孙文洁
上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司
摘要：有轨电车车辆基地中动力照明专业的设计与一般民工建筑相比，设计接口繁多，需考虑与工艺专业、车辆用电等的匹配，同时，动力配电设计应对各库房内多种工艺设备的使用有充分的了解，以保证配电方案合理及用电安全。照明配电设计还应考虑不同功能用房的照明需求，选用合适的灯具和控制方式并满足相应的照度要求。通过诸多节能减排的优化与创新，以合理利用资源，减少环境污染，贯彻 “绿色交通”设计理念。
关键词：有轨电车；车辆基地；动力照明系统
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1[] 引言
优先发展公共交通是我国重要的交通发展战略，目前，国内各大城市已基本形成以轨道交通网络为骨干交通、常规公交为补充的公共交通系统。已有的发展经验表明，在以轨道交通为对外交通的区域，仅依靠常规公交难以解决区域的内部交通。因此，需要在轨道交通与常规公交之间建立中间层次的公共交通系统，来满足城市内部交通的较大容量的快速客运交通需求。有轨电车就是一种合适的中运量公共交通系统制式选择，可以与轨道交通、地面常规公交形成层次合理的公共交通体系，提高公交网络的整体效益。有轨电车具有快速、高效、舒适、环保、安全、美观等特点，它作为中间层次公共交通系统的制式之一，成为近十年来轨道交通多元化发展的主力军之一。
武汉东湖国家自主创新示范区有轨电车T1T2试验线工程（运营后更名为：中国光谷量子号有轨电车），线路全长35.5公里(含共线段2.5公里)，设站47座(含共线站3座)，其中T1线全长15.9公里，设站22座；T2线全长19.6公里，设站25座。光谷量子号有轨电车T1T2线是无接触网制式有轨电车建成线路长、技术标准高、运营交路多的智慧交通项目。线路采用100%低地板超级电容供电制式车辆，最高运行速度70km/h。
武汉东湖国家自主创新示范区有轨电车试验线于2018年4月1日开通试运营，两线一体化建设，并呈现网络化运营格局，日均负荷强度约在0.1万人次/公里日，运营效益良好，2020年以“公共交通工程”入选中国工程土木学会官网第十八届中国土木工程詹天佑奖，是全国首家有轨电车项目获得本殊荣！
流芳车辆基地是有轨电车T1线的大本营，主要承担列车的停放、运用、列检和一般故障处理，包括场内的行政管理、技术管理及通信设备的维护管理工作。动力照明系统则对车辆基地，尤其是总控制中心的高效管理提供全面的基础保障作用。
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2 动力照明设计重难点
整个有轨电车设计是一项复杂的多种专业相配合的综合性工程，车辆基地动力照明设计是其中不可缺少而又相对独立的一部分。电气系统的安全、稳定运行对有轨电车的正常运营有着重要的影响。
动力照明系统设计范围是从车辆基地变电所配电变压器后的低压开关柜及变电所交直流屏馈出起，至车辆基地内各个单体建筑设备（通风、空调、给排水、工艺设备等）配电与控制、照明布置及其配电与控制、动力照明设备的保护、防雷与接地等。呈现设计接口繁多、配电方式多样化两大特点。
2.1 设计接口繁多
动力照明系统与车辆基地内的众多相关专业密切配合，是其保障车辆基地，尤其是总控制中心高效运转的外部基础，所以在实际设计与建设中，动力照明系统应加强与相关专业的接口设计。
1）与降压变电所专业接口
接口在降压变电所0.4kV开关柜开关下端头，馈线电缆由停车场动力照明专业设计；0.4kV开关柜及以上部分由供电系统专业负责；低压变电所内的设备接地与建筑物防雷接地共用接地网，变电所的接地母排和接地网由动力照明专业设置；但由于施工过程中，面临着相关专业方案的局部修改，有时候运营管理部门的要求，导致动力照明专业的相应局部修改，导致接引回路的功率或者电缆截面的变化，就会造成低压柜出线回路开关不匹配、出线回路增减，接引回路的调整等，供变电施工单位与动照施工单位往往不是一家的情况下，就导致施工接口的扯皮、推诿。
2）与综合监控、FAS、通信、信号等设备系统的接口
接口在电源箱或电源切换箱的出线开关下口，电源箱或电源切换箱由动力照明专业负责动力照明专业为各系统提供接地端子接口，位置在接地端子排（箱）的端子排上，接地端子排（箱）由动力照明专业提供。接地端子排（箱）至各设备系统专业的接地电缆设计由相关专业负责。接地端子排（箱）位置按设备专业要求设置。由于弱电系统往往入场设备迟，动力照明施工单位已经将配电箱安装到位，而弱电设备安装也随心所欲，导致弱电设备至配电箱之间的电缆长度不够，加大施工配合难度
3）与通风空调设备的接口
接口在通风空调设备的电源进线端。现在建筑单体对新风机及火灾通风要求很高，阀门增多，控制要求提升，对动力照明配电控制的要求增加，施工配合中经常导致接口不对应如控制点位置不对，控制方式不对，与FAS、BAS的控制界面划分混乱等。
4）与给排水系统的接口
接口在各水泵控制箱进线端，水泵控制箱由水泵厂家自带，动力照明专业负责水泵控制箱的电源。近年来各地方消防部分验收对消防泵控制柜的设置不一致，导致消防控制柜设计时需要根据各地消防验收来做变更，对消防控制柜中标厂家也是考验；另外新科技也不断涌出，人们对生活的便利也提出了更多的要求，造成接口的增加。
5）与建筑专业的接口
动力照明专业对建筑专业提出设备用房、电缆沟（井）及管线敷设路径等要求；对建筑专业提出洞、管的位置及尺寸要求，由建筑专业统一向结构专业提出，由土建专业一并考虑并实施。在施工过程中，运营公司及业主会有一些修改意见，过程中会导致建筑专业的修改，这样也会导致动力照明专业的相应修改，增加专业接口配合难度。
6）与结构专业的接口
动力照明专业向结构专业提出设备荷载的要求，由土建专业考虑并实施。目前，车辆段与商业开发结合设计已是普遍做法，这就增加了接地设计接口难度，商业开发也经常是远期预留，但结构基础设计在车辆段设置时就应该预留，这样，动力照明专业在接地设计时需要考虑商业开发部分的接地预留条件，在图纸中也需要充分说明区分，以便日后商业开发的利用。
2.2 配电方式多样化
有轨电车走行于城市中，车辆基地规模倾向于集约化，动力照明设计简约轻巧，且更加注重与市政系统的相匹配与融合。
大型动力设备的配电以放射式配电为主[1]，小型动力设备以链式和树干式相结合的配电方式。与变电所距离较远的零星小单体建筑之间距离较近的建筑采用树干式配电方式，减少室外电缆的数量。定修段内各场所根据用电负荷的容量及负荷分区，分别从定修段内设置的牵引混合低压变电所接引一路或多路低压电源。
3 动力照明配电设计
3.1 负荷分级及供电方式
根据用电设备的重要程度，动力照明负荷划分为三级。
一级负荷为通信、信号、火灾自动报警系统、变电所操作电源、消防水泵、排烟风机及其风阀以及其它与防灾有关的负荷等。由变电所两段低压母排各馈出一回路，末端切换。
二级负荷为生活水泵、联合检修库及运用库的动力照明设备等。采用一路电源供电，正常时由变电所两段低压母线的任一段供电，当任一路进线电源或变压器故障时，低压母联断路器投入，由另一段母线保证供电。
三级负荷为空调机组、室外照明、宿舍等照明及工艺维修插座、动力维修负荷等不属于一、二级负荷的用电设备，且停电后不影响正常生产运行的负荷。由一路电源供电，当任一路进线电源或变压器故障时，三级负荷可自动切除。
3.2 照明配电设计
根据设计及运营经验，场内照明一般分为室内照明、室外道路照明、道岔区照明。
照明配电采用放射式和树干式相结合[2]、以放射式为主的配电方式。
1）各建筑物室内照明主要包括一般照明、应急照明，有检修坑的场所，坑内设安全电压照明（AC36V）。
2）运用库、联合检修库等大库内的应急照明不作为正常照明的一部分，其余需要设置应急照明的场所的应急照明均作为正常照明的一部分。变电所应急照明采用交直流屏供电，库房内应急照明采用自带蓄电池的灯具。
3）照明电源由牵引混合低压变电所低压馈出柜供电，通过电缆分别引至各库房、办公楼等总照明配电柜（箱）。
4）在综合楼、运用库等大库、室外设置智能照明系统。
照明标准通常可按下表选取[3]。
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4 设计方案优化
武汉东湖有轨T1线与前两年我公司设计的另外一条有轨电车相比，由于设置了智能照明控制系统及电气火灾安全监控系统，在节能及电气火灾安全管理方面更能完善。
1）增加了智能照明控制系统
智能照明控制系统主要适用车辆基地内的综合楼、停车库、运用库等照明集中场所。为满足运营管理及节能要求，车辆基地内独立设置一套调光控制系统，对正常照明进行多种模式的调光控制管理。系统由一套智能照明控制主机，设置在各配电箱内的就地控制器，设置在现场的照度传感器以及双绞屏蔽线或光纤组成。控制主机设置在有管理人员值班的综合楼管理室，软件系统采用Windows操作系统，系统可根据室外光线的强弱、时间的设置来自动调整室内照度，也可以根据运营需要人工手动来调整分区照明，满足多需求需要，从来达到照明绿色环保节能。
2）增加了漏电电气火灾监控系统
漏电电气火灾监控系统对建筑物整体供配电系统进行全范围监视和控制。
系统由监控主机、剩余电流探测器（含采集器等配件）、通信网络及系统软件组成。该系统用于监测低压配电系统中剩余电流相关参数项，并通过监控主机对采集的检测数据集中管理，当被监视线路中探测参数超过报警设定值时能发出报警信号和控制信号并指示报警部位。
系统利用布置在变电所400V开关柜及各个建筑单体配电柜（箱）内的剩余电流探测器进行剩余电流监测（柜内预留安装空间），探测器将其探测信号上传到监控主机。监控主机实现对各监控回路探测信号的处理、报警、显示、统计、管理、通信等功能，并将报警信息通过RJ45接口（通信协议TCP/IP协议）上传到上级监控系统。
通过漏电火灾监控系统的设置，能第一时间监测到电力线缆的剩余电流，从而避免发生电气火灾，保证车辆段的正常安全运转。
3）落实绿色节能创新
车辆段采用光导系统，利用光伏发电，照明配电室均尽量设置于用电负荷中心，以减小电缆长度；确定合理的电缆截面[4]，以达到减少配电线路电能损耗的目的；电气设备采用低损耗型设备，以减少电压损失，保证供电质量；照明灯具采用高效、节能、“绿色”光源。通过诸多节能减排的优化与创新，以合理利用资源，减少环境污染，贯彻 “绿色交通”设计理念。
5 结论
优先发展公共交通是我国重要的交通发展战略，有轨电车作为一种快速舒适、安全环保的轨道交通工具在世界范围内被普遍推广，近十年来也在我国各地广为建设。有轨电车车辆基地动力照明系统对车辆基地，尤其是总控制中心的高效管理提供了全面的基础保障作用。设计中应注重接口衔接及配电方式多样化选择，同时通过智能照明控制系统、光导系统等的研究与引入，使有轨电车车辆基地动力照明系统更加绿色、节能、高效。
参考文献：
[1]民用建筑电气设计标准:GB 51348-2019[S].北京：中国建筑工业出版社，2019．
[2]低压配电设计规范:GB50054- 2011[S].北京:中国计划出版社，2011.
[3]建筑照明设计标准:GB50034-2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2013．
[4]城市轨道交通照明:GB/T16275-2008[S].北京:中国标准出版社，2008.
作者简介：孙文洁（1982-），女，工程师，轨道电气工程。