地鐵車站主要電氣設(shè)備房間設(shè)計要點分析

摘 要：電氣設(shè)備房間是承載地鐵安全運行的關(guān)鍵電力設(shè)施，包括變壓器、高低壓配電柜、供電線纜及其他輔助設(shè)施。從供電可靠性、運營維護(hù)便捷性和工程投資經(jīng)濟(jì)性等3個主要方面進(jìn)行比對分析，確定出最優(yōu)的電氣設(shè)備房間布置，旨在提高電氣系統(tǒng)的可靠性和安全性。研究結(jié)果表明，布置合理的電氣設(shè)備房間不僅能降低能耗，保障地鐵的安全與可靠運行，還直接影響到地鐵車站的營運效率和乘客的乘車體驗。

關(guān)鍵詞：地鐵車站; 變電所; 環(huán)控室; 設(shè)置

中圖分類號： TU855

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B

文章編號： 1674-8417（2024）11-0033-06

DOI：10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.11.007

0 引 言

在城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計與規(guī)劃中，地鐵車站主要電氣設(shè)備房間的設(shè)計是確保運營效率與乘客安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文以某城市地鐵車站為例，通過對車站站內(nèi)變電所的合理布置分析，及所內(nèi)用電設(shè)備合理的供配電進(jìn)行研究，提出了四個可行性方案，以科學(xué)的方法對方案進(jìn)行全面剖析和對比，尋找出問題的關(guān)鍵點，并著力解決問題，達(dá)到完善方案、優(yōu)化方案的目的，提升了工程設(shè)計的品質(zhì)，逐步形成一套完善的設(shè)計思路，可為后續(xù)工程的設(shè)計與優(yōu)化提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。

1 項目概況

某地軌道交通B1線一期工程線路全長約23.5 km（CK1+846～CK25+350），均為地下線，共設(shè)站16座（地下站15座，半地下站1座），A站為B1線與B3線換乘站。A站位于兩條路交叉口十字步行街下方，為地下2層廳臺同層側(cè)式車站，車站總建筑面積為24 696.3 m2，車站底板埋深18.35 m，中心里程處覆土厚度為3 m，車站總長度為508 m，標(biāo)準(zhǔn)段總寬度為30 m，主要電氣設(shè)備房間為車站降壓變電所、跟隨變電所、環(huán)控電控室、照明配電室等。

2 初步設(shè)計方案

針對A站車站型式及其他用電設(shè)備房間的設(shè)置情況，對主要電氣設(shè)備房間的合理布置，以及用電設(shè)備合理的供配電進(jìn)行研究，提出4個設(shè)計方案。

方案一（車站降壓變電所+2個環(huán)控電控室）如圖1所示。

方案二（車站降壓變電所+4個環(huán)控電控室）如圖2所示。

方案三（車站降壓變電所+跟隨變電所+2個環(huán)控電控室）如圖3所示。

方案四（車站降壓變電所+跟隨變電所+4個環(huán)控電控室）如圖4所示。

3 方案對比

從供電質(zhì)量穩(wěn)定可靠性、運營維護(hù)簡單便捷性和工程投資經(jīng)濟(jì)合理性等方面對以上4個方案進(jìn)行比對分析。

3.1 供電質(zhì)量穩(wěn)定可靠性

以車站右端B出入口自動扶梯負(fù)荷（80 kW）為例，按照下式（1）［1］所示計算電壓降：

ΔU%=Δua%×Il（1）

式中： Δua%——電壓降百分?jǐn)?shù);

I——計算電流;

l——供電距離。

電壓降計算結(jié)果如表1所示。通過計算驗證：當(dāng)僅在車站左端設(shè)置降壓變電所時，由于供電距離過長，導(dǎo)致電壓損失明顯，不滿足相關(guān)規(guī)范要求［2］。因此，在車站右端設(shè)置跟隨變電所，為車站右端的用電負(fù)荷統(tǒng)一進(jìn)行配電，這樣做一方面大大縮短了供電距離，電壓損失控制在要求范圍，另一方面降低了后期的運營維護(hù)安裝成本［3］。因此，就運營維護(hù)簡單便捷性和工程投資經(jīng)濟(jì)合理性兩方面僅對方案三和方案四進(jìn)行對比分析。

3.2 運營維護(hù)簡單便捷性

方案三和方案四主要電氣設(shè)備房間統(tǒng)計表如表2所示。

由表2可見，在車站左右兩端、上下行兩側(cè)分別設(shè)置環(huán)控電控室時，增加了運營維護(hù)工作量［4］。推薦方案三為A站設(shè)置主要電氣設(shè)備房間的依據(jù)。

3.3 工程投資經(jīng)濟(jì)合理性

方案三和方案四工程投資表如表3所示。

由表3可見，方案三的工程投資相較方案四更經(jīng)濟(jì)合理，故推薦方案三為A站設(shè)置主要電氣設(shè)備房間的依據(jù)。

3.4 方案對比結(jié)果

通過上述綜合計算驗證、分析比較，最終確定出適用于本站的最優(yōu)的電氣設(shè)備房間布置，即方案三：在車站左端設(shè)置降壓變電所;在車站右端設(shè)置跟隨變電所;在車站左端上行線側(cè)和車站右端下行線側(cè)靠近環(huán)控機(jī)房處分別設(shè)置環(huán)控電控室，車站左端下行線側(cè)和右端上行線側(cè)環(huán)控機(jī)房的風(fēng)機(jī)設(shè)備通過過軌電纜通道，由環(huán)控電控室統(tǒng)一配電控制［5］。

3.5 設(shè)計效果

該設(shè)計運用了全面質(zhì)量管理的理論和方法，實現(xiàn)了設(shè)計目標(biāo)，合理有效地布置了車站的變電所。車站A端變電所平面布置圖如圖5所示。車站B端變電所平面布置圖如圖6所示。

4 結(jié) 語

通過對設(shè)計方案不斷地深化和優(yōu)化，使設(shè)計方案更為合理、安全，提升了設(shè)計人員地鐵設(shè)計方面的創(chuàng)新能力和技術(shù)水平。同時，實施全面質(zhì)量管理的理論和方法，形成了一套完整的設(shè)計思路和流程。該車站的運營狀態(tài)評價還需要在實際運營后進(jìn)一步通過實踐檢驗。

［1］ 劉屏周，卞凱生，任元會，等.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊［M］.四版.北京：中國電力出版社，2016.

［2］ 馮亮.關(guān)于鐵路消防電氣設(shè)計有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的探討［J］.智能建筑電氣技術(shù)，2013（3）：43-45.

［3］ 徐云鶴.大型地鐵地下空間電氣設(shè)計［J］.現(xiàn)代建筑電氣，2014（S1）：13-16.

［4］ 李國有.鐵路特大型車站電氣設(shè)計［J］.建筑電氣，2015（4）：12-17.

［5］ 趙美君，張建軍.地鐵車站變電所電氣元器件選型分析［J］.低壓電器，2010（11）：61-63.

Design Analysis of Main Electrical Equipment Rooms in Subway Stations

Abstract：

With the rapid development of urban subway systems，the design of electrical equipment rooms in subway stations has become increasingly important.These rooms house crucial power facilities essential for subway operations，including transformers，high and low voltage distribution cabinets，power supply cables，and other auxiliary facilities.This paper compares and analyzes the optimal layout of electrical equipment rooms from three main aspects： power supply reliability，operational maintenance convenience，and engineering investment cost-effectiveness.The aim is to enhance the reliability and safety of the electrical system.The research results show that a well-arranged electrical equipment room can not only reduce energy consumption and ensure the safe and reliable operation of the subway but also directly impact the operational efficiency of the subway station and the passenger experience.

Key words：

subway stations; substation; environmental control room; setup