地鐵低壓供電系統節能降耗探析

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摘要：不管地鐵如何運行均需要耗費極大的能量?，F階段社會正在倡導低碳環保以及綠色出行的理念，促進地鐵能耗降低屬于地鐵建設者需要重點探討的一個問題。

關鍵詞：地鐵；低壓供電系統；節能降耗地

鐵低壓供電系統分為低壓配電系統與環控配電系統，低壓配電系統主要控制的設備為通信設備、照明設備、自動售檢票設備、電扶梯、綜合監控設備、環境與設備監控以及信號設備等。環控配電系統主要控制的設備為通風空調、冷水機組、風機以及風閥等。低壓供電系統可對以上電氣設備發揮出主導控制作用，確保它們在電壓方面的穩定性。因此，地鐵低壓供電系統和地鐵大部分設備之間存在著緊密的聯系，研究其節能降耗策略意義重大。

1地鐵低壓供電系統節能降耗的意義

具有良好的社會效益。地鐵在實際運轉時，促進其低壓供電系統能耗的下降能夠增強其節能化水平，進而在滿足地鐵內部安全穩定供電需求的基礎上節約更多的電能，解決城市交通方面存在的能源消耗問題，促進能源利用效率的提升并優化城市文明生態建設，降低能源消耗對環境造成的污染，確?？沙掷m發展目標的順利實現。由此可見，在地鐵低壓供電系統之中推行節能降耗措施可取得良好社會效益。具有良好的經濟效益。地鐵在實際運行時，運用正確的措施讓地鐵低壓供電系統實現節能降耗的目標，可降低地鐵在實際運行過程中消耗的能源，進而降低運行成本，并且運用科學的節能降耗方式可增強能源使用效率，可保障地鐵經濟效益。具有良好的生態效益?，F階段生態環保屬于全社會共同關注的熱門話題。在社會各個領域對于生態環保都十分重視，但地鐵在實際運行的過程中需要消耗大量的能源，間接對生態環境產生了影響。因此，地鐵低壓供電系統存在的高能耗特點會在一定程度上對生態環境造成破壞。通過正確的方式來促進地鐵低壓供電系統能耗的降低，可起到保護生態環境的作用。

2地鐵建設的必要性分析及我國地鐵發展的現狀

地鐵建設的必要性。在新經濟常態下，我國商業、工業以及農業等實現了良好的發展。在我國城鎮化水平持續上升的背景下，城市之中涌進了一大批外來人口，廣州、北京以及上海在人口方面已超過1000萬人，其中流動人口就占據了極大部分，如廣州流動人口占總人口50%[1]。因此每天需要出行的人口較多，給城市交通帶來了巨大壓力。若只是通過地上交通設施來滿足出行方面的需求顯然是不夠的，所以設計師們反其道而行之，合理利用地下空間。但地鐵并非我國首創，最早出現于1863年的英國。我國最早的地鐵出現在北京，1965年開始建設、1969年正式通車。隨后，天津、上海以及廣州等地均開始了對地鐵的建設。二十一世紀我國許多省會城市均建起了地鐵，且部分二線城市也在建設。由此可見地鐵屬于對交通壓力予以緩解的主要措施，通過多年的發展，地鐵已經成為學生、上班族的首選交通工具。我國地鐵發展的現狀及展望。1965年北京建成第一條地鐵后，就著手于向全國范圍進行推廣，使得地鐵產業逐漸發展成了我國的朝陽產業[2]。我國城鎮化水平逐漸升高，城市人口增加所造成的交通擁堵屬于妨礙經濟與社會發展的主要問題之一，相關部門統計顯示每年由于交通擁堵所造成的經濟損失高達千億，而地鐵的出現為此問題的解決帶來了新的曙光。地鐵主要運用地下空間，和其它交通方式相比存在著速度快、載量大等特點。但地鐵在發展方面也存在部分技術問題，諸如在修建地鐵的過程中需要消耗大量的材料，再加上地鐵在運行方面需消耗許多能源，因此怎樣降低地鐵能耗屬于地鐵相關人員需重點關注與解決的問題。

3實施節能減耗的措施

3.1應用智能低壓配電系統。立足于技術方面對地鐵低壓控制系統予以改造，能夠促進運行成本的降低，并增強能源運用效率，進而實現節能降耗的目標[3]。將智能低壓配電系統運用到地鐵之中，可增強地鐵供電以及低壓配電的安全性以及可靠性，進而通過智能化的方式控制地鐵動力負荷用電。因為傳統低壓配電系統難以滿足現階段地鐵在發展方面的能耗需求，所以推動智能低壓配電系統的發展，能夠讓地鐵在發展方面擁有更加節能與智能的系統方案。就智能低壓配電系統而言，需要立足于(GB50157)20035地鐵設計規范，在低壓控制之中通過以太網網關、智能化數字儀表、PLC控制器以及智能開關等，實現對進線斷路器以及母聯斷路器、三級負荷總開關遙測、遙控基礎上，增加對反饋回路的遙測、遙信功能（圖1）。此系統在功能方面具備全面、可靠性強、接線簡單、系統接口清晰、數據實時性強以及運營維護簡便等特點。所以可通過智能低壓配電系統監控地鐵低壓配電系統，以便于在第一時間發現系統在運行方面存在的故障，促進地鐵社會效益的提升，確保地鐵供電運營方面的安全性、可靠性。因為地鐵照明系統在分類方面較多，火警報警以及地鐵車站設備監控等均需要符合安全、穩定供電需求，所以節約用電可有效監管地鐵低壓用電安全。3.2空調節能。通過對節能低壓設備，在地鐵之中運用變頻空調能夠在國家能源持續利用方面做出一定的貢獻[4]。運用微電腦智能控制，調整地鐵通風空調系統自動適應負載，能夠促進電網功率因數的提升并降低對能源的消耗，實現20%之上的節電率。同時還可通過變流量節能技術對空調水系統予以節能改造，在保留原有繼電接觸器控制線路的基礎上運用PLC編程對中央空調進行控制，降低投資。立足于VC++6.0軟件對程序進行編程，除了具備結構清晰、運行結果穩定的特點之外，還能夠降低對電力資源的消耗。就空調系統節能改造而言，可結合空調系統特點，通過網絡通訊技術、智能自控技術及先進控制軟件升級改造地鐵內空調水系統；運用節能控制系統對空調系統予以節能控制，通過網絡對實時耗能信息進行收集，實現對不同設備用電的準確分析比較，實現閉環控制；對節能控制措施進行優化，實現遠程故障報警，能夠在降低變頻空調安全故障的基礎上及時對存在故障的變頻空調進行維修，進而降低由于機器設備故障而引起的能源浪費。3.3照明系統的節能措施。照明耗能在地鐵總體能耗方面占據著主要位置，若可通過行之有效的措施降低照明能耗可為地鐵節能做出巨大貢獻?？赏ㄟ^幾方面實現照明節能：在照明光源及附件選擇方面實現節能。地鐵站可不再使用傳統粗管徑照明光源而運用細管徑光源，諸如T5、T8等，能在不影響照明度的基礎上實現節能；就各類直管熒光燈需設置鎮流器。當前地鐵中主要配備普通電感鎮流器，為了實現節能可運用節能型電感鎮流器或電子鎮流器。電子鎮流器功耗可達到普通電感鎮流器的50%，通過對電子鎮流器的運用，照明燈在打開時通過電流屬于逐漸提升的，進而能夠在一定程度上保護照明設備，促進照明燈使用壽命的延長。公共區照明可劃分成正常、廣告、導向、應急以及停運照明等，結合不同狀況設計相應的回路，并在各個回路之中設置接觸器，然后連接環境情況與監控措施、接觸器形成的接觸信號，結合環境變化控制相應的回路照明。在實際設備方面可通過表1的控制模式讓照明實現智能化。除以上照明節能方式以外，對廣告照明燈、導向燈及指示燈設計過程中可運用LED照明，與熒光燈、白熾燈相比使用壽命更長、更環保、更省電。對隧道內照明燈及應急燈設置過程中，可根據1:1比例安裝，因為結合公式（區間照明×50%×6h）/（區間照明×24h）×100%，能夠計算機出照明燈與應急燈通過1:1比例進行設計可節約照明用電12.5%左右。3.4電梯以及自動扶梯系統的節能措施。地鐵車站與車輛段均建立了電梯和自動扶梯，在對此類設備予以選擇的過程中需運用節能產品[5]。如對自動扶梯選擇過程中可運用變頻節能型，即非載客情況下自動扶梯會對運行速度進行自動調整，通常為0.15m/s，若乘客乘坐就會提速，通常為0.65m/s，進而促進能耗的降低，讓低壓供電系統實現更好的節能效果，且自動扶梯曳引機功耗的減少能夠在節約電力資源的基礎上降低曳引機磨損，促進自動扶梯使用壽命的延長。對電梯設置過程中需秉承節能原則設置為無機房電梯，確保在無人使用的狀況下電梯能夠自動返回基站層進入待機狀態，有人使用則會立即喚醒，進而降低能耗。同時電梯設置還會在一定程度上對環境產生影響，因此在不同環境中需運用不同設置，進而讓電梯使用能耗實現最優化。如在車輛段綜合樓中、貨梯以及雜物梯等可選擇普通渦輪蝸桿式曳引機，進而確保在不使用狀況中電梯能夠進入休眠模式，實現地鐵低電壓供電系統整體能耗的降低。3.5預防供電系統故障。地鐵在實際運行時低壓電器設備極易出現故障，進而導致能源消耗增多。就地鐵低壓供電系統故障而言存在著多種特點，如400V低壓開關柜故障、應急電源照明裝置故障、電動蝶閥故障、廢水泵故障等均為常見故障類型。要想促進地鐵低壓供電系統能耗的降低，就需要通過正確的方式預防供電系統故障的產生。如通過對綜合監控系統集成的方式監控地鐵低壓供電系統，在故障出現之后綜合監控系統可在第一時間發出警報并詳細記錄故障信息，以便運維人員開展檢修工作。并且還應定期對地鐵低壓供電系統重要部件予以維護，諸如對機坑沉積物進行定期清理，進而確保系統穩定、安全的運轉，降低故障率，因此預防地鐵供電系統故障也是實現地鐵低壓供電系統節能降耗的一個重要措施。

參考文獻

[1]朱麟.地鐵低壓供電系統節能降耗意義淺析[J].科技創新導報,2016,13.

[2]艾紹騰.談低壓配電在地鐵中的節能效應與應用[J].建筑工程技術與設計,2016,11.

[3]金超.地鐵通風空調系統節能分析[J].建筑工程技術與設計,2016,16.

[4]張楊.地鐵低壓供電系統節能降耗措施分析[J].科技創新與應用,2017,12.

[5]朱龍佳.地鐵供電系統節能降耗技術應用的探討[J].電氣化鐵道,2019,3.

作者:李波 單位:福州地鐵集團有限公司