地鐵環(huán)控系統(tǒng)中應用變頻技術(shù)的節(jié)能效果研究

賀菁 王波

摘要：隨著我國科技與經(jīng)濟的不斷發(fā)展，越來越多的城市交通中運用到了地鐵作為主要交通工具。而地鐵作為消耗能量巨大、保持運行需要大量的人力和操作系統(tǒng)的城市快捷交通方法，需要我國投入大量的資金去保證其能正常運行。地鐵環(huán)控系統(tǒng)作為地鐵的操作系統(tǒng)，其消耗地鐵總能量比重約占到四成，且其工作時間基本上都是在負荷60%以下進行的，可想而知，一個優(yōu)良的環(huán)控系統(tǒng)，可以節(jié)約大量的能源，為城市其他基礎建設做出貢獻。本文簡要介紹了地鐵環(huán)控系統(tǒng)和變頻技術(shù)，并對變頻技術(shù)的節(jié)能效果做了簡要分析，希望能給地鐵工作人員提供一些幫助。

關鍵詞：環(huán)控系統(tǒng)；變頻技術(shù)；節(jié)能效果

現(xiàn)如今，我國地鐵事業(yè)飛速發(fā)展，給城市居民的生活帶來了翻天覆地的變化，其方便快捷的特點已經(jīng)得到了絕大多數(shù)城市居民的認可，但地鐵在資源利用過于巨大也逐漸成為城市發(fā)展的難題。而如何研究出新的節(jié)能優(yōu)化技術(shù)運用到地鐵系統(tǒng)當中，已經(jīng)成為地鐵設計者的重要研究方向。在地鐵環(huán)控系統(tǒng)中，變頻技術(shù)的應用從各方面都能達到節(jié)能的效果，被運用到越來越多的地鐵操作系統(tǒng)當中。

一、地鐵環(huán)控系統(tǒng)中的變頻設施簡介

在如今我國的地鐵操作系統(tǒng)當中，地鐵環(huán)控系統(tǒng)是其最主要的操作系統(tǒng)，該部分系統(tǒng)包含很多地鐵基礎設施，如地鐵排風通風設備和空調(diào)保溫設備等，更具體一點的話，地鐵中排風的風機及空調(diào)保溫設備中的空調(diào)機都可以算作地鐵環(huán)控系統(tǒng)。在這些基礎設施當中，一般都會裝有特定的變頻設備，這些變頻設備內(nèi)部都裝有整流器和逆變器，整流器可以對這些基礎設施的運行功率加以校正，除了這些之外，還應該含有具有控制功能的電回路，在受到環(huán)境變化或工作人員的指示命令之后，可以對環(huán)控系統(tǒng)中的各種設備進行工作情形控制，防止其受到溫度變化、環(huán)境變化等因素的影響，保證其變化情況符合期望。

二、環(huán)控系統(tǒng)設計的目的和作用

地鐵環(huán)控系統(tǒng)設計最主要的目的，就是要確保地鐵能夠按照預期軌道運行，使地鐵上的乘客處于一個舒適滿意的狀態(tài)。其次，作為一個高耗能的操作系統(tǒng)，環(huán)控系統(tǒng)應該在保證首要目的的前提下，盡可能地減少能源的使用，讓地鐵運行系統(tǒng)更加簡便，降低事故的發(fā)生概率，而在這三點中，減少能源消耗是當前設計人員最主要鉆研的方向。

三、變頻技術(shù)節(jié)能地鐵環(huán)控系統(tǒng)中的應用

變頻技術(shù)作為環(huán)控系統(tǒng)的核心技術(shù)，其主要功能就是降低操作系統(tǒng)能源的消耗，從多方面達到節(jié)能的目的，為我國的地鐵事業(yè)發(fā)展做出了巨大的貢獻。

（一）節(jié)約能源

在環(huán)控系統(tǒng)中運用變頻技術(shù)，能夠讓地鐵設施更符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，成為環(huán)境友好型城市工程項目的代表，在充分減少地鐵造成的環(huán)境污染的同時，也降低了能源的消耗。在對環(huán)控系統(tǒng)的變頻設計中應當堅持節(jié)約能源的基本準則，對于其中水系統(tǒng)的變流量做一定的改造，使得環(huán)控系統(tǒng)的電能消耗量達到最低，同時節(jié)約冷卻塔里的水資源用量。空調(diào)的水系統(tǒng)中容易積攢許多微生物，其具有腐蝕性，在水系統(tǒng)中水的流速較低情況下容易對水管產(chǎn)生破壞。對于水系統(tǒng)中管道的材質(zhì)需要進行改造，使其在水流速發(fā)生變動的情況下，也能進行調(diào)節(jié)應對，這樣可以使得在節(jié)約水資源的前提下，同時保證設備的安全，采用特殊的材質(zhì)來對冷水機組進行加工和處理，可有效降低系統(tǒng)中設備故障發(fā)生的概率。

（二）降低故障率和能耗

地鐵環(huán)控系統(tǒng)利用計算機進行智能全面控制，可以有效的降低控制系統(tǒng)的電能損耗，地鐵環(huán)控系統(tǒng)可以對其負載進行自動的調(diào)節(jié)，這一技術(shù)可以有效的降低能耗，符合我國的能源可持續(xù)利用的發(fā)展政策。在地鐵的環(huán)控供水系統(tǒng)中，供水系統(tǒng)中的節(jié)水器可以調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速以及水系統(tǒng)中的水流量，傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)中使用閥門進行水流量的控制，而采用環(huán)控系統(tǒng)中的自動供水系統(tǒng)能夠有效的實時調(diào)節(jié)水流量，與傳統(tǒng)方式相比，可以大大降低能源的消耗量。環(huán)控系統(tǒng)中所采用的變頻器，可以對地鐵內(nèi)所有的設備實施能耗量進行有效監(jiān)控，對于不同設備用電量進行數(shù)據(jù)分析和比對，對于電能的損耗情況有整體的掌握和了解，對地鐵內(nèi)所有設備的用電量進行全面調(diào)控，對于能耗過高的設備分析其耗能原因，并進行自動調(diào)節(jié)。對于所有設備的實時監(jiān)控，還可以在設備出現(xiàn)故障時及時發(fā)出警報。這樣在故障發(fā)生后設備對于能耗的浪費情況可以有效的避免，在確保地鐵能夠安全運行的同時也實現(xiàn)了節(jié)約能源以及降低故障率。設備一旦出現(xiàn)故障，地鐵的防控系統(tǒng)能夠及時的發(fā)現(xiàn)并調(diào)節(jié)其能源消耗，系統(tǒng)能發(fā)出指令，使得工作人員及時對于故障設備進行處理。

（三）延長環(huán)控系統(tǒng)設備的使用壽命。

變頻系統(tǒng)可以對電流量進行限幅，對于電壓失速以及短路等情況進行有效控制，這樣會降低電能以及水資源的消耗量。環(huán)控系統(tǒng)能夠有利于工作人員對于設備進行定期的檢修和維護，利用計算機系統(tǒng)，對于設備的實時運轉(zhuǎn)情況進行有效呈現(xiàn)，一旦設備發(fā)生故障，能及時的給工作人員發(fā)送警報。變頻系統(tǒng)能夠根據(jù)地鐵的負載量情況，對電能和水用量進行自動調(diào)節(jié)，這樣能有效降低通風系統(tǒng)的磨損情況，電機的使用壽命也可以有效延長。

（四）保護環(huán)境

變頻技術(shù)對于環(huán)境保護可以起到有效的助力作用，在降低能耗的同時，減少了對于環(huán)境的污染。對地鐵環(huán)控系統(tǒng)中水系統(tǒng)的變流量進行節(jié)能改造，可以在通風設備和地鐵設備的最優(yōu)情況下開啟通風制冷模式，對于水資源的利用量會大大的降低。由于電量損耗的減少，能使能源損耗對于自然環(huán)境帶來的影響相應減少，空調(diào)系統(tǒng)的耗能以及產(chǎn)生的氣體排放也會有所減少。水系統(tǒng)對于水流量的降低使得污水的產(chǎn)生量和排放量和以往相比同樣會有所減少。變頻技術(shù)對于保護環(huán)境而言有著重要作用，在地鐵的環(huán)控系統(tǒng)中應用變頻技術(shù)會使得對于資源和消耗和對環(huán)境的影響都有可觀的降低。

四、結(jié)束語

對于地鐵環(huán)控系統(tǒng)的設計，應當秉持國家的可持續(xù)發(fā)展理念，注重節(jié)能環(huán)保，在對地鐵交通中空調(diào)系統(tǒng)的耗能特點進行全面分析之后，合理的應用變頻技術(shù)，使得用電量和水資源的消耗有效降低，同時還可以使得防控系統(tǒng)內(nèi)所有的設備使用壽命延長。在節(jié)能降耗的同時，地鐵的環(huán)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為環(huán)境友好型，降低對于環(huán)境的污染。地鐵是城市交通的重要組成部分，在社會經(jīng)濟中也占據(jù)著很大的比重，在地鐵中推進節(jié)約能源和保護環(huán)境的概念，對于社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展來說意義重大。

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（作者單位：長沙市軌道交通運營有限公司

湖南天聞地鐵傳媒有限公司）