地铁低压配电系统设计细节优化思路构建

地铁低压配电系统设计细节优化思路构建

陈彬

陈彬

（沈阳铁道勘察设计院有限公司，辽宁，沈阳，110013）

【摘要】本文首先通过对地铁低压配电系统进行简述，然后设计区间配电，最后对配电系统装置进行优化分析，进而使配电更加优化、完善，为地铁行业的发展提供参考。

【关键词】地铁；低压配电系统；设计；优化

一、地铁低压配电系统简介

在我国，低压配电系统在地铁运行中的主要作用就是为其提供行动所需的低压电源，在地铁的运行系统中，除了牵引负荷之外的一切机电设备，均由低压配电系统管理控制。

降压变电所和动力照明配电系统是地铁低压配电系统两大重要的组成部分。降压变电所通过配电器把中压电源降低到AC380/220V后，提供给地铁轨道交通沿线车站的照明设备和车站的动力使用。降压变电所0.4KV侧使用的是单母线分段接线的形式，设置0.4KV母联断路器，在装置中加入手动或自动的母联设置备用电源。

二、对区间射流风机、主排水泵及雨水泵和的配电设计

在我国，绝大多数的地铁站其区间长度为1千米左右，当中的220/380V配电设备的容量没有那么大而且比较分散，通常说来都是由设在车站区间两头的车站变电所来供给电源。两端车站变电所在给区间供电时的分界点设在区间中点里程。当区间部分配电设施的配电半径达到500m时，于低压配电系统而言，便达到了长距离低压配电的标准。此时进行低压配电不但要将保护灵敏性校验和线路压损等因素考虑进去，还要将合理、全面的配电系统设计制定出来。长距离的区间低压配电系统，带来的是造价成本的提高，因而如何制定合理的低压配电系统对于相关设计者来说必须着重考虑。接下来对区间内的射流风机、主排水泵和雨水泵的配电设计进行分析，找出其注意事项。

地铁区间射流风机、主排水泵和雨水泵主要有四个特点，分别是一是负荷容量较小，每台的负荷容量一般为22KW；二是在地铁低压配电系统中通常将多台风机或水泵安置其中，依照地铁运行中出现的实际情况令其中一台或多台投入使用；三是都采用一级负荷指标；四是为电动机负载。

从电动机负荷来说，通常起动电动机时的电流为常规电流的7倍多，而尖峰电流起动时通常是起动电流的2到3倍，也就是说当尖峰电流起动时其电流是定额电流的14倍左右，由此看来，给电动机负荷电的上级断路器的瞬时脱扣器的整定电流是起动电流的2至2.5倍[1]。

地铁的区间配电属于长距离配电，尽管将电压降低的范围控制在5%以内，并选取了电缆截面，但给电动机负荷配电的上级断路器瞬时脱扣器整定值相对较大，当单相接地短路情况出现时，依靠开关过流起到保护作用同时依靠接地起到保护的检验基本不能实现，必须要在断路器加上一些辅助性的零部件，才能保证当单相接地短路情况发生时上级断路器能及时跳闸。但由于成本太高，因而在地铁低压配电中不是优先使用。

没有硬性要求多台设备同时起用，因而尖峰电流并不是所有负荷的额定电流总和的14倍。多台电动机负荷起动前后起动的尖峰电流如下：

由此可知，设备数量越多的多台运行电动机，配电时的短路器瞬时脱扣整定值会更加接近正常运转的额定电流。因而不在同一时间起动电动机的运行工况对采取过流保护来兼作接地保护时对灵敏度的检验是有利的。如果灵敏度检验依然不能满足要求，再考虑加入附件的方法。

因而成组运行的电动机不在同一时间起动可以降低加辅助性部件的几率，从而降低成本。

使用多台还是单台水泵主要是根据实际水位状况来决定。同时起动水泵电动机的情况很少，是因为水平突然上升的情况较少。一般情况下BAS专业控制射流风机，为了方便快捷，BAS会出现同时向所有风机发出起动通知的情况，因而配电时需将所有电动机同时起动的尖峰电流计算出来，因而过流保护整定值将会在给射流风机配电的断路器中增大，单相接地短路出现时，通过过流保护兼作接地故障保护的检验就难以通过，要采取相应措施让断路器跳闸。这样不但造价成本增加，而且配电系统的可靠性下降了。

三、对系统配电装置的优化

在进行地铁低压配电系统的设计时，需要根据区间设计情况来实现，在进行优化操作时工作人员要对区间设备的配电情况掌握完全，调整时要根据独立区间设备配电内容来实施。

在对区间电源优化使，工作人员可以把从人防电源入手当作突破点，在把单电源装置向双电源装置转变的过程中，根据人防电源一级负荷特点进行转换，促进电源质量的提高。需要注意的是，在对电源进行优化时，要选择合理的位置进行人防专业接口连接，通常确定为双电源切换箱进线开关上部分端口。配置双电源切换箱时需依据人防专业需求指标来确定，根据该内容选择材料，保证双电源切换箱在应用时的安全。

进行地铁区间配电优化时，首先要确保配电系统的安全性，为避免系统漏电造成安全事故，必须多设置几项保护装置。在双电源切换箱中应该将断路器漏电保护装置加进去，设置完成后要进行漏电试验，确保能够很好的起到保护作用。并且，在完成漏电保护装置后，为确保配电的可靠性，避免在系统配电时出现误动，还要对双电源切换箱进行三级调换。

优化系统跳闸时，要全面分析系统此时的电流情况。地铁低压配电系统的漏电保护断路器的电流Inb≥ILD。因此控制好ILD的电流保护整定值对于优化十分重要。人员可以通过实施双电源切换保护，提高断路器跳闸的灵敏程度，从而实现优化低压配电的目的。双电源切换保护装置对系统配电质量意义重大，能够提高地铁低压运行的经济效益。其配电设计如下图:

此外，在优化地铁低压配电系统时还要对配电设备的容量以及电动机负荷过载原件的选择上做好控制工作，避免出现配电系统端子不匹配或过载不能制动保护等，保证系统的可靠性及安全性。

结语

对地铁低压配电系统进行设计优化，是为了提高配电系统的高效性能和安全性能使地铁能更好的运行，为地体的发展提供参考。

参考文献：

[1]辛京伟.智能低压配电系统在地铁中的应用[J].科技资讯，2014年第20期.