）具体设备分析：地铁低压配电系统排水泵在设计的过程中需要依照排水泵具体工作状况完成。排水泵选取状况对水位变化影响不大，调整过程中需要依照水位来确定启动方案。而射流风机在设计的过程中常通过BAS完成控制，通过该内容达到启动命令。因此在设计的过程中人员需要对BAS系统电流进行对应设计，要通过过流保护提升整定值，提升系统安全性。

2地铁照明工程中广泛应用LED灯具

LED是LightEmittingDiode（发光二极管）的缩写，是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件，它具有以下优点：

1）LED光源发光效率高

发光效率比较：白炽灯光效在10-15lm、卤钨灯光效为12-24流明/瓦、荧光灯50-90流明/瓦，钠灯90-140流明/瓦、大部分的耗电变成热量损耗。

LED光效：可发到50-200流明/瓦，而且发光的单色性好，光谱窄，无需过滤，可直接发出有色可见光。

2）LED光源耗电量少

在同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯的万分之一，荧光管的二分之一。

3）LED光源使用寿命长

白炽灯、荧光灯、卤钨灯采用的是电子光场辐射发光，有灯丝发光易烧，热沉积、光衰减等缺点，而采用LED灯体积小，重量轻，环氧树脂封装，可承受高强机械冲击和震动，不易破碎，平均寿命达3-5万小时，LED灯具使用寿命可达3-5年，可以大大降低灯具的维护费用避免经常换灯之苦。

4）安全可靠性强

发热量低、无热辐射性、冷光源、可以安全抵摸，能精确控制光型、发光角度、光色和色温，无眩光、不含汞，钠元素等可能危害健康的物质。

5）LED光源有利环保

LED为全固体发光体、耐冲击不易破碎、废弃物可回收、没有污染，还可减少大量二氧化硫及氮化物等有害气体以及二氧化碳等温室气体的产生，改善人们生活居住环境，可称“绿色照明光源。”

6）LED光源更节能

当然，节能是我们考虑使用LED的最主要原因，也许LED要比传统光源昂贵，但是用一年时间的节能即可收回光源的投资，从而获得4-9年中每年几倍的节能净收盖期。

目前，一些城市地铁使用的灯具为普通白炽灯或荧光灯，其在节约电力、使用寿命和减少污染等方面均不如LED灯具，随着LED灯具的不断发展，越来越多的城市地铁建设部门响应国家节能减排的号召，逐步将普通灯具替换为LED灯，例如在地铁区间照明、设备走道内照明、广告照明等均要求采用LED灯具作为优选，以顺应地铁工程节能环保的趋势。

早期风机设备传统的调节方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量或给水量，其输出功率大量地消耗在挡板、阀门的截流过程中。由于风机设备大多为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，近些年，随着地铁工程的快速发展，风机设备大量采用，最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量，应用变频器节电率一般为20%～50%，而且通常在设计中，风机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，效率低下，造成电能的大量浪费。因此风机采用变频控制技术对于节能效益显著。

在对地铁区间配电进行优化的过程中人员要做好对配电系统的安全保护，要设置多项保护装置，防止出现系统漏电导致的安全事故。人员要在双电源切换箱中设置对应断路器漏电保护装置，在完成設置后实施漏电保护试验，观察漏电保护效果。与此同时，该漏电保护装置完成后人员还需要对双电源切换箱进行3级调换，从而防止系统配电过程中可能出现的误动，提升配电可靠性。

在对系统跳闸进行优化的过程中人员要对系统电流状况进行全面分析。当前地铁低压配电系统中漏电保护断路器电流Inb≥ILD。因此，在优化过程中要控制好ILD的电流保护整定值。人员在低压配电优化中可以实施双电源切换保护，通过双电源提升断路器跳闸的灵敏度，改善系统断路保护效益。与此同时，该装置还可以提升地铁低压运行效益，对系统配电质量具有非常积极的意义。

除此之外，地铁低压配电系统在优化的过程中还要控制好配电设备容量及电动机负荷过载元件选取两方面内容，防止配电系统出现端子不匹配及过载无法制动保护等现象，提升系统安全性和可靠性。

3结语

低压配电系统作为地铁建设的重要内容，对地铁安全运行具有非常积极的意义。在当前地铁低压配电系统设计的过程中人员要依照地铁配电指标实施对应设置，要依照配电专业内容实施对应选取，从而提升配电设计的有效性和合理性，改善系统运行质量，加速地铁配电建设进程。

参考文献：

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