地铁换乘车站供配电设计探讨

潘元欣

(中铁工程设计咨询集团有限公司城市轨道交通设计研究院，北京 100055)

地铁换乘车站供配电设计探讨

潘元欣

(中铁工程设计咨询集团有限公司城市轨道交通设计研究院，北京 100055)

以合理实现地铁换乘车站供配电系统资源共享，降低工程投资，方便运营管理为目标，通过对深圳市城市轨道交通9、7、3号线工程换乘车站的土建条件、接口划分等多角度进行分析，对不同形式换乘站的供配电方案分别进行探讨，提出接口划分应充分适应管理需求的多样性。

地铁；换乘车站；供配电系统；资源共享; 接口划分

1 概述

地铁换乘车站的换乘方式主要有站台平行换乘、节点换乘、站厅换乘、通道换乘、站外换乘、组合换乘等几种基本形式。供配电系统设计方案与运营管理模式、车站类型、建设开通时序关系密切，应根据换乘车站特点与其他各专业紧密配合，具体分析统筹协调，清晰划分各线路间的设备的界面及接口，优化供配电方案，最大限度实现资源共享。

2 换乘站资源共享原则

作为地铁正常运行不可或缺的重要保障，动力照明配电系统如何更好地实现资源、空间共享减少工程投资，降低运营成本提高经济效益已成为换乘车站设计的重点及难点[1-2]。资源共享需从多角度分析，不仅需要实现电力系统、配电设备及材料共享，还应尽可能实现管理共享。对于同期建设开通的车站，在确保运营安全、方便管理前提下尽量简化接口，纳入同一运营主体管理的设备尽可能综合考虑统一配电，实现电力资源共享和管理共享。分期建设车站且开通时序间隔不长的换乘站，由不同运营主体管理的设备，应按相应换乘线路分别配电，以便实现清晰的管理界面[3]。对于远期建设的换乘站，供配电系统按近期最大用电负荷考虑并留有一定裕量，同时根据车站远期建设情况预留合理的配电接口和土建条件以实现空间共享。此外接口划分及方案设计还需根据投资主体、建设方式、工程条件等不同因素灵活考虑，合理实现资源共享和管理需求。

3 工程实例分析

根据深圳市地铁龙岗线工程(以下简称3号线)、深圳市城市轨道交通9号线工程(以下简称9号线)、7号线工程(以下简称7号线)不同换乘车站的建筑特点，以7、9号线换乘且同期实施的9号线红岭北站动力照明配电系统设计为主，对照既有3号线与新建9号线实现换乘的9号线红岭站，新建7号线车站与既有5号线换乘、与远期15号线路换乘的7号线西丽站，对换乘车站供配电系统设计进行分析、讨论[4-6]。

3.1 供配电系统资源共享

红岭北站为7、9号线同期建设并开通的换乘车站，其中9号线红岭北站为二层侧式车站，7号线红岭北站为三层岛式车站，采用侧岛十字换乘形式。建筑充分利用地下、地上空间综合开发，9号线站厅层南端和园岭站厅层北端衔接按市政配套设计。

根据9、7号线各设备专业用电需求，由9号线红岭北站供配电系统按照一体化设计原则，完成整个车站供配电系统设计，实现运营后设备的操作、维修及管理标准统一。配电系统电源来自9号线35 kV高压系统，实现7号线系统设备共享9号线电力资源。根据9号线特点和集中供冷系统设计原则，红岭北站、红岭站属于设置冷却塔困难且相邻区间较短的车站，红岭北站、红岭站车站冷源来自9号线园岭站集中冷站，因此车站低压配电系统不设环控三级负荷母线段[7]。红岭北站低压配电主接线系统见图1。在配电系统设计充分考虑市政配套范围设备用电需求，最大限度实现了电力系统资源共享并有效地节约了冷水系统配电设备、材料及土建投资，同时为远期市政配套开发提供了电力保障。

红岭站为9号线与3号线换乘车站， 3号线红岭站已在2011年通车， 9号线车站北端与3号线车站东端实现通道换乘。

由于3号线红岭站地下一层西端自然形成空间市政配套范围的工程规模不易确定，前期实施的3号线红岭站站内高、低压系统设计均未充分考虑市政配套设施用电需求，同时受外部电源及土建条件限制，如果由9号线红岭站提供低压电源，接口较多、供电半径偏大经济性较差[8]，故9号线仅为换乘通道、A出入口的常规设备配电，在3号线红岭站市政配套范围内考虑设置跟随所，电源引自9号线35 kV高压系统实现与9号线的电力资源共享，对于已经进入运营阶段的车站，仍有早期市政配套设施电源问题尚未解决的车站来说，两线之间的35 kV高压系统共享不失为较理想的供配电方案。红岭站低压配电主接线系统见图2[9]。对于通过换乘通道条件下实现前期站内预留市政配套范围的供、配电方案设计，应根据投资主体和建设方式的不同，充分考虑与之相关的管理方式、维护模式的多样性和灵活性，同时兼顾前期接口划分情况，系统接口划分和设备设置均宜按后期建设的9号线技术标准和设计原则执行。投入运营后高、低压系统的控制、维护、管理宜分别由9号线、3号线车站负责，尽可能提高运营管理的方便性和可靠性。

图2 红岭站低压配电主接线系统

9号线红岭站车站冷源同样来自园岭站集中冷站，车站低压配电系统不设环控三级负荷母线段，在共享冷水系统资源的同时也有效节约了配电系统的设备、材料及土建投资[5，7]。

西丽站为地铁5、7、远期15号线三线换乘车站，7、15号线为双岛四线两层车站；5号线车站采用三层侧式，车站地下一层为7、15号线站厅层与5号线站厅层预留节点结合，与已建成5号线三层侧式站台在地下三层实现台-台T型换乘。

图3 西丽站低压配电主接线系统

7号线西丽站配电系统在设计中除满足车站内设备配电需求外，根据西丽站既有与新建车站部分设备房屋合设情况，对合设在5号线车站的UPS电源、警用通信等一级负荷、车站控制室三级负荷等7号线设备仍按照7号线原则进行配电设计，为7号线运营维护提供清晰的设备管理界面，对远期15号线环控等设备配电合理预留土建条件实现空间共享。与红岭北站不同，西丽站设置独立的车站冷水系统，冷水机组电源来自变电所三级负荷母线段，辅机电源由环控电控室三级负荷母线段引入一路电源给设备供电。西丽站低压配电主接线系统见图3[6]。

3.2 综合接地系统共享

综合接地系统设计在保证人身安全和设备运营安全可靠的基础上，还要兼顾杂散电流腐蚀防护要求，在综合接地安全设计与杂散电流防护设计矛盾时，优先考虑接地安全设计。由于接地网设置的隐蔽性和不可逆性，运营后不易检查维修，因此需根据车站规模及土建条件、变电所设置位置、岩土工程勘察报告等相关资料认真研究，采取最有利的接地网布置形式，满足各设备接地要求，实现接地系统的材料共享。

根据红岭北站土建条件和车站设置降压变电所和跟随变电所及各设备房屋设置情况，在9号线南端侧式站台层及部分停车线范围内结构底板下设置整个车站共用接地网，接地装置的接地电阻R≤0.5 Ω，满足7、9号线所有设备专业接地需求。这种接地网设置方式更有利于同期建设的整个车站综合接地系统一体化设计，最大限度地减少接地系统投资[10]。

9号线红岭站接地网设置除了考虑确保与既有3号线红岭站车站信息设备电磁兼容，实现跟随所来自9号线高压系统继电保护要求外，还要考虑新建和既有车站总等电位的一致性，使整个新建和既有车站供配电系统故障条件下处于同一电位水平上减小人体电击危险，既有车站的接地网和新建车站接地网之间采用电缆经换乘通道进行连接[5，9]。

既有5号线西丽站为三层车站，接地网设置车站地下三层站台层结构底板下；新建7号线西丽站在地下二层站台层南端、北端分别设置降压所和跟随所，同时在南端预留远期15号线牵引变电所，因此新建车站接地网设置不仅要满足了车站所有设备专业接地需求，还需为远期机电设备预留接口，实现新建与远期车站机电设备对接地网共享，以节约投资。既有和新建车站之间的接地网采用电缆通过换乘节点连接[6]。

换乘车站供配电系统设计不仅要实现供配电的可靠性，还要根据各车站的不同条件和实施情况认真分析，各专业之间做好衔接与配合，最大限度简化接口，有效实现各类资源共享[11-12]，换乘车站的供配电方案特点见表1。

表1 换乘车站供配电方案比较分析

4 结语

换乘车站供配电系统设计除了具备一般车站要求外，还要根据换乘车站建设开通时序、运营管理要求、机电设备系统不同特点，方案、初步设计阶段需满足车站常规设备配电的基本要求外，特别是在车站一体化设计中，与相关专业密切配合，为合理的实现资源共享创造有利条件。对于不同建设时序、电源及土建等条件下的供配电方案设计应灵活考虑，明确接口划分条件以适应不同管理需求，同时也为今后降低运营维持费用打好基础，在工程建设费和运营维修费之间找到最好的平衡点，以期实现控制建设投资取得最佳经济效益。

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[5]中铁工程设计咨询集团有限公司.深圳市地铁9号线工程红岭站动力配电及照明初步设计[R].北京：中铁工程设计咨询集团有限公司，2013.

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Approach to Power Distribution System Design of Subway Transfer Station

PAN Yuan-xin

(Urban Rail Transit Design and Research Institute， China Railway Engineering Consulting Group Co.， Ltd.， Beijing 100055， China)

The objectives of this study are to rationally realize resource sharing in the power supply and distribution system， reduce construction investment， and facilitate operational management. Through multi-dimensional analysis of various parameters， such as civil engineering conditions and interface division， with reference to the interchange stations of Line 9， 7 and 3 in Shenzhen urban railway system， various schemes of the power supply and distribution system for subway interchange stations are explored. The interface division is expected to adequately satisfy the diverse requirements of the management.

Subway; Interchange stations; Power supply and distribution system; Resource sharing; Interface division

2014-12-31；

2015-03-12

潘元欣(1971—)，女，高级工程师，1993年毕业于兰州交通大学，E-mail：panyxymx@126.com。

1004-2954(2015)09-0141-04

U231+.8

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.09.031