地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化分析

劉 勇

(西安市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，陜西 西安 710016)

0 引言

地鐵已成為當(dāng)今城市中的重要組成部分，為人們的工作以及生活帶來(lái)很大便利。在地鐵的設(shè)計(jì)與建設(shè)過(guò)程中，低壓配電系統(tǒng)能夠?yàn)榈蛪贺?fù)荷提供充足電能，確保地鐵能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是，在實(shí)際低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于運(yùn)行工況較為復(fù)雜，地鐵內(nèi)部與服務(wù)性設(shè)備較多，為設(shè)計(jì)工作的展開帶來(lái)很大難度。為確保地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，工作人員應(yīng)加大對(duì)設(shè)計(jì)的重視程度，發(fā)揮自身專業(yè)特長(zhǎng)，為地鐵的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下基礎(chǔ)。

1 地鐵低壓配電系統(tǒng)概述

因地鐵低壓配電系統(tǒng)接觸的電壓相對(duì)較高，為促使地鐵的用電需求能夠得到滿足，需要將其轉(zhuǎn)化為380 V/220 V，這樣可以在一定程度上降低電力負(fù)荷，為其他設(shè)備的運(yùn)行提供充足動(dòng)力，還可確保地鐵中照明系統(tǒng)的正常運(yùn)作。通常情況下，如果結(jié)合電力重要性等級(jí)，劃分地鐵系統(tǒng)負(fù)荷，會(huì)將其分為3個(gè)等級(jí)[1]。①一級(jí)負(fù)荷，一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性與供電安全性有著較高的要求，為保供電服務(wù)質(zhì)量，要同時(shí)具備2個(gè)電源裝置與供電線路，同時(shí)要配備相應(yīng)的應(yīng)急電源。②二級(jí)負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷在整個(gè)地鐵的供電系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用。二級(jí)負(fù)荷與一級(jí)負(fù)荷之間存在一定的一致性，那就是都需要雙電源確保供電服務(wù)。二級(jí)負(fù)荷的輸電線路可以是單回路，通常會(huì)將其連接到電梯系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)以及自動(dòng)扶梯系統(tǒng)當(dāng)中。③三級(jí)負(fù)荷，三級(jí)負(fù)荷相較于一級(jí)負(fù)荷與二級(jí)負(fù)荷而言，重要性相對(duì)較低。在展開地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，對(duì)于不同負(fù)荷的實(shí)際情況與實(shí)際需求要有正確認(rèn)識(shí)，這樣才能更好應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。

2 地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

2.1 動(dòng)力配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，要繼續(xù)做好動(dòng)力配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

1)明確地鐵動(dòng)力設(shè)備的復(fù)雜性特點(diǎn)。地鐵動(dòng)力設(shè)備包含許多不同內(nèi)容，如電機(jī)、風(fēng)機(jī)以及水泵等，不是簡(jiǎn)單的幾個(gè)水泵或者電梯[2]，而是由不同的系統(tǒng)構(gòu)成，例如空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等。地鐵動(dòng)力配電系統(tǒng)控制，也是一項(xiàng)復(fù)雜的控制工作，如遠(yuǎn)方控制、就地控制、BAS系統(tǒng)自動(dòng)控制等。此外，還要對(duì)水泵、風(fēng)機(jī)等展開控制工作。

2)明確動(dòng)力配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。地鐵動(dòng)力配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，要從降壓變電到各個(gè)動(dòng)力用電設(shè)備。在供電配電方式的設(shè)計(jì)中，可以采取放射式供電方式，并將其作為主要方式，而樹干式供電方式作為輔助方式。如果電力設(shè)備比較重要或者容量較大，那么可以采取放射式供電方式。檢修電源二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷，更加適合使用樹干式供電方式。在供電方式的選擇中，要始終遵循這一原則，這樣才能在最大程度上將故障問(wèn)題控制在合理范圍內(nèi)，使得供電系統(tǒng)的運(yùn)行得到保障。

2.2 照明配電設(shè)計(jì)

1)明確照明分類與設(shè)置。照明類型分為一般照明、應(yīng)急照明以及廣告照明等。一般照明、應(yīng)急照明以及廣告照明通常會(huì)將其設(shè)置在地鐵站臺(tái)層公共區(qū)域或出入口通道處位置。對(duì)于關(guān)鍵性區(qū)域，比如2個(gè)一般照明總箱、1臺(tái)廣告照明箱與應(yīng)急照明箱。車站公共區(qū)照明為更好地實(shí)現(xiàn)交叉供電，往往會(huì)采取雙電源分組供電方式。當(dāng)其中的1個(gè)電源母線出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，也能夠保證現(xiàn)場(chǎng)照明，避免全部失去照明的情況產(chǎn)生。車站設(shè)備照明與管理用房照明，要保證與公共區(qū)域照明的相對(duì)獨(dú)立，防止電源發(fā)生故障后，對(duì)彼此造成影響。

2)選用燈具并明確照明質(zhì)量。照明光源技術(shù)指標(biāo)包含許多不同內(nèi)容，如光源的壽命、光效以及顯色性等。地鐵照明相較于其他照明而言存在一定的特殊性，如照明時(shí)間較長(zhǎng)、被照面積較大、光度標(biāo)準(zhǔn)較高、節(jié)能需求較強(qiáng)等不同特點(diǎn)。

2.3 低壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)

低壓開關(guān)柜是地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要組成部分，因此，低壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)需要相關(guān)工作人員能夠給予更多關(guān)注與重視[3]。

1)低壓開關(guān)柜的外殼以及隔板要使用特平鋼板制作，其厚度要超過(guò)2 mm，并將其架設(shè)在穩(wěn)定性較強(qiáng)的柜架上。柜架的骨架要保證與螺栓相互連接，必須配備加固角架、回轉(zhuǎn)邊緣等。

2)在低壓開關(guān)柜的隔板設(shè)置期間，要按照型式4b的方式，不同單元的進(jìn)線開關(guān)裝置、饋線開關(guān)裝置以及其他功能單元等，都需要采取橫向抽屜式方式。在此期間，可以將個(gè)別開關(guān)裝置以及功能單元進(jìn)行完全抽離。這樣才能保證在基本正常操作的情況下，對(duì)其中的任意一條線路進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，都不會(huì)對(duì)其他開關(guān)柜產(chǎn)生影響。

3)抽屜式單元要配置相應(yīng)的機(jī)械聯(lián)鎖與測(cè)試裝置，并保證自身功能的完善性。比如除進(jìn)線開關(guān)裝置、饋線開關(guān)裝置出現(xiàn)分閘現(xiàn)象或者跳閘現(xiàn)象，否則單元的門或者蓋不可以被打開。在抽出單元后，進(jìn)線開關(guān)裝置與饋線開關(guān)裝置的閉合位置處，不可以在其中插入開關(guān)柜。進(jìn)線開關(guān)裝置以及饋線開關(guān)裝置不可以進(jìn)行合閘，除非該裝置已經(jīng)完善抽出或者插入。

2.4 變頻柜設(shè)計(jì)

在地鐵的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，變頻器設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言具有重要作用。變頻器的主電路是交-直-交原理，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作的展開，要注意以下2點(diǎn)問(wèn)題。

1)無(wú)源濾波實(shí)質(zhì)上就是電抗器的安裝，提升變頻器供電電源阻抗，通過(guò)從外部的形式。在變頻器的交流側(cè)安裝電抗器或者在直流側(cè)安裝電抗器，可以在很大程度上對(duì)諧波電流進(jìn)行抑制。在對(duì)電抗器的合理應(yīng)用之后，諧波畸變情況大大減少。雖然可以在一定程度上起到作用，但是，因?yàn)闊o(wú)源濾波更加適用于諧波含量固定的特定系統(tǒng)中，因此，其使用有著一定條件。在此背景下，對(duì)于無(wú)源濾波的設(shè)置要結(jié)合實(shí)際情況，這樣才能將其作用與價(jià)值充分發(fā)揮。

2)在對(duì)諧波的抑制中，還可以采取有源電力濾波器的方式，有源電力濾波器會(huì)通過(guò)串聯(lián)的方式或者并聯(lián)的方式設(shè)置在電路中，從而及時(shí)對(duì)補(bǔ)償對(duì)象中的諧波電流情況進(jìn)行檢測(cè)。有源電力濾波器還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不斷變化的頻率、幅值展開跟蹤補(bǔ)償，并且有源電力濾波器自身的特性并不會(huì)受到系統(tǒng)的制約與影響，不會(huì)出現(xiàn)無(wú)諧波放大風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。變頻器自身具備較強(qiáng)的方便性與節(jié)能效果，同時(shí)也因?yàn)樽冾l器自身結(jié)構(gòu)問(wèn)題，在使用過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)諧波情況。有源電力濾波器功能更加強(qiáng)大，諧波消除效果更加明顯，但是其造價(jià)較高，因此，適用于諧波補(bǔ)償中。

3 結(jié)語(yǔ)

為使得地鐵的安全穩(wěn)定運(yùn)行得到保障，對(duì)于地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，需要相關(guān)工作人員能夠給予更多關(guān)注與重視。結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的不同環(huán)節(jié)與內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化與完善。確保地鐵運(yùn)行質(zhì)量與運(yùn)行效率，為人們的日常出行與工作提供更多便利與保障。