智能低壓配電系統在地鐵應用中的問題分析

張春燕

【摘 要】隨著經濟水平的發展，目前智能低壓配電系統的主要發展趨勢為智能化、網絡化、高能化和小型化等，并將計算機等相關高新技術有機結合。智能低壓配電系統在地鐵中的應用，并在此基礎之上提出了地鐵配電電能管理系統方案。

【關鍵詞】智能化；低壓配電系統；地鐵；應用問題；分析

引言：

近年來，隨著經濟社會的快速發展以及人們生活水平的不斷提高，供電及配電的穩定性已成為變電運行中的關鍵，進而低壓配電系統的智能化，不僅是電力企業部門的一項重要任務，同時也是相關部門的將要面對的一項重大課題。地鐵低壓配電系統一般主要包括降壓變電所低壓部分和環控電控低壓部分。一般前者主要為車站內通信設備、監控設備以及電扶梯等設備供電，而后者則主要為通風空調等設備供電。在地鐵行業，加強智能低壓配電系統在地鐵中的應用，保障供電的可靠性相當重要，因為地鐵供電系統一旦出現故障，地鐵將無法安全穩定運行，造成城市交通事故。因此，要提高地鐵中低壓配電系統供電可靠性及安全性，首先應該熟悉地鐵配電網本身所具有的特點，研究它存在的問題，最后有針對的采取相應的手段去解決這些問題。

一、地鐵中低壓配電系統的主要特點

由于地鐵系統中包括很多子系統，而且各個子系統設備繁多，配合緊密，加之地鐵具有公益性強以及地下建筑復雜等特點，因此這樣就對其供電、低壓配電的可靠性及安全性提出了更高更強的要求。地鐵中包含著大量的動力負荷，如車站排熱風機、空調機組、冷水機組等通風空調設備，以及污水泵、廢水泵、出入口處潛水泵等水泵設備。這些大的動力負荷設備不僅要求對其地控制外，而且還要求車站設備監控系統以及火災報警系統在車站綜控室進行控制，有些設備甚至還需要在中控室進行監視和控制。

此外地鐵照明系統也具有分類繁多，功能齊全等特點。地鐵照明系統按其功能進行分類通常包括正常照明、應急照明以及值班照明三類。一般正常照明包括工作照明、區間照明、節電照明、廣告照明、導向標志照明以及附屬用房照明等，而應急照明通常包括備用照明和疏散照明等。通常情況下照明控制不僅要求在就地進行控制，有的還需要在照明配電室進行控制（站臺、站廳出入口的標志照明、公共區照明）。正常情況下應急照明由開關就地控制，但在故障情況下應由FAS進行控制。為了節約用電，在運營高峰時段，站廳、站臺公共區的工作照明及節電照明全部開啟，但在高峰時段過后，應將其全部關閉。

二、地鐵智能低壓配電系統設計的一般原則

在進行地鐵智能低壓配電系統設計時，應優先考慮其可靠性以及其智能性，應具有遙測、遙控、遙訊和遙調功能。通常情況下地鐵智能化低壓配電系統包括計算機、通訊網絡以及智能型低壓開關柜和控制設備三部分。其中計算機用來完成對分散的配電系統進行統一控制，通訊網絡用來提高計算機的監控能力，最后由低壓開關柜與控制設備來實現其具體的系統功能。因此地鐵智能化低壓配電系統設計時應遵循如下原則：首先，地鐵智能低壓配電系統自動化程度應有較高的水準；其次，地鐵智能低壓配電系統可靠性應當滿足一定的要求，正常狀況下應能夠進行實時的監測，不正常狀況時應能夠快速鑒別，及時切斷故障；最后，其安全性能應達到一定的程度，要求其操作設置簡單，能夠及時排除不安全因素。

三、地鐵智能低壓配電系統應用模式分析

目前地鐵智能低壓配電系統主要采用現場總線技術和智能斷路器共同應用模式。地鐵智能配電系統中的智能化斷路器可利用現場總線技術實現與遠程計算機的數據連接，來完成電參量測量與顯示、開關保護定值設置、過程控制、故障與維護信息管理以及電能質量綜合監測等功能。地鐵智能低壓配電系統是直接向照明系統、動力系統、安保系統、軌道系統、信號系統、消防系統、環控系統等其它系統提供電能的子系統，此外智能低壓配電系統還是對各種動力負荷以及照明設備運行狀態進行監測控制的重要子系統。由于通信網絡采用了現場總線結構的地鐵智能低壓配電系統處于整個控制系統的最底層，因此其電量參數以及開關量都可通過現場總線發送至上位機，以此來實現對供配電設備的變頻、保護、實時監視、故障診斷和控制等功能。

四、智能斷路器在地鐵智能低壓配電系統的應用

智能斷路器是集電子技術、零飛弧技術、電氣自動化技術、計算機及其軟件技術以及網絡通信技術于一身的高性能電氣設備。智能化斷路器一般采用模塊式結構，克服了許多傳統斷路器的缺點，能夠實現保護、測量、監控于一體。

目前地鐵智能低壓配電系統大都采用了這種高性能的智能化斷路器（一般包括西門子3WL智能斷路器和ABB的E系列智能化萬能式斷路器），以此來提高地鐵低壓配電系統的智能化以及自動化。在地鐵智能低壓配電系統中智能斷路器基本工作模式是根據監測到的不同類型的故障電流，自動選擇操作機構及滅弧裝置預先設定的工作條件。為了能夠達到電氣和機械性能上的最佳分閘效果，智能斷路器會在電流較?。ㄕ＿\行）時低速分閘，電流較大（系統短路）時高速度分閘。

智能斷路器在地鐵智能低壓配電系統的工作過程是：當地鐵配電系統出現故障時，繼電保護裝置發出分閘信號或工作人員發出操作信號后，智能斷路器首先會啟動智能識別模塊，以此來判斷當前智能斷路器所處的運行條件，進而發出不同的控制信息調整操動機構的參數，以獲得與當前系統工作狀態相適應的運動特性，然后讓斷路器動作，及時切除地鐵配電系統出現的故障。

五、現場總線技術在地鐵智能低壓配電系統的應用

現場總線也稱現場網絡是近年來迅速發展起來的一種工業數據總線?，F場總線技術在地鐵智能低壓配電系統的應用，加大了低壓配電系統中各中電氣設備與計算機系統的數據共享，保障了計算系統的數據實時更新，以便能夠更好的對地鐵智能低壓配電系統中的電氣設備進行監測，保護和控制?，F場總線同時也解決了地鐵智能低壓配電系統設備之間的開關信號、接點信號和模擬信號信息傳遞問題?，F場總線通過通訊的數字化，使時間分割、多重化、多點化成為可能，從而實現地鐵智能低壓配電系統高性能化、高可靠化、保養簡便化。由于現場總線簡單、可靠、經濟實用等一系列突出的優點，因此應加大現場總線技術在地鐵智能低壓配電系統的應用。

六、結束語

目前，地鐵行業的供電若不能得到保證，地鐵將無法正常運行，會給人們的出行帶來極大的不便。所以，地鐵行業供電的可靠性顯得尤為重要。智能化低壓配電系統的應用在我國不同城市的應用也不同，由于智能化低壓配電系統能夠為地鐵提供更加可靠和安全的供電，其應用前景會越來越廣泛。

參考文獻

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