地鐵地下車(chē)站集中冷站供配電設(shè)計(jì)探討

萬(wàn)麗珊

中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司（深圳分公司），廣東深圳 518000

地鐵地下車(chē)站集中冷站供配電設(shè)計(jì)探討

萬(wàn)麗珊

中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司（深圳分公司），廣東深圳 518000

當(dāng)前，地鐵已逐步變?yōu)閲?guó)內(nèi)居民日常出行的主要方式。集中冷站是地鐵車(chē)站的重要構(gòu)成部分。集中冷站的正常供電對(duì)地鐵車(chē)站運(yùn)行十分重要。在此背景下，本文來(lái)展開(kāi)供配電設(shè)計(jì)的探討。假設(shè)某地鐵車(chē)站中的集中冷站選用的是溫差較大的供冷系統(tǒng)和蓄冷系統(tǒng)，而工況不同的情況下，地鐵站中集中冷站所對(duì)應(yīng)的配電方案則有所區(qū)別，本文從負(fù)荷分級(jí)及配電方式來(lái)側(cè)重論述。

集中冷站；地鐵車(chē)站；負(fù)荷分級(jí)；供配電設(shè)計(jì)

1 概述

供冷系統(tǒng)在整個(gè)地鐵系統(tǒng)中占據(jù)重要位置。而目前的供冷系統(tǒng)分成了兩種。第一種是分散供冷系統(tǒng)。第二種是集中供冷系統(tǒng)。分散供冷系統(tǒng)指的是：地鐵車(chē)站的每個(gè)站點(diǎn)各自設(shè)定供冷系統(tǒng)，供冷系統(tǒng)只負(fù)責(zé)本站點(diǎn)的供冷。集中供冷系統(tǒng)。集中供冷系統(tǒng)主要用于對(duì)沿線地下車(chē)站進(jìn)行供冷，目的在于改善當(dāng)前對(duì)應(yīng)城市的地鐵運(yùn)行環(huán)境， 進(jìn)一步為乘客提供舒適、健康的乘車(chē)環(huán)境。集中供冷經(jīng)濟(jì)效益高，成為地鐵車(chē)站主流的供冷方式。集中供冷系統(tǒng)的合理性取決于對(duì)周?chē)鞘协h(huán)境的影響程度、建設(shè)的協(xié)調(diào)難度、長(zhǎng)距離輸送輸送能耗占總能耗比率、總體技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能、節(jié)能工藝、設(shè)備效率、保溫材料及管道工藝要求、集中自動(dòng)控制能力等。本文將針對(duì)集中供冷系統(tǒng)，研究其配電方案。

2 環(huán)控工藝分析

在集中冷站的整套環(huán)控系統(tǒng)中，需要包括下列幾種設(shè)備：1）蓄冷水池。2）蓄冷泵。3）冷水機(jī)組。4）冷凍泵。5）放冷泵。6）冷卻塔。7）冷卻水泵。8）二次冷凍水泵。9）一次冷凍水泵。在集中供冷模式下，各個(gè)供冷分站所承受的揚(yáng)程阻力完全不同。其中，8）二次冷凍水泵與9）一次冷凍水泵共同組成了集中冷站的整套環(huán)控系統(tǒng)的二次泵系統(tǒng)。在這樣的環(huán)控系統(tǒng)中，9）一次冷凍泵選用的是定流量系統(tǒng)，被用到了機(jī)房設(shè)備中，二次冷凍泵選用的是變流量系統(tǒng)，被用到了末端設(shè)備中。

通常，設(shè)備安裝及開(kāi)啟數(shù)量與季節(jié)、時(shí)段和工況有密切聯(lián)系。在每年的6月份到9月份之間，集中冷站中會(huì)有3臺(tái)冷水機(jī)組及其輔助機(jī)組共同開(kāi)啟，機(jī)組運(yùn)行中供冷和蓄冷同時(shí)進(jìn)行。這樣，主機(jī)便能達(dá)到最高效率，供冷量也能實(shí)現(xiàn)最大化效果，這種情況便是百分百工況運(yùn)行情況。在每年的1月份到2月份之間，集中冷站中的蓄冷水池實(shí)現(xiàn)獨(dú)立供冷。這種情況下，集中冷站實(shí)現(xiàn)的是最小化運(yùn)行，而工況運(yùn)行達(dá)到25％。除這兩種工況以外，事故情況也是集中冷站的重點(diǎn)情況。遇到這種情況，冷水機(jī)組必須開(kāi)啟1臺(tái)，主機(jī)及蓄冷池必須實(shí)現(xiàn)聯(lián)合供冷。

3 地鐵地下車(chē)站集中冷站供配電設(shè)計(jì)

3.1負(fù)荷分級(jí)

根據(jù)GB50157—2003版本的《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中相關(guān)規(guī)定，在地鐵中，一般的冷水機(jī)組及其輔助機(jī)組要符合三級(jí)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)。而當(dāng)前，地鐵已經(jīng)成為廣大市民出行的重要選擇方式。因此，地鐵車(chē)站會(huì)容納許多人群，尤其是遇到下班高峰與上班高峰的兩個(gè)時(shí)段，人流量會(huì)更大。此外，地鐵周邊的站點(diǎn)是市民換乘路線的重要站點(diǎn)，在換乘站點(diǎn)的周邊也會(huì)聚集大量人群。由此，一旦集中冷站中出現(xiàn)了意外斷電的情況，那么地鐵車(chē)站內(nèi)以及地鐵周邊的換乘站都將受到極大影響，市民可能因此而恐慌，人群秩序會(huì)被打亂?；谝陨显?，同時(shí)也綜合考慮2009年的《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，本文將集中討論二級(jí)負(fù)荷的集中冷站設(shè)備。

3.2配電方式

由于本文討論二級(jí)負(fù)荷的集中冷站設(shè)備，同時(shí)，設(shè)備容量在冷水機(jī)組中占用較大，運(yùn)作中又表現(xiàn)出顯著的季節(jié)特征。結(jié)合地鐵站在建筑上的情況，對(duì)于大型地鐵站而言需要給集中冷站配套環(huán)控電控室和專(zhuān)用跟隨所。在專(zhuān)用跟隨所內(nèi)，最好配置兩臺(tái)變壓器，變壓器供電由地鐵站周邊的高壓線路完成，跟隨所使用的運(yùn)行模式為單母線分段的運(yùn)作方式。通常情況下，至少有兩臺(tái)的變壓器將同時(shí)處于工作狀態(tài)。而如果出現(xiàn)了其中某臺(tái)變壓器斷電或故障的情況，需要將該臺(tái)變壓器所連接的冷水機(jī)組及其輔助設(shè)備切除開(kāi)來(lái)，僅保持另一臺(tái)變壓器與其所連冷水機(jī)組的運(yùn)行。輔助機(jī)組與冷水機(jī)組密切相連，形成一套完整的工藝流程。通常，整個(gè)工藝系統(tǒng)的工作流程如下：（1）冷卻泵（2）冷卻塔風(fēng)機(jī)（3）模式蝶閥（4）釋冷泵（5）一次冷凍泵（6）二次冷凍泵（7）冷水機(jī)組。而整個(gè)工藝系統(tǒng)的停機(jī)順序如下：冷水機(jī)組→二次冷凍泵→一次冷凍泵→釋冷泵→模式蝶閥→冷卻塔風(fēng)機(jī)→冷卻泵。開(kāi)機(jī)及停機(jī)順序必須嚴(yán)格按上述方式進(jìn)行。一旦順序顛倒，冷水機(jī)組就無(wú)法投入運(yùn)行。因此，輔助機(jī)組所配套的負(fù)荷也應(yīng)該是二級(jí)負(fù)荷。

而環(huán)控電控室則主要負(fù)責(zé)對(duì)輔助機(jī)組進(jìn)行供電。為了保障供電的順利運(yùn)行，需要在環(huán)控電控室設(shè)置二級(jí)母線段，并且最好設(shè)置3段，同時(shí)將跟隨所中的母線與主用電源和備用電源分別相連，再引入到輔助機(jī)組中。表1為各母線段的負(fù)荷分配狀況表，其中第Ⅲ段的二級(jí)母線的配電原則是根據(jù)故障情況時(shí)一臺(tái)冷水機(jī)組和輔機(jī)運(yùn)作要求，并考慮到各級(jí)開(kāi)關(guān)投切的最少次數(shù)而設(shè)計(jì)。若第Ⅲ段的二級(jí)母線發(fā)生損壞或該級(jí)母線配電的其中一個(gè)輔機(jī)發(fā)生故障時(shí)，冷水機(jī)組中的控制單元將按預(yù)先設(shè)置的工作模式將機(jī)組調(diào)整為1號(hào)或2號(hào)冷水機(jī)組或其他2段母線上所具有的輔機(jī)進(jìn)行運(yùn)行；如果圖中的2號(hào)變壓器發(fā)生故障時(shí)可通過(guò)對(duì)應(yīng)母線的分段斷路器合閘進(jìn)行調(diào)整，將合閘調(diào)整到1號(hào)變壓器進(jìn)行供電。其中，圖1為環(huán)控電控室的低壓配電主線系統(tǒng)示意圖。

4 結(jié)論

本文集中對(duì)二級(jí)負(fù)荷的集中冷站設(shè)備進(jìn)行了集中討論，給出了整個(gè)工藝系統(tǒng)的工作流程與停機(jī)順序，并得出了當(dāng)?shù)罔F地下車(chē)站集中冷庫(kù)站供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或一路電源缺失及任意一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，必須在第一時(shí)間保障二級(jí)負(fù)荷供電的結(jié)論。

U2

A

1674-6708（2015）147-0086-01