智能低壓配電系統(tǒng)在地鐵應(yīng)用中的問題分析

張春燕

【摘 要】隨著經(jīng)濟水平的發(fā)展，目前智能低壓配電系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢為智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高能化和小型化等，并將計算機等相關(guān)高新技術(shù)有機結(jié)合。智能低壓配電系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)之上提出了地鐵配電電能管理系統(tǒng)方案。

【關(guān)鍵詞】智能化；低壓配電系統(tǒng)；地鐵；應(yīng)用問題；分析

引言：

近年來，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，供電及配電的穩(wěn)定性已成為變電運行中的關(guān)鍵，進而低壓配電系統(tǒng)的智能化，不僅是電力企業(yè)部門的一項重要任務(wù)，同時也是相關(guān)部門的將要面對的一項重大課題。地鐵低壓配電系統(tǒng)一般主要包括降壓變電所低壓部分和環(huán)控電控低壓部分。一般前者主要為車站內(nèi)通信設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及電扶梯等設(shè)備供電，而后者則主要為通風空調(diào)等設(shè)備供電。在地鐵行業(yè)，加強智能低壓配電系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用，保障供電的可靠性相當重要，因為地鐵供電系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，地鐵將無法安全穩(wěn)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(tǒng)供電可靠性及安全性，首先應(yīng)該熟悉地鐵配電網(wǎng)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(yīng)的手段去解決這些問題。

一、地鐵中低壓配電系統(tǒng)的主要特點

由于地鐵系統(tǒng)中包括很多子系統(tǒng)，而且各個子系統(tǒng)設(shè)備繁多，配合緊密，加之地鐵具有公益性強以及地下建筑復(fù)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(diào)機組、冷水機組等通風空調(diào)設(shè)備，以及污水泵、廢水泵、出入口處潛水泵等水泵設(shè)備。這些大的動力負荷設(shè)備不僅要求對其地控制外，而且還要求車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)以及火災(zāi)報警系統(tǒng)在車站綜控室進行控制，有些設(shè)備甚至還需要在中控室進行監(jiān)視和控制。

此外地鐵照明系統(tǒng)也具有分類繁多，功能齊全等特點。地鐵照明系統(tǒng)按其功能進行分類通常包括正常照明、應(yīng)急照明以及值班照明三類。一般正常照明包括工作照明、區(qū)間照明、節(jié)電照明、廣告照明、導(dǎo)向標志照明以及附屬用房照明等，而應(yīng)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(qū)照明）。正常情況下應(yīng)急照明由開關(guān)就地控制，但在故障情況下應(yīng)由FAS進行控制。為了節(jié)約用電，在運營高峰時段，站廳、站臺公共區(qū)的工作照明及節(jié)電照明全部開啟，但在高峰時段過后，應(yīng)將其全部關(guān)閉。

二、地鐵智能低壓配電系統(tǒng)設(shè)計的一般原則

在進行地鐵智能低壓配電系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)優(yōu)先考慮其可靠性以及其智能性，應(yīng)具有遙測、遙控、遙訊和遙調(diào)功能。通常情況下地鐵智能化低壓配電系統(tǒng)包括計算機、通訊網(wǎng)絡(luò)以及智能型低壓開關(guān)柜和控制設(shè)備三部分。其中計算機用來完成對分散的配電系統(tǒng)進行統(tǒng)一控制，通訊網(wǎng)絡(luò)用來提高計算機的監(jiān)控能力，最后由低壓開關(guān)柜與控制設(shè)備來實現(xiàn)其具體的系統(tǒng)功能。因此地鐵智能化低壓配電系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)遵循如下原則：首先，地鐵智能低壓配電系統(tǒng)自動化程度應(yīng)有較高的水準；其次，地鐵智能低壓配電系統(tǒng)可靠性應(yīng)當滿足一定的要求，正常狀況下應(yīng)能夠進行實時的監(jiān)測，不正常狀況時應(yīng)能夠快速鑒別，及時切斷故障；最后，其安全性能應(yīng)達到一定的程度，要求其操作設(shè)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(tǒng)應(yīng)用模式分析

目前地鐵智能低壓配電系統(tǒng)主要采用現(xiàn)場總線技術(shù)和智能斷路器共同應(yīng)用模式。地鐵智能配電系統(tǒng)中的智能化斷路器可利用現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)與遠程計算機的數(shù)據(jù)連接，來完成電參量測量與顯示、開關(guān)保護定值設(shè)置、過程控制、故障與維護信息管理以及電能質(zhì)量綜合監(jiān)測等功能。地鐵智能低壓配電系統(tǒng)是直接向照明系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、軌道系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)等其它系統(tǒng)提供電能的子系統(tǒng)，此外智能低壓配電系統(tǒng)還是對各種動力負荷以及照明設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)測控制的重要子系統(tǒng)。由于通信網(wǎng)絡(luò)采用了現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)的地鐵智能低壓配電系統(tǒng)處于整個控制系統(tǒng)的最底層，因此其電量參數(shù)以及開關(guān)量都可通過現(xiàn)場總線發(fā)送至上位機，以此來實現(xiàn)對供配電設(shè)備的變頻、保護、實時監(jiān)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(tǒng)的應(yīng)用

智能斷路器是集電子技術(shù)、零飛弧技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、計算機及其軟件技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一身的高性能電氣設(shè)備。智能化斷路器一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，克服了許多傳統(tǒng)斷路器的缺點，能夠?qū)崿F(xiàn)保護、測量、監(jiān)控于一體。

目前地鐵智能低壓配電系統(tǒng)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(tǒng)的智能化以及自動化。在地鐵智能低壓配電系統(tǒng)中智能斷路器基本工作模式是根據(jù)監(jiān)測到的不同類型的故障電流，自動選擇操作機構(gòu)及滅弧裝置預(yù)先設(shè)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(tǒng)短路）時高速度分閘。

智能斷路器在地鐵智能低壓配電系統(tǒng)的工作過程是：當?shù)罔F配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置發(fā)出分閘信號或工作人員發(fā)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(fā)出不同的控制信息調(diào)整操動機構(gòu)的參數(shù)，以獲得與當前系統(tǒng)工作狀態(tài)相適應(yīng)的運動特性，然后讓斷路器動作，及時切除地鐵配電系統(tǒng)出現(xiàn)的故障。

五、現(xiàn)場總線技術(shù)在地鐵智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用

現(xiàn)場總線也稱現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線?，F(xiàn)場總線技術(shù)在地鐵智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用，加大了低壓配電系統(tǒng)中各中電氣設(shè)備與計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，保障了計算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時更新，以便能夠更好的對地鐵智能低壓配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備進行監(jiān)測，保護和控制?，F(xiàn)場總線同時也解決了地鐵智能低壓配電系統(tǒng)設(shè)備之間的開關(guān)信號、接點信號和模擬信號信息傳遞問題。現(xiàn)場總線通過通訊的數(shù)字化，使時間分割、多重化、多點化成為可能，從而實現(xiàn)地鐵智能低壓配電系統(tǒng)高性能化、高可靠化、保養(yǎng)簡便化。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟實用等一系列突出的優(yōu)點，因此應(yīng)加大現(xiàn)場總線技術(shù)在地鐵智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用。

六、結(jié)束語

目前，地鐵行業(yè)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(yè)供電的可靠性顯得尤為重要。智能化低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用在我國不同城市的應(yīng)用也不同，由于智能化低壓配電系統(tǒng)能夠為地鐵提供更加可靠和安全的供電，其應(yīng)用前景會越來越廣泛。

參考文獻

[1]杜偉波.智能化技術(shù)在廣州地鐵低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].石油化工建設(shè)，2011.

[2]陳平，王宏.智能低壓配電系統(tǒng)的分析及實現(xiàn)[J].低壓電器，2010.

[3]袁建紅.智能低壓配電系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用[J].低壓電器，2010.