城市軌道交通變配電設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)

陳寧

摘要 隨著城市軌道交通建設(shè)和技術(shù)的發(fā)展，以及人們對舒適、安全、快捷出行的要求不斷加強，地鐵成為城市交通運輸?shù)闹髁?。而電能消耗又占用了軌道交通企業(yè)運營成本的一大部分，因此節(jié)能的應(yīng)用在城市軌道交通變配電設(shè)計中是一個重要環(huán)節(jié)。本文首先探討了變配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵節(jié)能思路，進而就在城市軌道交通變配電設(shè)計中應(yīng)用節(jié)能思路的具體技術(shù)進行了探討。

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通 變配電設(shè)計 節(jié)能技術(shù)

城市軌道交通企業(yè)中存在大量變配電設(shè)備以及各種等級的配電線路，據(jù)統(tǒng)計，電費約占城市軌道交通運營企業(yè)成本的35%～45%，節(jié)能減排必須以不降低服務(wù)水平、不影響運營安全為前提，以節(jié)能降耗、科學(xué)發(fā)展軌道交通為目標，堅持網(wǎng)絡(luò)化、以人為本、資源共享、效率成本的理念，從工程建設(shè)抓設(shè)計源頭、網(wǎng)絡(luò)運營抓運行操作。建立健全管理機制和保障體系，實現(xiàn)城市軌道交通節(jié)能降耗的實效性和長效性。而根據(jù)變配電設(shè)計的需要進行各環(huán)節(jié)能耗的降低是提升配電系統(tǒng)能效的一種方式，因此，下面主要討論車站變配電系統(tǒng)節(jié)能的事前思考與設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，以此來提升變配電系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)性，節(jié)能降耗。

1 變配電節(jié)能思路分析

1.1 在配電變壓器選型時考慮節(jié)能技術(shù)

在變配電系統(tǒng)的運行中變壓器扮演著重要的角色，對變壓器進行節(jié)能優(yōu)化可以使整個變配電系統(tǒng)的能耗下降，因此我們在進行變壓器選型時要根據(jù)需要對其節(jié)能效果、性能要求進行綜合考量，主要的考慮因素有如下幾點：一是根據(jù)變壓器的電能傳遞效率考慮如截面積、材質(zhì)等各種參數(shù)，選擇循環(huán)利用更為簡單的變壓器;變壓器最經(jīng)濟節(jié)能運行的負載率一般應(yīng)在75%～85%之間，因此其二是通過準確的負荷計算來選擇合適容量的變壓器，在經(jīng)濟效益比較后，盡量選用具有節(jié)能技術(shù)的變壓器產(chǎn)品，保證節(jié)能效果。

1.2 調(diào)整電壓以保證節(jié)能效果

對電壓參數(shù)進行調(diào)節(jié)其實就是控制系統(tǒng)的無功功率，可以采用可自動投切的電容器、靜止補償器等設(shè)備，也可以在關(guān)鍵節(jié)點選用具有有載調(diào)壓的配電變壓器，設(shè)備具備調(diào)節(jié)能力，進而電壓調(diào)控效率也得到了優(yōu)化，而在電壓調(diào)控動作中我們就能實現(xiàn)電能節(jié)約，使系統(tǒng)利用效率大大提升。

l.3 進行配電線路的優(yōu)化選擇

變配電系統(tǒng)存在大量的配電線路，由于城市軌道交通大部分位于地面以下，配電線路大都選用了電纜，在節(jié)能設(shè)計思路中，電纜截面積優(yōu)化設(shè)置是非常重要的節(jié)能技術(shù)，截面選擇裕度過大，會引起投資浪費，耗費較多的建設(shè)成本;裕度過小，則會增加線路的電能損耗，使得電纜發(fā)熱嚴重，影響運營安全，同時還有可能出現(xiàn)線路壽命縮短的情況。地鐵中的設(shè)備，具有較強的分時間段運行和季節(jié)性的特點，因此，在傳統(tǒng)設(shè)計時考慮經(jīng)濟電流密度、載流量作電纜截面選擇的基礎(chǔ)上，對地鐵負荷的分時、分季節(jié)應(yīng)用特點作為重要考慮因素是配電線路優(yōu)化的關(guān)鍵，這樣就能為城市軌道交通變配電系統(tǒng)運行提供最科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計。

2 變配電設(shè)計中對節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用

當前城市軌道交通建設(shè)飛速發(fā)展，對于能源的需求量不斷增長，因此在配網(wǎng)設(shè)計中進行節(jié)能設(shè)置可以緩解電力系統(tǒng)的壓力，變配電系統(tǒng)建設(shè)中不斷應(yīng)用節(jié)能技術(shù)能夠使電能損耗降低，使電能供應(yīng)發(fā)揮最大化作用。

2.1 優(yōu)化設(shè)計和安裝節(jié)電設(shè)備與裝置

先進節(jié)電設(shè)備和裝置的安裝有利于實現(xiàn)節(jié)能目標，提高變配電系統(tǒng)的運行安全性與穩(wěn)定性，影響變配電系統(tǒng)運行情況的因素有多種，其中最主要的是電壓、三相電壓、電動機沖擊電流等，電壓容易出現(xiàn)不穩(wěn)定問題，三相電壓則難以保持平衡性，電動機沖擊電流容易出現(xiàn)過大或過小的問題，針對這些問題，可通過安裝先進設(shè)備對這些因素進行有效控制，先進設(shè)備具有較高的性能，可以增加電力系統(tǒng)的運行時間了，保持系統(tǒng)的正常運行狀況，提高系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，從而取得相應(yīng)的節(jié)能效果，獲取相應(yīng)的經(jīng)濟效益。

2.2 采用節(jié)能技術(shù)解決諧波問題

諧波對變配電系統(tǒng)的運行狀況有不良影響。其諧波能夠加大系統(tǒng)的電能損耗程度，并影響相關(guān)電氣設(shè)備的性能，縮短變配電系統(tǒng)的使用時間，不利于節(jié)能目標的實現(xiàn)。為有效處理諧波問題，相關(guān)人員可在變壓器低壓側(cè)安裝源濾波器，也可安裝無源濾波器，或者將二者進行結(jié)合，對線路進行有效管理，提高電能能源的利用效率，獲取經(jīng)濟效益。

2.3 節(jié)能處理照明設(shè)備

地鐵照明較之于地面建筑相比較，沒有天然采光是地鐵內(nèi)部照明最大的特點。所以在地鐵照明設(shè)計的過程中光源、燈具及照明控制方式的選用必須要科學(xué)合理，這樣才能提高照明質(zhì)量。為達到節(jié)能效果，在進行廣闊區(qū)域的照明設(shè)置時，照明設(shè)備要有被控制的能力，具有分區(qū)域、時間、電壓進行調(diào)控的能力。在設(shè)計中盡量保證電壓的三相平衡，在線路的控制設(shè)計中可以選取高功率因數(shù)鎮(zhèn)流器、光源采用節(jié)能LED、加上通過采用光控、時控、模式控等智能照明控制技術(shù)，其科學(xué)應(yīng)用可以使系統(tǒng)的節(jié)能效果大大提升。

2.4 分站計量、定額管理

在每個車站區(qū)分各類負荷，根據(jù)實際產(chǎn)權(quán)歸屬、負荷類型裝設(shè)計量設(shè)備，采用綜合監(jiān)控研究消耗量后采用定額管理，計量設(shè)備的裝設(shè)是采用定額管理的前提，定額管理是將人為因素參與節(jié)能的有效手段。有條件還可以加快能耗統(tǒng)計與監(jiān)測平臺建設(shè)，實現(xiàn)對能耗信息的自動化管理（監(jiān)測、統(tǒng)計、分析、查詢等），實時采集能耗數(shù)據(jù)，對耗能設(shè)備進行實時分析，有效加強各用電設(shè)備的能源管理和監(jiān)控，指導(dǎo)設(shè)備系統(tǒng)的維護和節(jié)能技術(shù)改造。使得各類消耗一目了然，科學(xué)定量管理水平大大提高。

3 結(jié)束語

總之，在變配電系統(tǒng)中針對可能造成電能損耗的部位，如變壓器、線路與照明設(shè)施等進行節(jié)能設(shè)計可以使整個變配電系統(tǒng)發(fā)生能耗轉(zhuǎn)變，降低變配電轉(zhuǎn)換與傳輸中的能源損耗，為整個變配電系統(tǒng)的能效提升提供助力。此外，選用先進節(jié)能的電機電器設(shè)備，如電扶梯及大型風機、水泵等采用變頻控制或采用軟起動器，車站空調(diào)水系統(tǒng)變流量智能控制技術(shù)，推廣應(yīng)用再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)等，節(jié)約設(shè)備用電。

參考文獻

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