地铁低压供电系统节能降耗探析

摘要：不管地铁如何运行均需要耗费极大的能量。现阶段社会正在倡导低碳环保以及绿色出行的理念，促进地铁能耗降低属于地铁建设者需要重点探讨的一个问题。

关键词：地铁；低压供电系统；节能降耗地

铁低压供电系统分为低压配电系统与环控配电系统，低压配电系统主要控制的设备为通信设备、照明设备、自动售检票设备、电扶梯、综合监控设备、环境与设备监控以及信号设备等。环控配电系统主要控制的设备为通风空调、冷水机组、风机以及风阀等。低压供电系统可对以上电气设备发挥出主导控制作用，确保它们在电压方面的稳定性。因此，地铁低压供电系统和地铁大部分设备之间存在着紧密的联系，研究其节能降耗策略意义重大。

1地铁低压供电系统节能降耗的意义

具有良好的社会效益。地铁在实际运转时，促进其低压供电系统能耗的下降能够增强其节能化水平，进而在满足地铁内部安全稳定供电需求的基础上节约更多的电能，解决城市交通方面存在的能源消耗问题，促进能源利用效率的提升并优化城市文明生态建设，降低能源消耗对环境造成的污染，确保可持续发展目标的顺利实现。由此可见，在地铁低压供电系统之中推行节能降耗措施可取得良好社会效益。具有良好的经济效益。地铁在实际运行时，运用正确的措施让地铁低压供电系统实现节能降耗的目标，可降低地铁在实际运行过程中消耗的能源，进而降低运行成本，并且运用科学的节能降耗方式可增强能源使用效率，可保障地铁经济效益。具有良好的生态效益。现阶段生态环保属于全社会共同关注的热门话题。在社会各个领域对于生态环保都十分重视，但地铁在实际运行的过程中需要消耗大量的能源，间接对生态环境产生了影响。因此，地铁低压供电系统存在的高能耗特点会在一定程度上对生态环境造成破坏。通过正确的方式来促进地铁低压供电系统能耗的降低，可起到保护生态环境的作用。

2地铁建设的必要性分析及我国地铁发展的现状

地铁建设的必要性。在新经济常态下，我国商业、工业以及农业等实现了良好的发展。在我国城镇化水平持续上升的背景下，城市之中涌进了一大批外来人口，广州、北京以及上海在人口方面已超过1000万人，其中流动人口就占据了极大部分，如广州流动人口占总人口50%[1]。因此每天需要出行的人口较多，给城市交通带来了巨大压力。若只是通过地上交通设施来满足出行方面的需求显然是不够的，所以设计师们反其道而行之，合理利用地下空间。但地铁并非我国首创，最早出现于1863年的英国。我国最早的地铁出现在北京，1965年开始建设、1969年正式通车。随后，天津、上海以及广州等地均开始了对地铁的建设。二十一世纪我国许多省会城市均建起了地铁，且部分二线城市也在建设。由此可见地铁属于对交通压力予以缓解的主要措施，通过多年的发展，地铁已经成为学生、上班族的首选交通工具。我国地铁发展的现状及展望。1965年北京建成第一条地铁后，就着手于向全国范围进行推广，使得地铁产业逐渐发展成了我国的朝阳产业[2]。我国城镇化水平逐渐升高，城市人口增加所造成的交通拥堵属于妨碍经济与社会发展的主要问题之一，相关部门统计显示每年由于交通拥堵所造成的经济损失高达千亿，而地铁的出现为此问题的解决带来了新的曙光。地铁主要运用地下空间，和其它交通方式相比存在着速度快、载量大等特点。但地铁在发展方面也存在部分技术问题，诸如在修建地铁的过程中需要消耗大量的材料，再加上地铁在运行方面需消耗许多能源，因此怎样降低地铁能耗属于地铁相关人员需重点关注与解决的问题。

3实施节能减耗的措施

3.1应用智能低压配电系统。立足于技术方面对地铁低压控制系统予以改造，能够促进运行成本的降低，并增强能源运用效率，进而实现节能降耗的目标[3]。将智能低压配电系统运用到地铁之中，可增强地铁供电以及低压配电的安全性以及可靠性，进而通过智能化的方式控制地铁动力负荷用电。因为传统低压配电系统难以满足现阶段地铁在发展方面的能耗需求，所以推动智能低压配电系统的发展，能够让地铁在发展方面拥有更加节能与智能的系统方案。就智能低压配电系统而言，需要立足于(GB50157)20035地铁设计规范，在低压控制之中通过以太网网关、智能化数字仪表、PLC控制器以及智能开关等，实现对进线断路器以及母联断路器、三级负荷总开关遥测、遥控基础上，增加对反馈回路的遥测、遥信功能（图1）。此系统在功能方面具备全面、可靠性强、接线简单、系统接口清晰、数据实时性强以及运营维护简便等特点。所以可通过智能低压配电系统监控地铁低压配电系统，以便于在第一时间发现系统在运行方面存在的故障，促进地铁社会效益的提升，确保地铁供电运营方面的安全性、可靠性。因为地铁照明系统在分类方面较多，火警报警以及地铁车站设备监控等均需要符合安全、稳定供电需求，所以节约用电可有效监管地铁低压用电安全。3.2空调节能。通过对节能低压设备，在地铁之中运用变频空调能够在国家能源持续利用方面做出一定的贡献[4]。运用微电脑智能控制，调整地铁通风空调系统自动适应负载，能够促进电网功率因数的提升并降低对能源的消耗，实现20%之上的节电率。同时还可通过变流量节能技术对空调水系统予以节能改造，在保留原有继电接触器控制线路的基础上运用PLC编程对中央空调进行控制，降低投资。立足于VC++6.0软件对程序进行编程，除了具备结构清晰、运行结果稳定的特点之外，还能够降低对电力资源的消耗。就空调系统节能改造而言，可结合空调系统特点，通过网络通讯技术、智能自控技术及先进控制软件升级改造地铁内空调水系统；运用节能控制系统对空调系统予以节能控制，通过网络对实时耗能信息进行收集，实现对不同设备用电的准确分析比较，实现闭环控制；对节能控制措施进行优化，实现远程故障报警，能够在降低变频空调安全故障的基础上及时对存在故障的变频空调进行维修，进而降低由于机器设备故障而引起的能源浪费。3.3照明系统的节能措施。照明耗能在地铁总体能耗方面占据着主要位置，若可通过行之有效的措施降低照明能耗可为地铁节能做出巨大贡献。可通过几方面实现照明节能：在照明光源及附件选择方面实现节能。地铁站可不再使用传统粗管径照明光源而运用细管径光源，诸如T5、T8等，能在不影响照明度的基础上实现节能；就各类直管荧光灯需设置镇流器。当前地铁中主要配备普通电感镇流器，为了实现节能可运用节能型电感镇流器或电子镇流器。电子镇流器功耗可达到普通电感镇流器的50%，通过对电子镇流器的运用，照明灯在打开时通过电流属于逐渐提升的，进而能够在一定程度上保护照明设备，促进照明灯使用寿命的延长。公共区照明可划分成正常、广告、导向、应急以及停运照明等，结合不同状况设计相应的回路，并在各个回路之中设置接触器，然后连接环境情况与监控措施、接触器形成的接触信号，结合环境变化控制相应的回路照明。在实际设备方面可通过表1的控制模式让照明实现智能化。除以上照明节能方式以外，对广告照明灯、导向灯及指示灯设计过程中可运用LED照明，与荧光灯、白炽灯相比使用寿命更长、更环保、更省电。对隧道内照明灯及应急灯设置过程中，可根据1:1比例安装，因为结合公式（区间照明×50%×6h）/（区间照明×24h）×100%，能够计算机出照明灯与应急灯通过1:1比例进行设计可节约照明用电12.5%左右。3.4电梯以及自动扶梯系统的节能措施。地铁车站与车辆段均建立了电梯和自动扶梯，在对此类设备予以选择的过程中需运用节能产品[5]。如对自动扶梯选择过程中可运用变频节能型，即非载客情况下自动扶梯会对运行速度进行自动调整，通常为0.15m/s，若乘客乘坐就会提速，通常为0.65m/s，进而促进能耗的降低，让低压供电系统实现更好的节能效果，且自动扶梯曳引机功耗的减少能够在节约电力资源的基础上降低曳引机磨损，促进自动扶梯使用寿命的延长。对电梯设置过程中需秉承节能原则设置为无机房电梯，确保在无人使用的状况下电梯能够自动返回基站层进入待机状态，有人使用则会立即唤醒，进而降低能耗。同时电梯设置还会在一定程度上对环境产生影响，因此在不同环境中需运用不同设置，进而让电梯使用能耗实现最优化。如在车辆段综合楼中、货梯以及杂物梯等可选择普通涡轮蜗杆式曳引机，进而确保在不使用状况中电梯能够进入休眠模式，实现地铁低电压供电系统整体能耗的降低。3.5预防供电系统故障。地铁在实际运行时低压电器设备极易出现故障，进而导致能源消耗增多。就地铁低压供电系统故障而言存在着多种特点，如400V低压开关柜故障、应急电源照明装置故障、电动蝶阀故障、废水泵故障等均为常见故障类型。要想促进地铁低压供电系统能耗的降低，就需要通过正确的方式预防供电系统故障的产生。如通过对综合监控系统集成的方式监控地铁低压供电系统，在故障出现之后综合监控系统可在第一时间发出警报并详细记录故障信息，以便运维人员开展检修工作。并且还应定期对地铁低压供电系统重要部件予以维护，诸如对机坑沉积物进行定期清理，进而确保系统稳定、安全的运转，降低故障率，因此预防地铁供电系统故障也是实现地铁低压供电系统节能降耗的一个重要措施。

参考文献

[1]朱麟.地铁低压供电系统节能降耗意义浅析[J].科技创新导报,2016,13.

[2]艾绍腾.谈低压配电在地铁中的节能效应与应用[J].建筑工程技术与设计,2016,11.

[3]金超.地铁通风空调系统节能分析[J].建筑工程技术与设计,2016,16.

[4]张杨.地铁低压供电系统节能降耗措施分析[J].科技创新与应用,2017,12.

[5]朱龙佳.地铁供电系统节能降耗技术应用的探讨[J].电气化铁道,2019,3.

作者:李波 单位:福州地铁集团有限公司