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城市轨道交通低压配电节能措施探讨陈为

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：陈为

[导读] 摘要：数据显示，截至2019年，我国城市轨道交通运营总里程超过6000km，随着城市轨道交通的快速发展，轨道交通的节能对我国的节能减排愈发重要。

        深圳地铁运营集团有限公司广东省深圳市 518000
        摘要：数据显示，截至2019年，我国城市轨道交通运营总里程超过6000km，随着城市轨道交通的快速发展，轨道交通的节能对我国的节能减排愈发重要。2018年7月实施的《城市轨道交通机电设备节能要求》（GB/T35553—2017）、《城市轨道交通用电综合评定指标》（GB/T35554—2017）侧面说明我国对城市轨道交通机电节能充分重视。近年随着技术进步，更多的节能方案得以实现，对于城市轨道交通这类大型公共交通系统来说，如果能够在实际运转的过程中增加更多节能措施，一定可以达到很好的效果。
        关键词：城市轨道交通；低压配电；节能
        城市轨道交通是具备运量大、效率高、绿色等诸多优点的公共交通方式，其在城市发展中起到越来越重要的作用。修建城市轨道交通不仅较好地缓解了城市的交通拥堵问题，还能有效地提升城市品质，促进旅游业及沿途商业等诸多产业发展。但随着城市轨道交通的飞速发展，其巨大的耗电量也日益凸显。近年得益于管理思维与科技技术进步，可以在保障运营安全和服务质量的前提下，加强城市轨道交通电能的监测与管理，落实各项有效的节能措施，实现节约社会资源，保护自然环境，提高能源使用效率，促进社会的可持续发展。
        1城市轨道交通工程低压配电概述
        在城市轨道交通工程建设中，低压配电状况是否良好，关系着其建设效果。因此，需要从方案确定、方式选择等方面入手，增强低压配电在城市轨道交通工程方面的应用效果，为其交通工具的正常运行提供专业保障。同时，为了提高城市轨道交通工程应用中的节能特性，控制好电能消耗量，则需要对低压配电节能状况加以分析，找出适用性良好的节能措施予以应对，避免影响城市轨道交通工程建设效果及供配电质量。
        2城市轨道交通工程低压配电节能措施探讨
        2.1灯具设备升级
        灯具的使用是城市轨道交通低压用电中占比较大的部分，节能LED灯具目前的采购单价和技术稳定性已经适合大规模引进到城市轨道交通系统中，长时间的使用能够节约大量的电能。用LED灯具代替电子镇流器T5直管荧光灯，可节能约20%，随着LED灯具光效的不断发展，节能效果还能更进一步。另一方面可以从整体用电设备的使用调配方面出发，采用智能照明控制系统，通过回路控制、时间控制、场景控制和照度控制等多种模式实现节能，也可以由传感器实时监控不同区域的人员使用频率，判断是否对无人区域暂停照明或降低亮度。采用LED灯具照明，配合智能照明监控系统将最大限度发挥节能效益，实现自动管理，并可进一步延长光源寿命，减少维护工作量和维护成本。
        2.2电扶梯系统
        电扶梯系统由于其工作时间长，作用对象的做工功率较大，所以在该设备日常运转过程中耗电量较大，而且根据数据统计，可以发现城市轨道交通系统的使用频率具有非常明显的时间段区别，在早晚高峰期扶梯的使用效率最高，而在非高峰时间段，扶梯的使用效率很低。针对扶梯设备的节能控制，主要就是对这些使用频率较低的空载情况进行控制，可以通过传感器对扶梯设备的运行状态以及卸载数据进行收集，判断当前扶梯设备是否出现载人状态，如果载人即按照正常的运行速度和姿态来进行工作，如果此时处于空载状态，就可以减缓或暂时停止扶梯系统的运作，保证非高峰时间段的扶梯设备用电量能够得到一个较好的控制。
        2.3空调系统
        城市轨道交通系统中，尤其是地下车站，空调通风系统有较大的能耗占比。除了采取高能效的空调设备，采用合理的控制方式、控制策略也能起到较好的节能作用。

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可通过实时监测车站室内外的温湿度情况，结合室内环控要求，自动切换供冷模式；可通过对送排风机的变频控制，随负荷变化自动调整风机转速；地下车站常规的冷源由冷机、冷却泵及冷却塔等相关设备组成，综合调控而不是简单地节约某一个设备能耗，使总效率最优化。
        2.4其他部分
        在城市轨道交通的低压用电设备中，除了照明灯具、电扶梯设施和空调系统之外，还有一些诸如广播、PIS屏这类的用电设备，此类用电设备的用电总量与前者相比较低，在过去的节能对象筛选中往往容易受到忽视，但事实上，经过长时间使用的累积，这部分用电设备的用电总量也会达到一个较高的水平。此类设备基本功能不能从根本上进行削减，但是可以通过合理安排广播、PIS屏的摆放位置、摆放密度来控制设备的总体用电量。除此之外，北方部分城市到冬季之后温度较低，为了防止温度降低影响到设备的正常运行和乘客的出行安全，一般还会有一定的供暖功能。目前的设备在这部分的节能效果较低，想要控制这部分的耗能，一般的解决思路是通过加增新型材料来提高站内的保温效果，提高这部分的电力能效。
        3提高城市轨道交通低压配电节能管理的措施
        3.1轨道交通智能低压系统
        从我国轨道交通的运营管理模式上来看，供电车间主要负责运营维护，同时对除三级负荷总开关、母联断路器、进线断路器之外的馈线进行短程监控，在运行过程中，无法实时掌控电气设备的运作情况。所以，传统的低压系统运维工作人员往往要花费大量时间对设备的运作情况进行调查，工作量相对较大。并且，因电气设备多采用传统的继电器或者接触器来实现控制，所以整个控制系统的稳定性、可靠性相对较差。随着智能技术、电气自动化控制技术的发展，控制元件、监控元件从单一的测量显示仪表，发展为集合通信模块、输出模块、输入模块的综合智能元件。应用智能控制元件的电气系统，更能够实现对电气设备的过载、缺相、定时限热、反时限热、堵转、接地、欠载、欠电压、过电压、故障报警保护，同时还能够采用多样化的启动方式控制电气设备。以电动机控制为例，可实现直接启动、三角启动、星三角启动、软启动、双速控制等，同时可对电气系统中供电回路的监控、故障分析、故障告警等，因系统功能的丰富，大幅度提升了系统的可靠性、安全性以及自动化程度。
        3.2管理措施
        虽然当前城市轨道交通的主要用电设备都已经由计算机进行智能化管理，但不可否认的是，人在整个城市轨道交通系统尤其是配电网络中的作用是无法取代的。人具有独特的主观判断，能够根据不同变量情况来分析当前的实际状态，而且大部分操作流程的最终执行还是落在工作人员之手。为保持城市轨道交通系统的低压配电网络正常运行，系统中设置了不同的工作部门和工作成员，这些成员几乎主导了整个系统的运转状态，想要达到较好的节能效果，除了对固定的硬件设备进行调控之外也要注意激励工作人员的责任心和节能意识，制定有效的奖惩制度，让参与整个系统运作的工作人员，能够更好地在日常工作过程中完成节能工作。如果工作人员在日常工作过程中没有尽到自己的职责，或者由于自己的错误操作而导致能源浪费，就要对其进行处罚，反之就要对其进行奖励。定期对工作人员进行相应的培训教育活动，在提高专业素质的同时对节能意义有所了解，并且知道在日常工作重可能会出现电能浪费的地方。让员工能够主动承担自己的工作职责，积极发现并干预一些潜在的人员浪费情况，提高整个系统人员的责任意识和工作状态。
        4结语
        低压配电网络是城市轨道交通系统正常运转的基本保障，在保障其功能和乘客服务的基本前提下，应借由科技技术的进步、管理措施的发展，通过软硬件结合的方式将城市轨道交通的节能效果进行提升，以达到节约能耗，确保落实国家节能减排工作的目标。
        参考文献：
        [1]邹凯宏.地铁低压配电节能措施探讨[J].科技创新与应用，2014（23）.
        [2]郭翔宇.基于节能视域的地铁低压配电探讨[J].铁道勘察，2016，42（3）.
        [3]程斌.地铁工程电气设计节能[J].商品与质量，2016（28）.