地铁智能低压配电系统应用探讨

地铁智能低压配电系统应用探讨

张庆炎

长沙市轨道交通运营有限公司，湖南 长沙 410000

摘要：电力系统对人们的生活和工作具有重要影响，为了满足人们对供电系统的需求，不断完善了低压配电网建设。本文主要探讨了智能低压配电系统在地铁中的应用，对低压配电系统进行不断的优化，以此保证地铁运行的安全性以及可靠性。

关键词：智能；低压配电系统；地铁应用

1 地铁低压配电系统简介

在地铁运行系统中,低压配电系统的作用是为系统运行提供必要的低压电源.其负责控制调配除牵引负荷外的其他机电设施.低压配电系统由降压变电所低压部分和环控电控部分两部分组成.降压变电部分负责通信,信号,监控,自动售电扶梯的机械设施的电能供应.环控电控低压部分负责空调系统等的电力供应.因此,只有保障低压配电系统正常运行,地铁系统才能正常工作.

1.1地铁智能低压配电系统结构

智能低压配电系统由多种部件组成。其中包括智能软件、现场总线、通信控制器、监控主机等等。所有设备在系统的构成中分成了三层,分别是现场采集层通信、管理层中心层、控制层,三个层次分别对应不同的地铁功能,中心控制层是整套系统的控制核心,它具有远程控制、报警、数据存储等功能,是整个地铁最核心的部位。其次是通信管理层,通信管理层是监控终端设备与中心监控设备连接的信息桥梁,通信管理层在主要是针对通地铁运行过程中的通信信息进行管理,实现中间信息转换的目的。最后是现场采集层,现场采集通过智能化控制终端设备。将断路器、直流屏、温控仪等进行智能化的操控。管理的过程中采集到的信息,与中心监控层进行互动形成协调的低压控制能控监控系统。

1.2 智能低压配电系统的特点

地铁系统是复杂的系统总和，包含非常多的子系统，每个子系统由很多设备组成，各个子系统之间配合紧密，由于地铁多在地下建设，建筑特点特殊，加之地铁和公共安全紧密相关，所以要求地铁系统供电、低压配电具备非常高的可靠性。地铁系统中包含很多动力负荷，例如排热风机、空调机组等通风空调设备，污水泵、出入口处潜水泵等水泵设备。不仅需要对这些动力负荷设备进行控制，还要对车站设备监控系统和火灾报警系统进行控制，部分设备还要在中控室进行监视和控制。在地铁照明系统中，包含很多种类繁多，功能齐全的照明设备。地铁照明系统包括正常照明、应急照明和值班照明三种。正常照明包括工作照明、区间照明、节电照明、广告照明、导向标志照明和附属用房照明等，有时照明控制不仅要就地控制，还要在照明配电室进行控制。应急照明由开关通常就地控制，在发生故障时由FAS进行控制。运营高峰期间，站厅、站台公共区的工作照明及节电照明会全部启动，当高峰期过后，应全部关闭，以实现节能的目的。

2地铁智能低压配电系统意义

地铁低压配电系统的正常工作是地铁系统日常工作顺利进行的重要的组成部分,所以如何保障低压配电系统稳定运行是首要问题.所以创新智能低压配电系统必不可少.由于以往的配电系统已经不适合当前高速发展的地铁系统.采用智能化配电系统,在保障配电系统更稳定,更安全的同时,对节省耗能方面也有积极作用.对相应机电设备的运行实施全过程监控.防止未知的危险情况的发生.并且对故障及时处理,降低问题所带来的经济和资源损失.从而提高地铁系统的社会效益.其次,运用智能低压配电系统,可以有效提升地铁系统的效率和安全,地铁综合监控设施需要稳定的供电要球,也保障了地铁乘客的人身和财产安全.

3 对智能低压配电系统进行设计的基本原则

3.1 可视化管理

地铁配电系统的可视化管理能减少地铁运行中意外故障的出现。例如“谐波”是电力设备在发电供电过程中产生的一种现象，这种现象会给电力设施的运行以及寿命产生一定的影响，在这一过程中承受最大打击的应该是电机部分，“谐波”导致其附加功率陡增，进而热量升高，电功率损耗加大，自然会削弱电机在运行过程中的效率转化，使电机的使用寿命减少。所以控制“谐波”的产生可以说是智能配电系统优化网络建设结构的首要前提。

3.2 系统管理与调度一体化

在地铁智能低压配电系统处理内部，各种辅助系统的应用便捷了信息处理，集成控制处理，使得信息资源的快速共享。较智能配电管理而言，常规信息处理系统中仍旧采取横向系统的操作处理运行，这使得信息交互出现了大问题，在电网系统上工作人员不能快速度对遇到的电力故障问题，进行风险评估预测。从而一定程度上为电网的顺利运转埋下了安全隐患。在智能配电处理过程中，辅助系统的参与使得电网内部风险预估、设备运行处理、信息交互等方面，联合制动控制集于一体。从而极大程度的优化了系统处理方式，从技术层面实现了智能变电站的“一体化”，也实现了电网系统的“智能联动”。

4智能低压配电系统中的新技术

4.1 模糊理论

模糊理论是地铁低压系统的理论基础，是控制复杂电力系统、实现模块有效应用的全方位感知系统的组成部分。模糊理论在某种意义上类似于语言变量，它将电器作为一个整体使用，模仿传统数据实现自动控制。（1）智能低压配电装置的数据量正在发生变化。首先计算输入和输出数据，计算数据之间的差异，然后使用非线性列表进行仿真，最后模拟人的逻辑思维，以便进行控制分析。（2）硬件芯片在控制智能低压系统方面起着关键作用。根据数据分析的结果创建不同的方案。比较不同方案的优缺点，找出最适合当前操作环境的算法，补偿不确定性，给出合理应用。

4.2 专家控制系统

专业控制系统作为一种通用的智能化技术，在地铁低压配电系统中得到了良好的应用效果。采用专家控制系统可以有效地监控地铁配电系统的运行状态。对故障或报警状态的电气设备能及时识别和控制，在自动配电系统运行过程中具有良好的应用效果。在地铁低压配电系统发生故障时，利用专家控制系统可以在短时间内对供电系统进行有效控制，并提供应急处理措施，保证供配电系统的正常运行和稳定。专家控制系统在地铁低压智能配电系统中发挥着重要作用，可以提高配电系统的自动化水平和控制效果。

4.3 神经网络

神经元网络是由大量简单神经元组成的通用接口。该解决方案可以在低压配电约定的基础上进行集成，并可在强有力的协作中自主配置，以扩大电压处理范围。神经网络之间存在大量低压管理信息，使非结构化解决方案合法化。该系统通过非线性映射感官数据，为地铁智能配电系统提供了良好的决策环境。如果电压过高，则系统内部会变得更复杂，可能会导致电路重叠。但是，借助神经网络的功能，主站发出正确的指令，在当前数据整合的基础上规划整个地区，实现现代化和自动化的目标。

5智能低压配电系统在地铁中的应用及发展趋势

5.1降压变电所低压部分智能配电系统的应用

按照我国地铁设计的相关规范要求，对于电力监控系统降压变电所的低压部分而言，其遥控对象主要包括母联断路器、进线断路器以及三级负荷的低压总开关，在实际的应用之中，地铁降压变电所低压系统首先是以对母线断路器、进线断路器和三级负荷的总开关实现遥测、遥信和遥控作为基础，然后再进一步地对于所有的馈出回路的遥信、遥测进行增加。因此智能低压配电系统主要就包括了以太网、PLC控制器、智能开关以及智能化的数字仪表等部分。如果要对母联断路器、进线断路器和三级负荷的总开关进行遥控，必须要通过断路器本体来加以实现，但是对其的遥信和遥测则可以通过智能化的数字仪表来加以实现。在对于变电所的备用电源进行监控的过程中，主要是通过PLC来实现的，而且这种智能低压配电系统在许多城市的地铁中都已经得到了应用。

5.2 环控电控系统在地铁中的应用

在地铁之中，环控电控的低压部分只能够保护、监控、测量配备有软起动力功能以及变频器之类电动机的回路，而对于其它馈出的回路的电机的保护控制，可以采用断路器、热继电器和交流接触器相结合的方式。通过对于环控电控系统的应用，能够对于回路进行实时的监测和保护，该结构的主要组成部分包括变频器、接触器、BAS系统模块和PLC等。该结构不仅仅能够给地铁通风系统和空调系统之中的用电设备供电，同时系统还具有过载、过流以及过压保护的功能，此外系统还具备短路保护的功能，以在短路故障产生后的极短时间内切断电源。其控制功能的实现主要需要依赖于BAS，当前该结构在地铁之中已经得到了广泛的应用。而以环控电控系统作为基础，还可以对其加以进一步地完善，使其除了具备上述的功能之外，还能够对于馈出线路实时地进行检测、保护和控制，但是其组成结构相比于环控电控系统也更加的复杂，其主要是由通信接口设备、BAS系统、总线、PDM、变频器以及断路器和MCU等构成。通过对于环控电控系统进行完善并关将其应用于地铁之中，其保护功能往往会更加的完善，能够对于系统之中的各种用电设备进行保护。

5.3 智能断路器的应用

智能断路器集合了电子技术、零飞弧技术、电气自动化技术、软件技术以及网络通信技术于一身，它是一种高性能的电气设备。智能断路器一般都是采用的模块式的结构，能够对于传统断路器许多的缺点加以克服，并且有效地集保护、测量和监控于一体。当前在地铁智能低压配电系统之中大都采用了这种性能较好的智能化断路器，从而使得地铁低压配电系统的智能化以及自动化程度得以提高。在地铁智能低压配电系统之中，智能断路器的基本工作模式就是依据其所监测到的不同类型的故障电流，对于操作机构和灭弧装置自动地进行选择，同时为了能够达到电气和机械性能上的最好的分闸效果，一般智能断路器会在电流较小的情况下低速分闸，而在电流较大的的时候，则会高速分闸。所以在地铁配电系统出现故障的时候，在继电装置发出分闸信号之后，智能断路器首先会将自身的智能识别模块启动，然后再发出不同的控制信息对于操动机构的参数进行相应的调整，最后再让断路器动作，及时地切断故障。

5.4实现系统运行的虚拟化

地铁上的电力配电和调度在过去也是需要工作人员手动实现的工作，智能低压配电系统可以将电力调度与电力自动化技术相结合，通过系统运行虚拟化确保合理分配电力资源，全面提高地铁电力系统管理效率。地铁内部电力管理相对复杂，并且在地铁启动后需要大量数据来提供支持和支持。通过系统运行虚拟化确保合理分配电力资源，全面提高地铁电力系统管理效率。在计算机技术和系统虚拟运行的支持下，可以首先发现地铁运行管理的潜在问题，从而迅速制定科学合理的电力管理和维护措施。特别是在减碳行动中，通过收集各个系统的的能耗情况，找出关键系统，制定有针对性的节能措施。

5.5地铁低压配电的发展趋势

现代工业技术中对低压配电技术的要求更加的高。尤其是低压配电系统的稳定性是重中之重。通过微处理器技术可以大大提高低压配电系统运行的效率。微处理技术可以有效的整合计算机系统,将计算机技术和自动技术结合的,配电效率提高。由于元器件发展迅速,目前智能化低压电气管理系统也由此而诞生。开发商需要开发出更加高效的管理系统,才能在智能低压配电系统的竞争中提取占到领先地位。

结语

传统的地铁低压配电系统设计复杂、运维困难、运营成本高。而应用智能低压配电系统，不仅可以节省大量硬件投资、节约安装费用与运维费用，而且可以提高系统的准确性与可靠性。因此，应当在地铁建设中大力推广智能低压配电系统。

参考文献:

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