低压配电在地铁中的节能效应与应用

低压配电在地铁中的节能效应与应用

靳飞虎

中铁十二局集团电气化工程有限公司天津300308

摘要：随着城市化进程不断加快，地铁则成为了有效缓解交通压力的重要设施，因此，加强对地铁节能设计越来越重要，设计人员也开始积极重视节能降耗。据此，本文主要对低压配电在地铁中的节能效应与应用进行了详细分析。

关键词：低压配电；地铁；节能效应；应用

一、地铁低压配电系统模式

低压配电系统向小型化、多功能方向发展，低压配电系统模式以地铁运行状态来归纳，可分为低压配电电源分线路供电与母线电源分开运行，各自承担电源、电压负载的安全运行模式；低压配电电源出现故障，两路电源以断开或闭合来负载运行及手动指令控制的故障模式。地铁低压配电系统根据用电性质的不同，分为以降压变电所为主组成的动力照明供电系统和由牵引变电所为主组成的牵引供电系统。低压配电系统中的主变电所是轨道交通系统的能源，降压变电所是地铁动力照明的电源来源，而牵引变电所是为地铁机车运行提供合适的电源。根据一般设计分界规定，降压变电所与车站动力、照明供电分界点为0.4kV开关柜引入端。

二、电气产品的优化设计

（一）LED照明的应用

LED是一种可以实现电能转化，转化成可见光的固态半导体器件，其具有一定的独特优势，即节能环保、光效好、寿命长、热度低等。现阶段，我国大多数城市地铁所使用的依旧是普通的白炽灯和荧光灯，与LED相比较，其节约性能、使用寿命都相对较差，污染相对较高。而随着LED灯具的不断更新发展，越来越多的城市开始利用LED灯具。因此，LED灯具照明已经成为了一大必然趋势。

（二）双速风机的应用

在地铁中，区间隧道活塞风与机械通风系统对区间火灾疏散和日常通风都发挥着重要作用。在早期，机械通风风机从启动开始到正常运转之后，一直保持着适度的转速，不能够由于特定需求，改变转速，这样会直接造成电力能源的严重浪费。随着科学技术的进步与发展，双速风机得以衍生。双速风机主要有两个风机转速档位，且配置着双速电机。在两种转速下，会产生两种流量和压力，一般主要用在消防排烟系统，平时低速旋转所产生的小流量低压力，可以进行正常通风。在发生火灾的时候，高速大流量、高压力强行排烟。就一般排烟和排风需求来讲，双速风机都能够在很大程度上满足。

（三）变频自动扶梯的应用

目前，更多的地铁站内开始添加自动扶梯，扶梯节能也开始越来越重要。现阶段，大部分扶梯利用的是变频技术，主要实行分时管理、自动变速，在客流高峰期的时候，为了便于旅客通行，扶梯就高频率运转。但是在非高峰期的时候，扶梯就转换成低频率运转。在没有人乘坐的时候，扶梯供电频率可以有所下降，速度也会下降。这样一来，便能够直接降低能源消耗，在节约客流通行时间的基础上，还可以实现良好的节能效果。

三、低压配电在地铁中的节能效应应用

（一）低功率消防负荷系统设计

就地铁节能设计来讲，以供电安全标准和终端供电所造成的经济损失作为辅助，进行电力负荷等级划分。根据地铁设计相关规范和标准中对于等级的要求，以及负荷供电方式为低压配电柜中两路回路。但是，就特殊的一级负荷来讲，气体灭火器等虽然也是一级负荷，但是，因为功率水平比较低，因此，如果依旧单独设计配电柜，就显得科学性和合理性严重不足了。这就要求直接在地铁工程照明配电室设计成以及负荷，以此进行交叉供电，同时，还可以将所使用的电缆总量有所降低，以此缩短总体性负荷，达到良好的节能效果。

（二）设备供电节能设计

在地铁工程中，空调系统负荷比较高，因此将其作为节能降耗的关键区域。在我国，南方夏天比较热，制冷则可以使用冰冷机组，合理利用环控系统，以此有效确保冷风得以排除。在其他的季节，可以以隧道通风管作为辅助，进行换气，在地铁站中，利用BSA进行统一调配。在流量不同时，可以进一步调节风量，从而实现节能减排效果。在冬季，北方相对寒冷，地铁站内部应合理配置一定的采暖系统。由于采暖空调负荷是三级的，且使用时间段大不相同。因此，在设计时，配电电回路应该尽量相同。这样一来，不仅可以有效减少低压配电柜的总回路数，还会促使配电箱和电缆的使用量有所减少，这样不仅节能还环保。

（三）照明控制系统节能设计

在地铁中，照明系统需要耗费大功率，供电时间也相对较长。如果依旧按照一般照明系统服务，节能理念就不能贯彻执行。对此，应切实根据实际情况，进一步优化，达到节能目的。在地铁照明系统中，积极引进智能照明控制系统，在数据总线的交互作用下，形成网络。在地铁系统中，不同照明系统回路中的地质存在一定差异。以总线作为基础，建立整体性各部件间的控制网络。不同系统间进行独立的管理控制协议，设计结构也相对简单。在地铁工程中，引进智能化照明系统，以此实现节能减排的良好效果，还能够进一步突出管理的智能化和自动化，从而实现高效管理。通过与传统照明控制系统进行比较分析，其互联综合监控体系，在传感器的帮助下，进行管理控制的感应化，综合管理各式各样的场景模式。在相关软件工具的帮助下，进一步开发照明系统，保障系统功能更丰富，让继承更加方便，维护更加安全、有效。由于综合监控系统的接口只有一个，因此管控的模式具有多样性，节能管理走向智能化道路，实现即时、高效管理，根据相关研究和实践，从整体上看节能效率超过百分之三十。就系统的造价来看，对比传统照明系统，智能化的照明控制系统平均单点费用节省了进四成，仅仅是传统照明系统造价的包分之六十，但是其发挥的节能、环保效益是传统照明系统所不具备的，所以在实践中应该对这种照明控制系统大力推广，在地铁设计中广泛使用。

（四）采用完善的电能管理系统

因为地铁中所使用的用电负荷相对较多，可以利用电能管理系统采集相关数据信息，就地铁线来讲，对各个地铁车站所采集的数据信息加以分析，并比较多个地铁线采集的数据信息，通过详细分析数据信息，并进行指导设计。对变压器容量的时候，可以根据数据信息分析，合理选择所需要的系数，以此实现地铁节能目标。

（五）变频技术的应用

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。近年来，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，一般在设计中，风机设计容量比实际需要高出很多，效率低下，造成电能被大量浪费。因此，风机采用变频控制技术对于节能效益显著。

结语

综上所述，地铁工程服务开始运行之后，在节能优化设计中，积极引进了低压配电模式，具有非常重要的现实意义。而确保能源消耗有效降低，保证地铁运行服务的高效性，提高服务的科技水平和质量。这就需要相关部门积极采取措施，引入现代科学技术，并重视节能环保，以此促使地铁服务质量得到大大提高，从而推动地铁工程实现健康可持续发展。

参考文献：

[1]赵国荣.低压配电在地铁中的节能应用[J].科技展望，2017，27（21）.

[2]陈正文.浅谈低压配电在地铁中的节能效应与应用[J].科技资讯，2012（30）：97-98.

[3]艾绍腾.谈低压配电在地铁中的节能效应与应用[J].建筑工程技术与设计，2016（11）.

[4]杨家鑫.低压配电在地铁中的节能效应与应用解析[J].中国厨卫，2016（10）：00071-00072.