龔宇

摘 要：地鐵的低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，且線路復(fù)雜，工作量大，需要不同的施工專(zhuān)業(yè)相互配合，否則不但會(huì)出現(xiàn)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與用電設(shè)施參數(shù)不匹配的情況，還會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量隱患，甚至導(dǎo)致安全事故，因此我們?cè)谶M(jìn)行低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作時(shí)，一要保證技術(shù)人員具有較高水平的專(zhuān)業(yè)技能，二是要嚴(yán)格控制好工程施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，從低壓配電系統(tǒng)工程的細(xì)處入手，認(rèn)真研究合理的優(yōu)化方案，保證地鐵低壓配電系統(tǒng)的效益最大化。

關(guān)鍵詞：地鐵；低壓配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)優(yōu)化

引言

低壓配電系統(tǒng)作為地鐵建設(shè)的重要內(nèi)容，對(duì)地鐵安全運(yùn)行具有非常積極的意義。在當(dāng)前地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中人員要依照地鐵配電指標(biāo)實(shí)施對(duì)應(yīng)設(shè)置，要依照配電專(zhuān)業(yè)內(nèi)容實(shí)施對(duì)應(yīng)選取，從而提升配電設(shè)計(jì)的有效性和合理性，改善系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，加速地鐵配電建設(shè)進(jìn)程。

1 地鐵低壓配電系統(tǒng)概述

地鐵的低壓配電系統(tǒng)即為地鐵車(chē)站內(nèi)的低壓負(fù)荷提供電力的系統(tǒng)，由于接入的電源電壓較高，需將十千伏的的高壓電變壓至380/220V 后通過(guò)低壓輸電線路連接至各個(gè)低壓負(fù)荷上，其范圍從低壓配電柜覆蓋至低壓負(fù)荷。為動(dòng)力負(fù)荷提供電力的為動(dòng)力系統(tǒng)，為地鐵站照明提供電力的為照明系統(tǒng)。地鐵站點(diǎn)的負(fù)荷可以按照對(duì)電力的重要性分為三個(gè)等級(jí)：一級(jí)負(fù)荷用電可靠性要求較高，需要雙電源供電以及雙回線路輸電，甚至還需要提供應(yīng)急電源，并不能供給其他的設(shè)施，如專(zhuān)用通信設(shè)備、信號(hào)設(shè)備、應(yīng)急照明設(shè)備、消防泵、廢水泵、雨水泵、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備等；二級(jí)負(fù)荷較為重要，需要雙電源供電，輸電線路可以使用單回路，一般高擴(kuò)非消防疏散用自動(dòng)扶梯、電梯、乘客信息系統(tǒng)、一般照明系統(tǒng)等；三級(jí)負(fù)荷相對(duì)來(lái)說(shuō)重要性較低，在進(jìn)行地鐵低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)各類(lèi)負(fù)荷的要求掌握清楚，以保障突發(fā)情況時(shí)的用電正常。

2 區(qū)間設(shè)備配電設(shè)計(jì)

地鐵區(qū)間設(shè)備低壓配電設(shè)計(jì)的過(guò)程中要從地鐵環(huán)境著手，依照地鐵車(chē)站區(qū)間長(zhǎng)度及區(qū)間內(nèi)用電特征實(shí)施對(duì)應(yīng)設(shè)置，從而保證配電的有效性，提升配電系統(tǒng)運(yùn)行效益。我國(guó)地鐵站區(qū)間長(zhǎng)度多為1 km左右，地鐵中對(duì)低壓要求較高，需要配電設(shè)備能夠保證在220/380 V配電標(biāo)準(zhǔn)中正常運(yùn)行，從而提升低壓配電系統(tǒng)效益。區(qū)間設(shè)備配電設(shè)計(jì)的過(guò)程中人員要全面控制好車(chē)站變電電源及配電扥分界點(diǎn)，要能夠保證低壓配電系統(tǒng)既能夠滿足配電需求，又能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵低壓配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的改善，降低工程造價(jià)，其具體配電設(shè)計(jì)內(nèi)容以下幾點(diǎn)。

（1）區(qū)間設(shè)備運(yùn)行環(huán)境分析：在地鐵低壓配電系統(tǒng)中地鐵區(qū)間設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷容量一般較小，各項(xiàng)容量?jī)?nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于負(fù)荷狀況，系統(tǒng)設(shè)置與常規(guī)配電存在明顯差異。該體系由于配電內(nèi)容的限制在配置過(guò)程中可以同時(shí)安置多臺(tái)風(fēng)機(jī)和水泵，運(yùn)行過(guò)程中由現(xiàn)場(chǎng)需求進(jìn)行合理選取。除此之外，地鐵低壓配電系統(tǒng)區(qū)間設(shè)備在配置的過(guò)程中多通過(guò)電動(dòng)機(jī)完成各項(xiàng)負(fù)荷需求，其指標(biāo)多為一級(jí)負(fù)荷指標(biāo)，電壓負(fù)荷整體較低。這種電動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況下，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流明顯高于常規(guī)起動(dòng)電流，有時(shí)甚至可以達(dá)到7倍以上，從而導(dǎo)致配電系統(tǒng)安全性大大降低。

（2）區(qū)間配電設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)過(guò)程中要首先對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)符合進(jìn)行配置?？梢酝ㄟ^(guò)將給予電動(dòng)機(jī)上級(jí)斷路器瞬時(shí)脫扣器保證電流能夠與系統(tǒng)安全電流一致，達(dá)到對(duì)電流的控制和調(diào)節(jié)。上級(jí)斷路器瞬時(shí)脫扣器可以將電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流控制在正常電流的2～3倍之間，對(duì)系統(tǒng)安全狀況提升具有至關(guān)重要的作用。其次，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)長(zhǎng)距離配電系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)中要依照地鐵低壓配電系統(tǒng)指標(biāo)將電壓壓降控制在5%左右，通過(guò)電纜截面調(diào)整、單項(xiàng)接地設(shè)置、開(kāi)端過(guò)流保護(hù)等完成電壓調(diào)節(jié)，提升長(zhǎng)距離安全性。必要時(shí)還可以在長(zhǎng)電路中加入輔助器件，從而提升斷路器在單相接地系統(tǒng)中跳閘的可靠性。再次，要對(duì)電動(dòng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行設(shè)計(jì)，依照電動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行具體選擇。當(dāng)前地鐵低壓配電系統(tǒng)中多為多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共同運(yùn)轉(zhuǎn)，這種狀況直接導(dǎo)致尖峰電流上升，造成啟動(dòng)電流發(fā)生轉(zhuǎn)變。

3設(shè)備分析

區(qū)域配電的優(yōu)化應(yīng)當(dāng)根據(jù)各負(fù)荷的運(yùn)行特點(diǎn)來(lái)差別設(shè)計(jì)，一級(jí)負(fù)荷中的雨水泵和主排水泵的啟動(dòng)是依照水面高度來(lái)觸發(fā)的，具體應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)的泵的數(shù)量，是隨著水面高度的逐漸上升而依次啟動(dòng)各臺(tái)泵，而水面高度的上升過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，每臺(tái)泵啟動(dòng)間隔也較長(zhǎng)，因此可以在斷路器選型時(shí)不按兩臺(tái)設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)的最大沖擊電流核算。防排煙風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)是由環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)管理的，這套系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)到需要啟動(dòng)風(fēng)機(jī)的情況時(shí)，給所有的設(shè)備發(fā)出啟動(dòng)指令，此時(shí)斷路設(shè)定值應(yīng)當(dāng)以電動(dòng)機(jī)尖峰啟動(dòng)電流之和來(lái)計(jì)算。

4 車(chē)站負(fù)荷的配電

4.1 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化

在不同的季節(jié)需要對(duì)地鐵站的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以增加人們出行時(shí)的舒適感，而空調(diào)系統(tǒng)因季節(jié)不同而功能不同，夏季氣溫較高，采用風(fēng)冷機(jī)組來(lái)降低環(huán)境溫度，冬季溫度較低，選取電暖氣來(lái)提高室內(nèi)溫度，這兩種裝置的負(fù)荷均為三級(jí)，電源可使用單電源供電方式，輸電線路可采用單回路方式，這兩種設(shè)施的負(fù)荷并不同時(shí)產(chǎn)生，因此可以考慮將其回路進(jìn)行合并，從而有效的減少了電纜用量和配電箱的使用個(gè)數(shù)，同時(shí)回路合并后，在冬季和夏季均可帶電運(yùn)行，提高使用效率，防止潮濕的氣候?qū)﹂e置電纜的破壞。

4.2 照明系統(tǒng)的優(yōu)化

車(chē)站公共區(qū)配電一般多采用以車(chē)站中心里程為分界由左右兩端供電，這樣做便于維護(hù)和管理，但一般車(chē)站的變電所均設(shè)置于車(chē)站大端，由變電所供出電源至另一側(cè)再反向供應(yīng)公共區(qū)照明顯然存在一定的迂回，而站廳或站臺(tái)的公共區(qū)左右兩端一般同屬于同一個(gè)防火分區(qū)，又由工作照明、節(jié)電照明、應(yīng)急照明等電源箱分別交叉供電，所以從規(guī)范上、可靠性上均沒(méi)有拆分電源的必要，因此建議站臺(tái)長(zhǎng)度較為標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)站可以全部從某一段的配電室供電，這樣修改方案雖然從單個(gè)的地鐵車(chē)站來(lái)說(shuō)，節(jié)約的成本并不顯著，但擴(kuò)大到一條地鐵線乃至整個(gè)地鐵網(wǎng)來(lái)看，其降低工程造價(jià)的作用還是很大的。

在進(jìn)行車(chē)站的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算來(lái)確定照明燈具的安裝數(shù)，以合理控制地鐵車(chē)站用電量，并匹配配套的供電變壓器。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)需要根據(jù)車(chē)站的面積和光源光通量計(jì)算出車(chē)站平均照度的上下限值及平均值，以確定燈具數(shù)量、負(fù)荷密度、照明變壓器容量。采用窮舉法求解，以保證車(chē)站照明系統(tǒng)和低壓配電系統(tǒng)合理匹配，并確保車(chē)站照明配電系統(tǒng)的投資和運(yùn)行成本最小化。

結(jié)束語(yǔ)

目前在我國(guó)的大型城市尤其是一線城市均部署了地鐵交通網(wǎng)絡(luò)，以緩解城市交通的壓力，而在科技水平不斷提高，人民生活富裕，國(guó)家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，人們對(duì)地鐵系統(tǒng)的乘坐舒適性和工程質(zhì)量的要求較高，因此各項(xiàng)功能較為完善，設(shè)置了諸多的用電設(shè)施，增加了用電負(fù)荷，這就需要提供大量的電力來(lái)支持，另一方面用電設(shè)施的安裝維護(hù)成本也越來(lái)越高，這就需要我們?cè)谶M(jìn)行低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證工程質(zhì)量的前提下，降低工程成本。

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