冯宝
贵阳市城市轨道交通集团有限公司运营分公司，贵州 贵阳 550000
摘要：城市轨道交通供电系统的节能降耗一直以来受到业界人士的高度关注，提出了各类节能降耗实施方案，但其思路大都重点放在了设计和建设阶段。在满足运营要求的前提下重点考虑节能指标。由于不同的地区气候条件不同，运营线路客流量不同，商业及办公模式也有所不同，因此，分析运营阶段能源需求，采用相应的管理手段也是实现节能降耗的重要措施。
关键词：地铁供电系统；节能降耗技术；应用
1 地铁供电系统节能降耗的遵循三项原则
在地铁系统中，一些日常设备系统，诸如电源系统、灯控系统以及空调系统等，均需要依靠地铁供电系统的供电才能够正常运转，并且在不同时段下，不同系统对供电的要求也各不相同。例如在夏天，空调系统对供电的要求要比其他季节高；在晚上，灯控系统对供电的要求要比白天高。所以，在地铁供电系统建设中，应当将实际供电的电源与需要的电源相统一，才能够确保地铁供电系统的安全可靠运行。而为了达到这一目的，需要遵循以下三项原则：（1）安全性原则：在地铁运行过程中，实际的供电指数往往需要达到一定标准，若低于电源标准指标会导致地铁发生负电压作业，若高于电源标准指标则容易引起一些安全事故，所以必须要在标准指标下进行运输，这样才能够确保运行安全；（2）效益性原則：节能是现代的一个重要话题，随着节能理念在各行各业中的运用，地铁供电系统也应当要紧跟时代要求，积极采用各种节能措施，严格遵守节能规定，注重低碳化，提高效益；（3）智能性原则：地铁供电系统中的各类供电设备在应用过程中，都必须要遵从于科学智能型的原则，即通过总开关来对其他开关进行同时控制，这也是地铁系统的未来发展方向之一。
2 地铁供电系统电能消耗分析
城市轨道交通供电系统负责提供车辆及设备运行所需的电能，主要由高压供电源系统、牵引供电系统和低压配电系统3大部分组成。其中高压供电源系统主要是从城市电网引入110 kV等级电压，通过主变电所降压后分配给降压所和牵引所，为电客车和动力照明设备提供电能，该部分的电能消耗主要为设备运行中的线路损耗、空载损耗、热损耗等，已在设计阶段有所考虑。本文以贵阳地铁某线路为例，主要分析运营阶段牵引供电系统和低压配电系统的电能消耗问题。
2.1 牵引供电系统在运营中的电能消耗
牵引供电系统由牵引变电所、牵引网、钢轨、回流线等部分组成，其电能消耗主要为电客车的运行牵引消耗，同时也是城市轨道交通供电系统中能源消耗的主要部分。在城市轨道交通运营中，牵引能耗主要与行车间隔、载客量、线路坡度、运营速度和运营时间等因素有关。
2.2 低压配电系统在运营中的电能消耗
在轨道交通运营阶段，低压配电系统的能耗具体有如下几个部分所构成：（1）地铁通风制冷、给排水系统能量消耗；（2）地铁门梯系统能量消耗；（3）地铁照明系统能量消耗；（4）其他系统消耗电能。
3 轨道交通供电系统节能设计
3.1 牵引、降压变电所设置与牵引变压器容量确定
牵引变电所通过直流快速断路器分别向上下行接触网供电，以保证列车安全可靠地运行。牵引变电所设置双牵引整流机组双边供电，牵引网电压质量好，能耗低。两套牵引整流自足接在同一段中压母线上，构成等效24脉波整流，利于谐波治理。整流机组应尽量保持负载平衡，降低阻抗电压的不平衡度。降压变电所将中压电能转换为低压电能，向区域内所有低压用电负荷提供电源。兼顾节能与节省投资，降压变电所应尽量靠近负荷中心，尽量减小配电电缆长度，减少线路损耗。
3.2 照明系统节能
在地铁系统中，照明系统是造成能源浪费的一个重要因素。合理地对地铁照明系统加以改造，能够有效地减少因为照明而造成的能源消耗。
一方面，地铁的照明系统要为乘客营造一个良好的乘车环境，保证乘客的正常出行不受到影响；另一方面，也要减少不必要的地铁照明，合理地对地铁照明系统加以控制，使地铁照明系统能够根据环境的实际情况来进行调整 ，从而制定出最节能的照明方案，使得因照明而产生的能耗降到最低，所以照明系统节能也是地铁低压供电系统节能降耗的一个重要措施。
3.3 空调节能
通过对节能低压设备，在地铁之中运用变频空调能够在国家能源持续利用方面做出一定的贡献。运用微电脑智能控制，调整地铁通风空调系统自动适应负载，能够促进电网功率因数的提升并降低对能源的消耗，实现20%之上的节电率。同时还可通过变流量节能技术对空调水系统予以节能改造，在保留原有继电接触器控制线路的基础上运用PLC编程对中央空调进行控制，降低投资。
立足于VC++6.0软件对程序进行编程，除了具备结构清晰、运行结果稳定的特点之外，还能够降低对电力资源的消耗。就空调系统节能改造而言，可结合空调系统特点，通过网络通讯技术、智能自控技术及先进控制软件升级改造地铁内空调水系统；运用节能控制系统对空调系统予以节能控制，通过网络对实时耗能信息进行收集，实现对不同设备用电的准确分析比较，实现闭环控制；对节能控制措施进行优化，实现远程故障报警，能够在降低变频空调安全故障的基础上及时对存在故障的变频空调进行维修，进而降低由于机器设备故障而引起的能源浪费。
3.4 地铁低压供电系统中屏蔽门以及空调通风系统节能措施
屏蔽门是地铁车站的一个重要的装置，车站的屏蔽门对于地铁的环境具有很重要的调节作用，如果没有屏蔽门的安装，那么就会导致很大的能源消耗，如果进行屏蔽门的安装，那么对地铁外部和内部就起到了一定的隔绝作用，此时就可以有效的控制室内的温度，减少空调系统的能耗问题，保证地铁低压供电系统可以平稳的运行。对于通风空调来说，其方案可以设计为以下几点内容：
（1）注重方案之间的相互配合。例如，站台层排热风处，纵梁对于轨顶排热风管接会产生一定的影响，因此，可以介入排热风管并在排热风室处选用单柱形式。
（2）注重运营节能措施。地铁客流在不同的时段，差别较大，因此选用变频控制措施控制风系统和水系统，可以大大的降低运营的能耗问题。
（3）可以通过增大卫生间排风量的换气次数，避免卫生间臭气出现外溢现象。
（4）在施工之初就要首先明确土建规模，更好的为后期的管线安装运营预留做好准备，例如在初步设计阶段，可以采用对车站站厅和站台净高进行统一，站厅净高不应当低于4.80m，站台净高应不小于 4.50m。
3.5 供电系统安全故障预防
地铁运行过程中使用低压电器设备容易出现问题，并且故障是多样化的，其中涉及附件的突发性故障、辅机电源停电、发电机绝缘故障、电液转换设备停止运行故障等，使得地铁的运行受到了严重的影响。设计地铁低压供电系统时，需要实现节能减耗的目的，科学地使用综合监控技术，使得低压供电系统的问题能够得到有效的监控，并科学报警。此外，需要将报警情况进行记录归档，利用系统主机有效地控制处理低压供电系统的故障，使得地铁低压配电更加智能化、灵活、协调。对于地铁低压控制系统的关键位置需要定期维护清理，将沉积物清理干净，使得地铁低压控制系统能够得到高效利用，对地铁低压控制系统进行有效的控制，使得系统能够更加安全、可靠地运行。
4 结语
城市发展中，地铁是极为重要的内容，能够为人民群众提供良好的交通运输环境，减少人们的出行时间，得到了广大人民群众的欢迎。地铁主要是依靠电力能源进行运输的，比如车站、空调、照明、电梯系统等。在城市地铁运输过程中，需要提高对低压系统节能降耗的重视程度，更好地为地铁行业创造更大的经济以及社会效益。
参考文献：
[1]朱麟.地铁低压供电系统节能降耗意义浅析[J].科技创新导报，2016，13.
[2]艾绍腾.谈低压配电在地铁中的节能效应与应用[J].建筑工程技术与设计，2016，11.