淺談地鐵車站動(dòng)力照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

劉恒

摘 要：本文簡(jiǎn)單介紹了地鐵照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍和內(nèi)容，包含一級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷，分析了動(dòng)力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和動(dòng)力配電設(shè)計(jì)原則，應(yīng)遵循壓降控制指標(biāo)原則，電力設(shè)備的供電方式應(yīng)主要是放射狀，闡述了照明種類和照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要由普通照明和應(yīng)急照明組成，而為了完成正常的供電，車站應(yīng)配備電池室，照明系統(tǒng)的電源應(yīng)具備將自動(dòng)切換為應(yīng)急照明線路電池電源的功能。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力照明系統(tǒng);地鐵車站;設(shè)計(jì)

地鐵因其作為一種交通量大，速度快，安全，準(zhǔn)時(shí)，環(huán)保，節(jié)能和土地利用的運(yùn)輸方式，受到各國(guó)的青睞。電力和照明系統(tǒng)是地鐵機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)展迅速。本文根據(jù)分析了我國(guó)地鐵的現(xiàn)狀，討論了地鐵設(shè)計(jì)原則，系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)等，希望能夠從他人那里汲取有價(jià)值的想法，并為地鐵設(shè)計(jì)提供幫助。

1.設(shè)計(jì)范圍和內(nèi)容

地鐵照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：電站電力及照明設(shè)備的配電與控制設(shè)計(jì);電力照明設(shè)備選型及安裝設(shè)計(jì);電纜（線）的選擇和敷設(shè);防雷接地和安全設(shè)計(jì)。根據(jù)2013年版地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行相關(guān)學(xué)科的接口協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，地照明系統(tǒng)是車站及其附近半部范圍內(nèi)的電力照明設(shè)備的配電。依據(jù)地鐵地面站的用途和重要性，以車站400V開(kāi)關(guān)柜的出線端子為接口，將機(jī)電設(shè)備的電氣負(fù)載和地鐵地面照明分為三個(gè)等級(jí)。

一級(jí)負(fù)荷包括特別重要的Fas，BAS，通信，信號(hào)，變電站運(yùn)行電源，應(yīng)急照明，以及消防系統(tǒng)設(shè)備等等。二級(jí)負(fù)荷包括高架車站公共區(qū)域的一般照明和分區(qū)照明，VRV系統(tǒng)，設(shè)備區(qū)域和管理區(qū)域的照明，排污泵，通用風(fēng)扇及相關(guān)閥門(mén)，電梯，非疏散自動(dòng)扶梯等。一級(jí)負(fù)荷從降壓變電站的兩個(gè)母線饋入一條專用電源線，兩個(gè)電源在開(kāi)關(guān)盒中自動(dòng)切換，這樣可以實(shí)現(xiàn)在負(fù)載末端向電源開(kāi)關(guān)箱供電，從而實(shí)現(xiàn)不間斷電源。當(dāng)一臺(tái)變壓器失靈時(shí)，二級(jí)負(fù)荷配電從0.4kV降壓變電站的一次和二次負(fù)荷母線到終端設(shè)備配電箱或設(shè)備，這樣0.4kV降壓變電站的母線開(kāi)關(guān)將自動(dòng)閉合，而另一臺(tái)變壓器將為失靈的變壓器提供次級(jí)負(fù)荷。[1]

三級(jí)負(fù)荷包含廣告照明，電熱水器，備用空調(diào)等。當(dāng)電源系統(tǒng)處于異常運(yùn)行模式時(shí)，三級(jí)負(fù)荷從0.4kV降壓變電站的三級(jí)負(fù)荷母線到終端設(shè)備的配電箱或設(shè)備，將自動(dòng)切斷三級(jí)負(fù)荷。

2.動(dòng)力照明系統(tǒng)的配電設(shè)計(jì)

2.1動(dòng)力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則

（1）壓降控制指標(biāo)原則

在保證機(jī)械要求的前提下，當(dāng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)啟時(shí)，在正常運(yùn)行時(shí)，其端子電壓會(huì)引起配電中的電壓波動(dòng)，該電壓應(yīng)滿足電壓要求，且大于額定電壓的90%，特別是交流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，配電母線的電壓也應(yīng)滿足相應(yīng)的要求，但不會(huì)對(duì)其他設(shè)備的工作造成干擾。

（2）電力設(shè)備的供電方式主要是放射狀

地鐵站的消防配電分配是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，對(duì)于電氣設(shè)備之間的自配電電壓裝置的低壓配電不得超過(guò)三個(gè)等級(jí)。當(dāng)電力負(fù)荷和照明負(fù)荷位于自變電站的低壓出線時(shí)，將開(kāi)始分離配電，使用PC級(jí)雙電源切換設(shè)備來(lái)完成雙電源端子切換。其次，應(yīng)分別設(shè)置雙電源開(kāi)關(guān)設(shè)備上的兩個(gè)電源，并且兩個(gè)電源應(yīng)在同一配電箱中完成，以此來(lái)維護(hù)雙電源開(kāi)關(guān)設(shè)備的負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)。

2.2動(dòng)力配電設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行動(dòng)力配電設(shè)計(jì)時(shí)，主要根據(jù)以下三點(diǎn)：

（1）相鄰站點(diǎn)的變電站用作分段功率提供功率，隧道中心是相應(yīng)的里程碑。在間隔電源啟動(dòng)期間，主要是直接啟動(dòng)模式。對(duì)于某些不滿足直接啟動(dòng)要求的設(shè)備，除了漏電保護(hù)外，必須將工業(yè)連接器置于內(nèi)部。而對(duì)于廢水泵，防洪閘門(mén)等重要的一流負(fù)荷設(shè)備，為確保其正常運(yùn)行，應(yīng)在100m處設(shè)置相應(yīng)的維修電源箱。

（2）一次負(fù)荷設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，主要采用降壓變電站兩端低壓母線的徑向供電，在設(shè)備附近使用雙電源開(kāi)關(guān)箱完成徑向工作，為站內(nèi)主系統(tǒng)設(shè)備的每條低壓母線制作一條母線。

環(huán)境控制設(shè)備的集中控制和局部控制是配電的重要原則。在集中控制和局部控制過(guò)程中，也可以使用相應(yīng)的系統(tǒng)控制來(lái)加強(qiáng)。Fas系統(tǒng)主要表現(xiàn)在集中控制和監(jiān)控，還實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)自動(dòng)扶梯和垂直電梯的局部控制。BAS系統(tǒng)主要控制列車控制室和控制中心，還可以監(jiān)視水泵的工作狀態(tài)和水位信號(hào)。這樣說(shuō)來(lái)，配電柜中提供的Fas / BAS監(jiān)視接口，可以進(jìn)行本地手動(dòng)控制和液位，還可用于監(jiān)視水泵的工作狀態(tài)。[2]

3.照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1照明種類

在公共區(qū)域設(shè)計(jì)工作照明和節(jié)能照明時(shí)，應(yīng)采用1：1的比例。根據(jù)用途，地鐵照明燈可分為工作照明，節(jié)能照明，應(yīng)急照明和廣告照明等。其中，廣告照明雖不是地鐵照明的主要照明工具，它只占了公共區(qū)域的一小部分，但它起著重要的作用。

3.2照明配電設(shè)計(jì)

站臺(tái)層和站廳層的照明主要由普通照明和應(yīng)急照明組成。站臺(tái)和站廳各區(qū)域的照明主要由兩種電源交叉分配。根據(jù)地鐵照明設(shè)計(jì)規(guī)范，可以將40W熒光燈用作平臺(tái)和大廳照明的主要照明燈具。由于機(jī)房可以由單獨(dú)的電路供電，為節(jié)省照明功率，營(yíng)運(yùn)高峰期后，部分支路可以停車。其次，當(dāng)?shù)罔F站處于高架位置時(shí)，日照可以通過(guò)日光的亮度來(lái)滿足，這樣應(yīng)關(guān)閉白天模式下的大多數(shù)光源，而在晚上應(yīng)將它們打開(kāi)。因此，采用白天模式和夜間模式等多模式控制來(lái)實(shí)現(xiàn)照明設(shè)計(jì)，這樣可以達(dá)到地鐵站的節(jié)能降耗要求。[3]

最后，在正常運(yùn)行中，車站照明系統(tǒng)的電源主要由兩種220V交流電源供電。根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范，為了確保在地鐵站發(fā)生故障時(shí)能夠安全順利地疏散乘客，為了完成正常的供電，車站應(yīng)配備電池室。但是，如果兩種供電方式均無(wú)法正常工作的情況下，那么照明系統(tǒng)的電源將自動(dòng)切換為應(yīng)急照明線路的電池電源。

參考文獻(xiàn)：

[1]文波，地鐵車站照明設(shè)計(jì)及創(chuàng)新[J]，都市快軌交通，2012，（01）：102-103.

[2]馬文，尹利明，穆廣友，地鐵車站動(dòng)力系統(tǒng)能耗分析與節(jié)能對(duì)策[J]，上海軌道交通維護(hù)保障中心車輛分公司，2010，3（4）：44-50.

[3]郭建新，地鐵車站動(dòng)力及照明技術(shù)研究[J]，城市建設(shè)理論研究（電子版），2013年.