地铁低压配电节能措施

地铁低压配电节能措施

何生传

深圳市地铁集团运营总部客运三分公司

摘要：在城市经济迅速发展的过程中，能源消耗量与日俱增，其中地铁作为一线城市之中的主要交通工具，地铁成为现下城市耗能的主要载体，因此在推动城市可持续建设发展的时代背景下，地铁设计中的节能措施受到社会各界的广泛关注，本文中笔者将结合自身的实践工作经验，提出以下地铁低压配电节能措施。

关键词：地铁；低压配电；节能措施

前言

目前我国城市轨道交通建设进入了高速发展的时期，这也使得地铁成为城市交通的主要工具，而为了能够进一步的强化节能减排，发展低碳经济成为当下城市经济发展建设的热点，在这样的时代背景下，地铁建设也特别的增设了节能审批环节，因此如何能够更好的进行地铁低压配电节能设计，成为我们需要深入探究思考的问题。

1地铁低压配电节能概述

低压配电是电力系统小型化、多功能发展的趋势体现，关于地铁低压配电节能可以从两个角度进行分析，首先以地铁运行状态来归纳，低压配电可分为低压配电电源分线路供电和低压配电母线电源分开两种形式，与常规配电系统相比，低压配电系统各自承担电源及电压负载，因此运行模式更加安全可靠，若是在地铁运行过程中，低压配电源出现故障，那么两路电源就会自动控制故障模式[1]。其次从地铁用电性质角度分析，低压配电可分为以降压变电所为主要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，其中降压变电所为地铁照明系统提供电源，而牵引变电所则为地铁机车运行提供电源，而照明供电系统和牵引供电系统，则是通过0.4V的开关柜引入端作为分界点。

2地铁低压配电节能措施

2.1在变电所设置有源滤波器

在地铁电力系统之中，如变频器、空调、附体设备等各类负荷均具有一定的波动性，这种负荷波动性就被称之为谐波，而设置有源滤波器主要是为了消除电力系统谐波产生的危害，从而让实现节能的目的。具体而言，电力系统谐波产生的危害可以总结为以下四点，（1）谐波会增加地铁之中电力设备的负荷，从而使系统的功率因数降低，造成地铁设备、线路的电能损失浪费。（2）地铁电力系统之中，若是无功补偿电容器的谐波增大，会增大电容器组电流或电压损害问题发生，从而对地铁的正常运行造成影响。（3）谐波会产生脉动转矩，并引发电动机振动，从而造成电动机寿命下降[2]。（4）谐波会产生的涡流和极具效应，从而导致地铁的电机、输电线路附加损耗增加，不仅浪费电能，还会加快绝缘老化。而滤波器作为一种补偿无功的新型电子装置，可以对地铁电力系统之中大小和功率不断发生变化的谐波，进行无功补偿，而与传统的无源滤波器不同，在变电所设置有缘滤波器不易与谐波发生震斜，是消除地铁电力系统谐波危害的最优选择，因此是一种可行的地铁低压配电节能措施。

2.2强化变频技术应用

在地铁运行过程中，风机的能源消耗量巨大，是地铁电节能控制的重要对象，以往对地铁风机系统进行节能控制时，主要的调节方式是通过调节入口或出口的挡板及阀门，从而改变地铁风机的给水量或者给风量，这种调节方式使输出功率大量的消耗在挡板和阀门的载流过程中。而在地铁低压配电节能控制技术中，利用了地铁风机大多为平方转矩负荷的原理，由于转速与转功率之间是呈立方关系的，这样若是地铁的风机转速一旦下降，那么消耗的功率也会随之下降，为此可以采用的地铁低压配电节能措施，就是应用变频技术，也就是通过在风机之中按照变频调速器，从而对风机流量进行调节，同时由于地铁风机往往设计容量要高出实际容量较多，这样也很容易出现“大马拉小车”的问题，从而造成能量的损失和浪费，而变频技术在风机中的应用，也很好的解决了这一问题，因此地铁风机采用变频技术的节能控制效果是十分显著的，以往有数据调查显示，地铁风机变频技术的应用，节能率大约可以达到20%~50%，因此变频技术的应用也是一种可行的地铁低压配电节能措施。

2.3照明低压配电节能

地铁照明系统耗能量巨大，因此能够低压配电的方式降低照明耗能十分重要，对此笔者提出以下几个方面的建议，第一优化照明光源及附件选择，如可以在地铁站之中，使用三基色细管径直管荧光灯，在局部使用筒灯进行照明，这样不仅光效可以得到极大的提升，同时在同样的照明度情况下，光源能耗还会大大降低，因此是一种可行的地铁低压配电节能措施。第二设备房应急照明优化，以往设备房的应急照明灯多为长明灯，建议今后改用设翘班开关控制灯，这样在发生应急事故时，就可以通过FSA系统自动开启，从而实现节能的目的。此外设备房中的应急照明设备，可以按照正常照明的10%~50%配置光源，这样既可以满足应急设备房的特殊功能，同时也不会造成能源浪费，而此种低压配电节能措施，也可以将功耗降低10%以上[3]。第三广告照明、导向照明、疏散指示灯、隧道灯、安全照明灯、室外路灯节能优化，上述笔者提及的一些列照明灯设施，都建议使用LED灯照明，LED灯不仅光效可以达到80~200lm/W，同时具有环保、节能、体积小、、寿命长等特点，因此可以起来极佳的节能效果，如在进行疏散指示灯设计时，就可以使用LED长明灯的形式，并将光源功率控制在8W，这样不仅可以起到疏散照明的作用，同时也可以将能耗降低50%~60%左右。

2.4实现UPS集中整合

UPS集中整合也是地铁低压配电节能的有效措施之一，通过UPS集中整合不仅可以减少UPS的总容量，同时要可以实现节约能源的最终目的。如在地铁运行系统之中，通信系统、监控系统、自动售票（检票）系统、FAS系统、BAS系统、ACS系统都属于弱点系统范畴，同时系统负荷均为一级，这些系统若是分属于不同的UPS，不仅占用的空间比较大，同时在运行维护过程中也多有不便，但若是我们可以将这些属性相似的系统，在保证系统运行可靠性的前提下，就通过通过UPS集中整合的方式，如在地铁站之中设置UPS电源室，这样就可以将分级系统的总容量和发热量降到最低，从而实现节约能源和空间的效果，因此在地铁低压配电节能措施研究中，UPS集中整合也是一种十分值得深入研究的节能措施。

2.5结合气候条件优化空调设备配电

在地铁运行系统之中，空调设备一直是地铁站内用电负荷较大的设备，因此在对地铁进行低压配电节能研究的过程中，能够将空调设备的能效进一步降低的十分必要的，为此笔者建议可以采用结合气候条件的方式，优化空调设备配电。这是因为我国是一个幅员辽阔的国家，南北地方气候差异较大，因此在南方的地铁站中，可以通过冷水机组进行制冷，同时可以通过环控大系统对站内的公共区进行冷风排放，同时还可以加装BAS系统进行统一调配，从而根据时间段和客流量的不同，对风量优化控制，最终实现节能的目的[4]。而在北方，由于天气较为寒冷，因此在地铁站中需要加装采暖设备，同时在进行空调设备设计时，建议通过一个回路进行供电，这样的配电方式不仅可以减少低压配电柜馈出回路数量，同时也可以减少动力配电箱的电缆数量，这无疑也是可以实现地铁低压配电节能目的的。

总结：

地铁作为我国城市运输网的核心载体，与城市轨道交通建设快速发展相背离的是，地铁能源的极具消耗问题，而低压配电网的不断发展完善，为城市地铁节能创造了可能，并有利于城市低碳经济的实现，为此在今后有必要进一步深化地铁低压配电节能设计，从而促使我国地铁行业可持续建设发展。

参考文献：

[1]廖远辉.浅谈深圳地铁低压配电系统中节能措施的应用[J].中国新技术新产品，2016（13）：138-139.

[2]郭翔宇.基于节能视域的地铁低压配电探讨[J].铁道勘察，2016，42（03）：111-114.

[3]倪勇.浅谈节能措施在地铁低压配电中的应用[J].四川水泥，2015（10）：141.

[4]邹凯宏.地铁低压配电节能措施探讨[J].科技创新与应用，2016（23）：185.