成都地鐵新平站動力設(shè)計

王冠英

中鐵五院集團(tuán)公司電化通號設(shè)計處 北京 102600

正文：

0 引言

新平站是成都軌道交通10號線二期工程的第10個站。本站為地下一層1側(cè)式站，地下一層為站廳層和站臺層。本站站廳層小里程、大里程端分別設(shè)置一個通風(fēng)空調(diào)電控室；站臺層大里程端設(shè)置一個0.4kV低壓開關(guān)柜室，為車站及車站左端相鄰的半個區(qū)間，車站右端正線到設(shè)計終點以及車站右端到出入段線洞口的所有低壓配電設(shè)備供電。

1 地鐵動力設(shè)備的復(fù)雜性

地鐵動力設(shè)備包括電機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵等，它并不是簡單的幾臺風(fēng)機(jī)，水泵、電梯，而是由多種系統(tǒng)如空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)共同組成的。對于地鐵動力配電系統(tǒng)的控制，不是簡單地進(jìn)行啟動或者停止，而是集遠(yuǎn)方/就地控制、BAS系統(tǒng)自動控制等于一身的復(fù)雜的控制。除此之外，還有對風(fēng)機(jī)、水泵及空調(diào)的自動調(diào)節(jié)控制[1]。

2 負(fù)荷分級

2.1 一級負(fù)荷

（1）通信系統(tǒng)(除通信專業(yè)外還包含綜合監(jiān)控系統(tǒng)、AFC系統(tǒng)設(shè)備區(qū)用電、門禁等系統(tǒng)的用電)、信號系統(tǒng)、變電所操作電源、火災(zāi)報警系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)AFC、站臺門、防淹門、消防疏散用自動扶梯、氣體滅火、廢水泵(含區(qū)間廢水泵)、雨水泵(無蓋出入口)、消防電梯、車控室(含防火卷簾等)。其中變電所操作電源、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。此部分由變電所低壓柜供電。

（2）火災(zāi)或事故時需運行的風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥，主要包括隧道風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等；消防水管環(huán)路中的電動蝶閥；環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS) 。此部分由環(huán)控電控室配電。

2.2 二級負(fù)荷

（1）污水泵、雨水泵(有蓋出入口)、非消防疏散用自動扶梯、電梯、銀行、卷簾門、設(shè)備區(qū)空調(diào)室內(nèi)機(jī)、二級小動力(含車站維修電源、設(shè)備房插座)等。此部分由變電所配電。

（2）除一級負(fù)荷外的風(fēng)機(jī)、空調(diào)器和220V的電動風(fēng)閥、蝶閥、二通閥等。此部分由環(huán)控電控室配電。

（3）出入口處的同負(fù)荷等級設(shè)備應(yīng)共用一個電源箱。

2.3 三級負(fù)荷

冷源系統(tǒng)及其配套設(shè)備(冷水機(jī)組、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔等)、廣告照明、三級小動力(含電開水器、電子水處理儀、清潔插座、公共區(qū)風(fēng)機(jī)盤管等)、商業(yè)用電、區(qū)間檢修設(shè)備等。此部分由變電所配電。

3 配電要求

3.1 一級負(fù)荷

（1）由變電所配電部分：從兩段獨立母線分別饋出一路電源，在末端配電箱進(jìn)行自動切換。相鄰且同類型的一級負(fù)荷可共用電源切換箱。特別重要負(fù)荷在兩路電源均失電后由本系統(tǒng)的后備電源供電，例如通信、信號、BAS等。

（2）由環(huán)控電控室配電部分：由環(huán)控一級負(fù)荷母線單回路配電。

3.2 二級負(fù)荷

（1）由變電所配電部分：從降壓變電所饋出單回供電電源至末端配電箱或設(shè)備。出入口處的集水泵、自動扶梯等設(shè)備可共用一個電源箱。在照明配電室設(shè)有小型二級負(fù)荷動力配電箱，通過該配電箱向維修電源等二級負(fù)荷供電。

（2）由環(huán)控電控室配電部分：由環(huán)控二級負(fù)荷母線單回路配電。

3.3 三級負(fù)荷

冷源系統(tǒng)從變電所兩段三級負(fù)荷母線各饋出一個回路至冷源系統(tǒng)的配電柜進(jìn)線端。其余三級負(fù)荷從三級負(fù)荷母線饋出至末端配電箱或設(shè)備。當(dāng)供電系統(tǒng)為非正常運行方式時，切除三級負(fù)荷。在照明配電室設(shè)有小型三級負(fù)荷動力配電箱，通過該配電箱向清掃機(jī)械、生活用電源等三級負(fù)荷供電。

4 與各系統(tǒng)的設(shè)計接口

4.1 與供電系統(tǒng)的接口

車站變電所及車站跟隨所的綜合接地網(wǎng)由供電系統(tǒng)實施，供電系統(tǒng)與低壓配電專業(yè)設(shè)計接口位置有三處：①在強(qiáng)電接地母排（PCE）接線端子上，綜合接地網(wǎng)引上線至強(qiáng)電接地母排（PCE）的接地電纜由供電系統(tǒng)提供，強(qiáng)電接地端子排（PCE）由供電系統(tǒng)提供；②在綜合接地網(wǎng)弱電設(shè)備接地引出線，引出線至弱電設(shè)備接地母排的電纜及弱電接地母排（WCE）由低壓配電專業(yè)提供；③強(qiáng)電接地母排（PCE）至車站設(shè)備接地母排（PSCE）的電纜及設(shè)備接地母排（PSCE）由低壓配電專業(yè)提供，強(qiáng)電接地母排（PCE）還應(yīng)預(yù)留低壓柜PE排接地電纜的接線位置。

4.2 與弱電系統(tǒng)、信號、自動售檢票、站臺門等設(shè)備系統(tǒng)的接口

低壓配電系統(tǒng)為弱電綜合設(shè)備系統(tǒng)提供的電源接口位置在電源箱的出線開關(guān)下樁頭，電源箱由低壓配電專業(yè)提供。通信、綜合監(jiān)控、門禁、BAS、AFC設(shè)備室電源由低壓配電專業(yè)統(tǒng)一向弱電綜合設(shè)備配電，再由通信專業(yè)進(jìn)行二次分配。低壓配電專業(yè)負(fù)責(zé)通信區(qū)間弱電支架接地扁鋼引入車站W(wǎng)CE排的接地電纜。

4.3 與綜合監(jiān)控(FAS/BAS)專業(yè)接口

（1）BAS專業(yè)電源由弱電綜合UPS設(shè)備供電。

（2）BAS專業(yè)在BAS柜為環(huán)控電控柜PLC提供一路UPS電源。

（3）BAS專業(yè)與環(huán)控電控柜的通信接口在環(huán)控電控柜的PLC通信接口上，由BAS專業(yè)負(fù)責(zé)兩個專業(yè)間的通信線。

（4）所有BAS模塊箱、FAS模塊箱與低壓配電專業(yè)配電箱之間的控制電纜均由BAS、FAS專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計及安裝。

（5）消防電源監(jiān)控系統(tǒng)與綜合監(jiān)控（FAS）專業(yè)的接口在消防電源監(jiān)控主機(jī)上，消防電源監(jiān)控系統(tǒng)廠家負(fù)責(zé)提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口類型和協(xié)議，綜合監(jiān)控（FAS）專業(yè)負(fù)責(zé)兩個專業(yè)間通信線的實施。

4.4 與自動扶梯、電梯的接口

（1）與自動扶梯的接口在扶梯電控箱的電源進(jìn)線端，由低壓配電專業(yè)從出入口切換箱、公共區(qū)扶梯切換箱敷設(shè)電纜至自動扶梯的電源進(jìn)線處附近，并按扶梯專業(yè)的要求預(yù)留一定長度的電纜，由扶梯專業(yè)完成電纜與設(shè)備的連接。

（2）與電梯的接口在電梯電控箱的電源進(jìn)線端，由低壓配電專業(yè)從電梯配電箱敷設(shè)電纜至電梯控制箱的電源進(jìn)線處附近，并按電梯專業(yè)的要求預(yù)留一定長度的電纜，由電梯專業(yè)完成電纜與設(shè)備的連接；所有電梯均需要設(shè)置配電箱。

4.5 與通風(fēng)空調(diào)設(shè)備的接口

多聯(lián)機(jī)室外機(jī)接口在多聯(lián)機(jī)外機(jī)配電箱出線端子，配電箱至多聯(lián)機(jī)室外機(jī)的電源由廠家自行考慮，多聯(lián)機(jī)室外機(jī)電源取自多聯(lián)機(jī)配電箱；多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)接口在多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)電源接線端子處，由低壓配電專業(yè)負(fù)責(zé)敷設(shè)電源線至多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)電源接線端子處（多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)集中控制器由動照專業(yè)配電，電源取自多聯(lián)機(jī)配電箱，多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)至就地控制器的控制線纜由多聯(lián)機(jī)廠家自行設(shè)計），并由多聯(lián)機(jī)廠家負(fù)責(zé)端接。多聯(lián)機(jī)配電箱按照二級負(fù)荷考慮并向FAS專業(yè)提出消防切非需求。

4.6 與給排水系統(tǒng)的接口

低壓配電專業(yè)與潛污泵的接口在潛污泵自帶的控制箱進(jìn)線端子,由低壓配電專業(yè)就地設(shè)置配電箱；對于出入口集水泵，與扶梯、樓梯升降機(jī)等設(shè)備共用出入口配電箱；對于風(fēng)道附近（新風(fēng)井、排風(fēng)井、活塞風(fēng)道等處）分散設(shè)置的雨水泵，設(shè)置風(fēng)亭水泵切換箱集中進(jìn)行配電，該切換箱由低壓配電專業(yè)設(shè)計，并由低壓配電專業(yè)負(fù)責(zé)切換箱至各水泵控制箱的電纜；對于出入段線、室外場段、洞口雨水泵房、區(qū)間泵房、車站主廢水泵房，由低壓配電專業(yè)就地設(shè)置雙電源配電箱（不帶電源切換裝置），并由低壓配電專業(yè)負(fù)責(zé)雙電源配電箱至水泵控制箱的電纜，此類水泵控制箱設(shè)備自帶雙電源切換裝置。

4.7 與人防專業(yè)的接口

（1）在變電所（包括降壓和跟隨變電所）低壓配電柜內(nèi)預(yù)留人防電源進(jìn)線回路。開關(guān)選用250A。在戰(zhàn)時失去正常電源的情況下，由外部引入人防電源，并切斷與人防無關(guān)的其他負(fù)荷。人防電源與正常電源互為閉鎖，人防電源和正常電源不得同時并列運行。

（2）車站風(fēng)道兩端人防風(fēng)機(jī)、人防給水泵、人防進(jìn)風(fēng)防護(hù)密閉門和排風(fēng)防護(hù)密閉門配電引自風(fēng)亭水泵切換箱，接口位置在人防風(fēng)機(jī)、水泵控制箱電源進(jìn)線端，由低壓配電專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計并敷設(shè)至人防進(jìn)風(fēng)防護(hù)密閉門和排風(fēng)防護(hù)密閉門控制箱電源進(jìn)線端并預(yù)留一定長度的電纜。至人防風(fēng)機(jī)、水泵控制箱的電纜本期不實施。

4.8 與商業(yè)設(shè)備的接口

自動售貨機(jī)和查詢機(jī)配置插座，電源引自車站小商業(yè)總配電箱；LED顯示屏不設(shè)置插座，按照LED電源線位置預(yù)留一定長度，電源引自三級負(fù)荷小動力配電箱；多媒體顯示大屏幕就近設(shè)置配電箱（與多媒體顯示大屏接口位于多媒體配電箱饋出端），電源引自廣告照明配電箱。

5 動力配電

5.1 通風(fēng)空調(diào)設(shè)備配電及控制

（1）車站及區(qū)間通風(fēng)空調(diào)設(shè)備由環(huán)控電控室集中供電和控制，每個環(huán)控電控室設(shè)有環(huán)控一級母線和環(huán)控二級母線，分別給環(huán)控一級和環(huán)控二級負(fù)荷供電，冷源系統(tǒng)由變電所三級母線供電至其配電柜。環(huán)控一級采用雙電源切換系統(tǒng)進(jìn)線。

（2）通風(fēng)空調(diào)設(shè)備采用三級控制方式：即控制中心控制,車控室控制和就地控制（環(huán)控電控室或就地控制箱控制）。監(jiān)視信號包括設(shè)備狀態(tài)信號和事故信號。與消防有關(guān)的電機(jī)過載故障只動作于信號不動作于跳閘，防煙和排煙風(fēng)機(jī)的控制設(shè)備除采用聯(lián)動控制方式外，還應(yīng)在車控室IBP盤手動直接控制。動力照明專業(yè)負(fù)責(zé)防煙和排煙風(fēng)機(jī)環(huán)控柜到IBP盤的硬線連接，電纜選型暫按WDZBNKYJYP-0.6/1kV 9x1.5設(shè)計。

5.2 水泵配電及控制

各類水泵按照負(fù)荷等級的配電要求從就近電源箱饋線至設(shè)備所在處的控制箱。

消防泵采用兩級控制方式，即就地控制、車控室控制。監(jiān)視信號包括：設(shè)備狀態(tài)信號和故障信號。

污水泵、雨水泵、廢水泵采用液位自動控制、就地手動控制、綜合監(jiān)控系統(tǒng)自動控制。設(shè)備狀態(tài)信號和故障信號在車控室顯示。

5.3 車站設(shè)備配電

通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、變電所自用電等重要負(fù)荷雙回路直接取自變電所不同的0.4kV母線，并自成系統(tǒng)供電。

5.4 區(qū)間設(shè)備配電

區(qū)間泵房內(nèi)的插座由泵房內(nèi)控制箱供電（控制箱內(nèi)設(shè)有照明及插座回路斷路器），插座回路帶漏電保護(hù)。

5.5 其它設(shè)備配電

清掃機(jī)械、生活用電等電源從降壓變電所三級負(fù)荷母線單電源供電至設(shè)備的電源箱或通過總配電箱放射式配電給設(shè)備，當(dāng)供電系統(tǒng)為非正常運行方式時，將其切除。

6 接地及安全

（1）車站接地系統(tǒng)采用TN-S接地保護(hù)系統(tǒng)。插座回路設(shè)漏電斷路器保護(hù)。

（2）車站設(shè)強(qiáng)弱電共用綜合接地網(wǎng)，由供電系統(tǒng)提供。接地電阻≤0.5歐姆，當(dāng)土壤電阻率較高時，接地電阻可適當(dāng)放寬，但應(yīng)滿足弱電系統(tǒng)的接地要求在弱電接地端子排上（接地電阻不大于1歐姆），同時滿足接觸電壓和跨步電壓的要求。變壓器中性點直接接地。

（3）在通信設(shè)備室、民用通信設(shè)備室、公安通信設(shè)備室、信號設(shè)備室、AFC設(shè)備室、站臺門控制室、環(huán)控電控室、綜合監(jiān)控設(shè)備室、氣瓶室、車控室均設(shè)有弱電接地端子箱，接地端子排箱的位置原則上根據(jù)各系統(tǒng)要求設(shè)置。有架空地板的房間弱電接地端子箱采用接地母排的形式，接地母排在架空地板下安裝，安裝高度距地0.2m，沒有架空地板的房間內(nèi)弱電接地端子箱采用嵌墻安裝，安裝高度底邊距地面0.3m，注意進(jìn)出電纜埋管。

（4）FAS金屬護(hù)管、進(jìn)出車站的給排水管道、通往地鐵的外圍金屬管道的接地電纜連接至金屬管線接地母排PSCE。區(qū)間的弱電電纜支架連接至弱電接地母排WCE。

（5）站內(nèi)金屬門、防靜電地板支架、吊頂龍骨、廣告燈箱外殼等金屬構(gòu)件的接地做如下要求：在車站站廳層、設(shè)備層（如有）及站臺層四周設(shè)置主接地扁鋼（40*4），車站內(nèi)各金屬構(gòu)件通過接地線或扁鋼（40*4）與主接地扁鋼連接，其中設(shè)備房內(nèi)的相關(guān)金屬構(gòu)件（含金屬門框）就近連接至設(shè)備房內(nèi)的主接地扁鋼或者接地端子箱，其他房間金屬門框接地就近接至設(shè)備區(qū)走廊接地干線。

7 電纜選擇及敷設(shè)

（1）地下站所有動力配電電纜均選用阻燃、低煙、無鹵型電纜，阻燃等級不低于B類（WDZB-YJY-0.6/1kV）；火災(zāi)狀態(tài)仍需運行的設(shè)備所用電纜選用低煙無鹵耐火阻燃型（WDZBNYJY-0.6/1kV）；直埋敷設(shè)的電纜選用鎧裝電纜；重要信號的控制電纜采用金屬屏蔽電纜（WDZBN-KYJYP-0.6/1kV。導(dǎo)線選用WDZBN-BYJ-450/750V 與WDZB-BYJ-450/750V。地下區(qū)間電纜選用阻燃、低煙、無鹵型電纜，阻燃等級不低于A類（WDZA-YJY-0.6/1kV）；火災(zāi)狀態(tài)仍需運行的設(shè)備所用電纜選用低煙無鹵耐火阻燃型（WDZAN-YJY-0.6/1kV）。

（2）電纜一般采用橋架、線槽、支架、穿管等方式敷設(shè)。配電干線電纜沿電纜橋架、支架敷設(shè)，主要敷設(shè)在電纜豎井、站臺板下及吊頂內(nèi)。吊頂內(nèi)采用鋼制槽盒式電纜橋架，電纜井內(nèi)采用鋼制槽盒式電纜橋架。電纜在橋架或線槽外采用鋼管保護(hù)（出入口的動力設(shè)備除外）。穿越公共區(qū)時在裝修層內(nèi)的橋架或支架敷設(shè)，與裝修相協(xié)調(diào)。

8 結(jié)語

地鐵動力系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容瑣碎，需要配電的設(shè)備點多面廣，且分散在車站的各個角落，所以需要加強(qiáng)與土建、裝修及相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)的配合。在設(shè)計過程中要注重細(xì)節(jié)設(shè)計，做到相互統(tǒng)一、協(xié)調(diào)一致。減少施工過程中的重復(fù)、返工、接口不對應(yīng)等因素，有利于工程的順利進(jìn)展[2]。