轨道交通低压配电负荷能力的探究

轨道交通低压配电负荷能力的探究

朱海涛

佛山市地铁运营有限公司 广东佛山528000

摘要：为缓解交通压力，我国建设大量轨道交通工程，为人们的日常出行提供了便利条件。在实际设计的过程中，为保障将变压器额定容量的合理性，同时有效规范线缆、开关的参数指标，设计人员必须精准计算所有用电负荷设备的容量。本文对具体的地铁系统进行分析，针对站房内照明、泵类设备动力等用电负荷进行分析，通过实际测量，确定具体的用电负荷容量。实际测量结果低于理论值，所以在设计过程中，应该结合实际进行合理的数值选取。

关键词：轨道交通；低压配电；负荷能力

    从目前的情况看，地铁是城市中最常见的轨道交通系统，其站房内部采用多种低压配电装备，构成了完整的配电系统，为轨道交通运行提供电力支持。在系统中，电力装置系统中，低压配电装备系统处于末端环节，要保障系统规划、设计的准确性、科学性，同时也要对上游供电系统进行合理把控，使系统可以稳定运行，以此确保车辆行驶安全，为乘客提供更加安全、舒适的交通服务。电路配电系统装置应用的过程中，用电负荷研究属于基础工作，与设计任务规划的合理性有直接关系，同时也会影响项目整体质量。所以，在城市轨道交通发展的过程中，应该合理把控轨道交通的低压配电负荷能力。

一、轨道交通系统现状分析

从目前的发展趋势看，我国轨道交通项目数量不断增多。领域内的专家学者对站房内部低压配电装备系统进行研究，以空调系统为例，对工程项目初期规划设计内容进行总结，以此为基础，确定了具体的用电负荷计算方式。将游艇作为研究参考，针对相关系数在系统中的计算与应用进行分析，确保取值的合理性与准确性。不仅如此，也可以将直流配电设备系统作为基础，构建系统电压评估计算模型，确定制约电压量级的关键要素，为直流配电装置系统规划设计提供更多数据支持和信息依据[1]。结合城市轨道交通系统的运营特性，根据当地交通系统地铁装备运行的具体经验与实际数值进行计算和分析。在实际研究中，对系数数值制约要素的研究较少，取值不够灵活。根据地铁运营系统实际情况，对系统系数数值的制约要素进行研究，如果评定变压器额定容量，则必须将风机开启，因为风机功率较大，所以影响较大。在不考虑变压器额定容量的情况下，不对系统运行产生制约的经济指标，不会带来损耗。结合实际，针对地铁系统站房中照明用电负荷、泵类、电动扶梯等设备的用电负荷进行分析，根据系统中各个装备的实际运营负荷电量，对比原理参数和实际参数，明确各项制约要素，探索地铁系统站房中，降低变压器额定功率的策略，根据考察负载率和损耗率，针对负载所需系数与负载率设计理论值，为同类低压供电项目规划提供参考依据。

二、轨道交通低压配电负荷能力探究

地铁系统站房负载可以划分为三个等级，其中1级负载采用双母线配电模式，两条母线分别用于主要线路和备用线路；2级负载由1级负载电源配电；3级负载由2级负载电源配电。其中，某路电源系统如果发生故障，则将3级负载断开。站房中采用1级和2级负载。根据站房中的设备，可以将负载划分为动力总成负载、照明装置负载、系统综合负载三类。

（一）照明装置负载

    在地铁系统站房中，实际测量的绽放照明装置负载值，与装备额定总值比值为0.35-0.55。对比初期规划设计值，系数数值存在明显差异，因为实际测量数值在白天获取，并没有完全开启所有照明装置，所以实际测量所得的数值比较小。不仅如此，地铁工程技术人员在规划设计阶段，不超过430V的低压供电领域和430V-45kV的供配电专业在资料交换的过程中，并没有综合各项因素，将具体的规划方案、经验习惯作为依据，下游行业提供比较保守的资源取值。也就是说，实际装置额定容量可能比手册中规定参考值小[2]。所以，在降变装置额定容量选择的过程中，应该将实际测量数值作为基础依据，根据下游领域有关负载资源进行计算分析，确保照明装置在地铁系统站房中可以广泛应用。将《工业及民用供电设计技术标准》作为依据，参照大型商业建筑物照明装置系数标准，将取值规范在0.85-0.95之间。

（二）泵类动力总成负载

    消防水泵和废水水泵囊括在消防系统的范畴内，日常普遍保持关闭状态，难以获得实际测量数值，只能在发生火灾的情况下运行装备，在设备总额定功率中不会将其涵盖在内，所以在核算额定容量的过程中不必累计，相关设备所需系数取值可以根据雨水泵需求系数进行分析。将“雨水水泵”负载线路作为参考，根据其实际测量数值获取结果。水泵类负载所需系数按照0.85进行取值，确保取值的科学性。

（三）电动扶梯类动力总成负载

    现场实际测量获得的数值，对比装置额定容量数值，所得比值可能小于规划设计需要系数取值。因为该地铁车站属于标准型车站，并非换乘车站，不属于地铁系统的枢纽站，同时本次现场数据并没有在早晚高峰阶段采集，所以地铁站内客流量并不高，电动扶梯运行时间比较短，所以获得的负载数值相对较小。由此可见，电动扶梯负载在规划设计的过程中，应该综合多个因素分析车站内的客流量，根据其用电负载特性，在客流量比较大的情况下，系数取值可以设定为0.85，如果客流量较小，则系数取值设定为0.75。

（四）弱电网络负载

    在1级负载中，通信系统负载是十分重要的构成部分，通常可以根据通信服务商进行划分，为其对应装备进行供电。这种负载通常不会受到站房外形、尺寸、客流量几项因素的影响，线路整体基本相同，实际测量所得负载值与额定容量比值并不是很大，所以装备招标额定容量设计的过程中，通常将项目工程作业经验、习惯作为依据，会选取相对较大的数值[3]。不仅如此，通讯系统装置真实容量总和可能比较小，实际测量负载值并不能呈现系统要求最大负载。综合多个要素进行分析，根据通讯相关装置负载的用途，建议选取较为保守的数值，即0.65。

（五）额定容量选择

    在实际设计的过程中，如果已经确定下游各个装置组的计算容量，则需要对系数取值进行分析和计算，获取系统计算容量，然后根据负载率选择最科学的降压变压装置的额定容量，满足系统稳定、安全运行的需求。在绽放中，需要配备容量相同，可以相互替换的备用变压器装置，数量为2台。降压变电站低压端采用单一母线的电气装置，同时将3级负载母线分段设置好。在日常运行中，母联断路装置保持断开，两部变压器装置同时运行。如果一台变压器故障检修或者电路电源出现故障问题造成停电，则母联断路器装置会自动启动，将3级负载母线断开。这种情况下，全站所有1级和2级负载都通过另一台变压器带动。所以，在实际设计的过程中，应该合理选择变压器额定容量，确保系统负荷在断开某个变压器的情况下，备用变压器的额定容量可以满足负载需求。在实际设计的过程中应该注意，计算额定容量的过程中，不包括消防类负载，但消防电梯除外。

结语：

  综上所述，为精准确定地铁系统站房变压器额定容量，同时合理选择开关与电缆，需要准确分析各个设备负载，明确实际额定总量和规划额定总量的关系。根据分析可知，照明装置负载系数取值在0.85-0.95之间；泵类负载取值为0.85；电动扶梯负载根据客流量设置，客流量大取值为0.85，小则取值0.75；通讯类负载系数取值为0.65；变压器额定总量负载率系数为0.77。

参考文献：

[1]李惠萍.城市地铁低压配电网络电压波动分析与仿真研究[J].信息技术,2021(08):161-166.

[2]李雪冬.轨道交通低压配电负荷能力的研究[J].科技创新与应用,2021,11(19):53-55.

[3]凌云.轨道交通低压配电系统设计负荷分析[J].交通世界,2020(25):41-42.