城市軌道交通機電工程節(jié)能管理策略研究

王磊

云南省昆明軌道交通運營有限公司 云南昆明 650000

1 城市地鐵系統(tǒng)中機電設(shè)備系統(tǒng)的分類

1.1 低壓供電系統(tǒng)

低壓供電系統(tǒng)的主要工作是為地鐵站和地鐵隧道提供電能。低壓供電系統(tǒng)的兩大組成系統(tǒng)為配電系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。配電系統(tǒng)是一個大型的配電網(wǎng)絡(luò)，以配電箱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，電氣線路為網(wǎng)絡(luò)通路，低壓電器設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)終端，配電系統(tǒng)承擔(dān)整個地鐵系統(tǒng)的供配電；照明系統(tǒng)和配電系統(tǒng)相似，但網(wǎng)絡(luò)終端為燈具，負責(zé)為地鐵系統(tǒng)提供光照。

1.2 環(huán)境控制系統(tǒng)

環(huán)境控制系統(tǒng)的主要負責(zé)地鐵線路（包括地鐵站和地鐵隧道）與外界新鮮空氣的實時氣體交換，排出車站的廢氣，并適當(dāng)控制空氣流量，保證地鐵運行系統(tǒng)內(nèi)充足的新鮮空氣。正常運營的環(huán)境控制系統(tǒng)能保證地鐵內(nèi)人員處于安全、衛(wèi)生、舒適的氣體環(huán)境下，并根據(jù)不同設(shè)備的技術(shù)和功能要求，為地鐵系統(tǒng)的各類設(shè)備和人員提供適宜的溫濕度條件。當(dāng)?shù)罔F發(fā)生阻塞時，環(huán)境控制系統(tǒng)能為阻塞區(qū)段提供新鮮空氣，并保證列車空調(diào)的正常運行；當(dāng)?shù)罔F發(fā)生火災(zāi)時，環(huán)境控制系統(tǒng)能控制濃煙和熱浪的擴散方向，為乘客和救援人員打造一條安全的通路。

1.3 給排水系統(tǒng)

地鐵系統(tǒng)的給排水系統(tǒng)由排水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)和水消防系統(tǒng)三大組成系統(tǒng)組成。排水系統(tǒng)的主要機電設(shè)備為潛污泵及其控制設(shè)備、配電設(shè)備等，其工作內(nèi)容為集中車站的生活污水、雨水后將其排入下水道；給水系統(tǒng)主要由各類管道和閥門等機械結(jié)構(gòu)組成，車站的維修和車站人員的日常用水即由其供給。水消防系統(tǒng)與給水系統(tǒng)類似，但組成更為復(fù)雜，包括了消防泵和消火栓等機電設(shè)備，要確保消防泵和消火栓的報警系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時能完美工作[1]。

2 城市軌道交通機電工程技術(shù)型節(jié)能

（1）電能質(zhì)量分析。電能質(zhì)量管理系統(tǒng)可以實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，由電量數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量數(shù)據(jù)組成。其中，電量數(shù)據(jù)包括電壓、電流、頻率以及功率等。電能質(zhì)量數(shù)據(jù)包括電壓偏差、波動、閃動及諧波等。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，得到電能質(zhì)量的各項指標(biāo)。系統(tǒng)分析模塊結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

圖1 系統(tǒng)分析模塊結(jié)構(gòu)圖

通過對系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進行分析，可以得到電能質(zhì)量的分析結(jié)果，監(jiān)控各項指標(biāo)是否在允許范圍內(nèi)。城市軌道交通系統(tǒng)是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)，其組成的設(shè)備種類較多，耗能系統(tǒng)通過電能質(zhì)量分析，可以將耗能設(shè)備分為列車運行耗能以及車站設(shè)備耗能。

（2）智能低壓配電系統(tǒng)。近些年，隨著智能低壓配電技術(shù)不斷進步，克服了傳統(tǒng)配電網(wǎng)許多不足之處，譬如，能做到電氣設(shè)備智能化控制，且逐漸應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域中，實踐效果非常顯著。對于城市軌道交通系統(tǒng)而言，智能低壓配電系統(tǒng)可提高城市軌道交通的安全性與穩(wěn)定性，進一步減少能耗。這種配電系統(tǒng)功能完善，運行可靠，易于現(xiàn)場接線，能滿足數(shù)據(jù)實時上傳需求，后臺方便獲取運行數(shù)據(jù)，各項操作更加直觀、高效。依托城市軌道交通監(jiān)測系統(tǒng)，可實時掌握配電系統(tǒng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題。

（3）照明系統(tǒng)節(jié)能。根據(jù)城市軌道交通系統(tǒng)能耗情況可知，照明系統(tǒng)占有一定比重，通過照明供電線路科學(xué)規(guī)劃、選擇良好的節(jié)能照明燈具、改進照明系統(tǒng)等，均能降低照明系統(tǒng)能耗，促使其性能得到全面提升[2]。①選用節(jié)能燈具。結(jié)合實際情況考慮，這類照明系統(tǒng)包含車輛行車以及公共區(qū)域照明。由于金屬鹵化物可有效利用電力資源，故而適用于前者。但后者必須滿足日常業(yè)務(wù)需求，給乘客帶來良好乘車體驗，因此，要科學(xué)設(shè)計照明密度，同時，考慮布置節(jié)能環(huán)保 LED 燈。②優(yōu)化照明系統(tǒng)。從節(jié)能角度分析，一方面要求選擇節(jié)能燈具，另一方面必須優(yōu)化照明系統(tǒng)。按照站內(nèi)人流量與時間段采取對應(yīng)照明模式（也就是正常運行、節(jié)能降耗以及實時控制），合理調(diào)控?zé)艟邤?shù)量與亮度。

（4）調(diào)查機電設(shè)備的具體情況。為了能夠更好、更準(zhǔn)確地預(yù)防地鐵機電設(shè)備發(fā)生故障，機電設(shè)備的維修管理人員有必要加大日常檢查和日常維護力度，堅持預(yù)防為主的原則，建立機電設(shè)備健康狀況監(jiān)控系統(tǒng)和機電設(shè)備維護管理系統(tǒng)，將設(shè)備的運行數(shù)據(jù)實時監(jiān)控并記錄，及時檢查設(shè)備維護信息和健康狀況。通過專業(yè)人員、綜合調(diào)度、充足的備件使設(shè)備能得到及時的維護，提高設(shè)備維護的效率并降低維護的成本。

（5）建立科學(xué)合理的監(jiān)督管理體系。一個合理且被認真執(zhí)行的體制是地鐵系統(tǒng)機電設(shè)備維護管理工作的根本。建立一個科學(xué)合理、能被實際維修人員接受的監(jiān)督管理體系要求機電設(shè)備的管理人員對技術(shù)和設(shè)備的了解程度較高，并在充分了解機電設(shè)備維護的技術(shù)和設(shè)備原理上建立規(guī)范的管理體系，而不是以個人經(jīng)驗或直覺為管理標(biāo)準(zhǔn)。維護管理部門應(yīng)完善技術(shù)監(jiān)督制度，確定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程等，更科學(xué)地更換和維護地鐵機電設(shè)備，使其性能得到最佳利用[3]。

（6）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能。該系統(tǒng)可實現(xiàn)列車內(nèi)溫濕度與空氣質(zhì)量調(diào)控，從現(xiàn)有技術(shù)水平來看，能選擇全新變頻技術(shù)來實現(xiàn)，充分考慮車內(nèi)乘客人數(shù)或高峰時段，合理調(diào)控溫濕度，用最低能耗創(chuàng)造最舒適乘車體驗。在現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)上持續(xù)改進，能找到節(jié)能環(huán)保更理想的設(shè)備或技術(shù)，一方面節(jié)省投資費用，另一方面可給城市軌道交通系統(tǒng)發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)，意義重大。

3 結(jié)語

從城市軌道交通機電工程技術(shù)型、創(chuàng)新型、管理型節(jié)能 3個方面，通過原有節(jié)能技術(shù)改進、節(jié)能新技術(shù)的引入、節(jié)能管理策略的介紹，制定供電系統(tǒng)節(jié)能策略，為建設(shè)經(jīng)營者提供全面、整體的城市軌道交通機電工程節(jié)能參考，為城市軌道交通機電工程節(jié)能效果全面優(yōu)化提升提供支持。