地鐵供電系統節能降耗技術分析

導語：地鐵供電系統節能降耗技術分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：現如今，緩解城市交通壓力的首選為地鐵，高效運用低壓用電控制系統，可以緩解城市交通壓力，也可以控制能源消耗。今后研究的方向主要集中在逐步強化地鐵低壓用電系統的科學化運用，以及全方位提高車輛運行所衍生出來的社會效益等方面，從而確保城市地鐵供電系統節能降耗工作的順利推行。鑒于此，本文主要分析地鐵供電系統節能降耗技術應用。

關鍵詞：地鐵；供電系統；節能降耗；技術

當下，地鐵建設的重要性不言而喻，處在新經濟常態之下，農業、工業與商業均得到了很好的發展。21世紀，我國諸多省會城市均建起地鐵，且一些二線城市也在紛紛建設。由此可以得知，地鐵為緩解交通壓力的關鍵對策，經過多年的發展，地鐵已經發展成為學生、上班族首選的交通工具。

1地鐵供電方式分類和選擇

1.1地鐵供電方式綜述

供電應安全、可靠、節能、環保和經濟適用。地鐵供電系統是由電力監控系統、動力照明供電系統、牽引供電系統、主變電所、外部電源等構建而成。其中牽引供電系統由牽引變電和牽引網構建而成，動力照明供電系統則由動力照明配電系統和降壓變電所組成。廈門地鐵供電系統的外部電源基本上選用的是集中供電的方式，110/35kV兩級供電電壓等級。設置主變電所，35kV中壓供電網絡通過雙環網方法，牽引與降壓混合供電網絡。牽引供電應用的是走行軌回流、DC1500V架空接觸網饋電的方法，全線設置牽引變電所。變電所35kV母線通過單母線分段接線的方法；牽引變電所直流母線運用單母線接線方法。牽引變電所設置再生電能運用裝置，變電所設置直流母線運用單母線接線的方法，牽引變電所設置再生電能利用裝置，變電所設置綜合自動化系統。地下段接觸網運用剛性懸掛，地上段則選用的是柔性懸掛。全線設置的是雜散電流監測系統，接地則選用的是綜合接地系統方法。全線設置的是供電運行安全生產管理系統。

1.2集中供電方式及其選擇

集中供電方式是指在地鐵線路沿線設置變電場所，該類變電場所適宜運用在系統供電之中，通過對接入的高壓電進行有效的處理供地鐵系統運行使用，將其變壓為35kV，在滿足電壓等級后可將其直接應用于地鐵線路供電。集中供電方式主要是通過變電所的建設完成地鐵系統供電，這種供電方式不需要設置附屬變壓器，但是對主變壓器要求非常嚴格苛刻。

1.3剛性接觸網

該接觸網是通過接觸線、匯流排等組建而成，其最大優勢展現在占用空間小、不需要張力補償等方面，同時也是目前地鐵供電系統之中最為常用的設施之一。剛性接觸網類型繁瑣，涵蓋π、T（實則為接觸線和匯流排形成的形狀）、第三軌道接觸軌等諸多形式。目前，地鐵運用的接觸網形式就是第三軌道接觸軌。剛性接觸網在地鐵之中大范圍運用，除具備上述特征之外，和性能也有著直接聯系。

1.4柔性接觸網

①基礎支柱該部分主要是起到承受負荷的作用，且要將接觸懸掛固定在相應的高度與位置。②支持裝置其作用實則為支持接觸懸掛，且將解除懸掛在機械負荷傳輸到支柱裝置，隨即予以固定維持。腕臂、接觸懸掛零件、水平拉桿、絕緣子均被稱之為支持裝置。③定位裝置可以固定接觸線的橫向部位，將接觸線的水平線定位控制在受電弓滑板的運行軌跡之中，進一步保障接觸線與受電弓之間不會發生脫離的情況，避免電弓出現不同程度磨損的情況，另外還可以將接觸線水平負荷傳輸到支柱。④接觸懸掛裝置該裝置可以從牽引變電所之中獲取電能傳輸到電力機車之中。接觸懸掛裝置主要涵蓋彈性吊索、接觸線、補償器與相應的連接零件。

2地鐵供電系統電能消耗分析

2.1牽引供電系統在運營中的電能消耗

牽引供電系統是由回流線、鋼軌、牽引網與牽引變電所等組成，電能消耗實則就是通過電客車牽引所出現的消耗，這屬于城市軌道交通供電系統能耗中的重要部分。在城市軌道交通運營之中，牽引能源消耗和地鐵運行時長、速度、線路坡度、載客量以及行車間隔等之間有著直接性的聯系。

2.2動力照明供電系統在運營中的電能消耗

1）在地鐵的通風制冷、給排水系統方面的能源消耗位列牽引供電系統的能耗之下，這兩個系統主要包含了污水泵、消防水泵、各大風機、冷凍泵、冷卻泵、冷水機組等，可見所消耗的能量不容小覷。另外在地鐵運營的過程之中，空調通風制冷系統會處在一個固定的運行模式，能源消耗會更大，基本上是單一化的運行模式，這勢必會縮減使用壽命，使地鐵空調通風系統所消耗的能量變大。2）地鐵門梯系統能量消耗。如今，地鐵的規模逐步擴大，設備多，各地鐵站所運用的地鐵種類大同小異，像是貨梯、客梯、自動扶梯與雜物梯等，這部分電梯與扶梯設備在運用的時候要維持在啟動的狀態；各地鐵車站的站臺在運營時期依照電客車的出站情況來隨時開關，這部分大型動力設備運用勢必會消耗諸多電能。3）地鐵照明系統能量消耗。針對整個地鐵運營來分析，地鐵照明系統尤為關鍵，所產生的能源消耗也相對較大，其中的照明裝置種類繁多。由于地鐵車站通常都處于地下，照明設備不僅設置在站臺、站廳之中，也會設置在電纜通道、隧道區間、辦公區域、設備房等，且一般都是全天候不間斷照明，相應的照明電能所產生的消耗巨大。4）其他系統消耗電能。在地鐵運行中的弱電設備主要為綜合自動化、自動手售檢票、地鐵信號等系統，然而為了確保諸多弱電系統設備的穩定化運行，務必要保障全天候不間斷供電和弱電設備蓄電池充電，雖單個設備的用電量不足，但各系統設備相對較多，綜合用電量很大。

3地鐵供電系統節能降耗技術應用

3.1實現地鐵低壓供電系統的智能化

地鐵低壓控制系統是技術層面改造，可以降低運行成本，且強化能源利用率，從而達到節能降耗的目的。地鐵應用的智能低壓配電系統可顯著提升整個地鐵供電與低壓配電的安全可靠性，以智能化的方式來合理控制地鐵動力負荷用電。對于智能低壓配電系統進行分析研究，必須遵照GB50157—2013《地鐵設計規范》，在低壓控制之中來應用智能開關、PLC控制器、智能化數字儀表、太網網關等，在進線斷路器、母聯斷路器、三級負荷總開關遙測與遙控的基礎上，進一步拓展反饋回路的遙測與遙信功能。

3.2電梯以及自動扶梯系統的節能

地鐵要設置相應的扶梯和客梯，在進行設備選擇的時候得要盡量選用節能產品。這樣一來，便可以達到能耗的最小消耗，由此提高低壓供電系統的節能成效，扶梯牽引功耗也會隨之降低，進而節省電力資源，另外也可以減小磨損程度，有效延長扶梯的使用壽命。在設置客梯的過程之中，要遵照節能理念，設置無機房電梯，無人使用的時候電梯可以自動反饋到基站層，在有人用的時候，將處在待機狀態之下的電梯予以喚醒，該類設置保障在無人使用的時候達到最低的能耗。

3.3空調節能

①注重各方面之間的高效配合例如，在站臺層排熱風位置，縱梁受軌頂排熱風影響，需選用單柱形式。②重視運營方面的節能地鐵客流在各大時間段的差異很大，所以得要通過變頻控制對策來控制風系統與水系統，降低運營方面的能耗。③在最初施工的時候明確土建施工規模，可為后續的安裝管線預留奠定基礎，比如在初步設計環節，可以對車站站廳與站臺凈高實施統一處理，站廳凈高控制在4.80m之內，站臺凈高控制在4.50m之內。

3.4照明系統的節能措施

在整個地鐵能耗之中，照明能耗至關重要，減小照明能耗便緩解了地鐵節能的最大能耗，可以通過以下幾點來實施。1）照明附件與照明光源的選擇地鐵站不得再用粗管徑照明光源而是運用細管徑光源，像是T5、T8等，可以在并不會影響照明度的層面進行節能；各直管熒光燈均要設置鎮流器。目前在地鐵之中配備的是普通電感鎮流器，為了達到節能降耗的目的，選用節能型電感鎮流器或是電子鎮流器。2）公共區域照明基本上可以劃分為正常、廣告、導向、應急以及停運照明等，依照各自情況的不同來設計回路，且在各回路之中設置接觸器，將環境情況與監控措施、接觸器所形成的接觸信號連接起來，依照環境變化情況來控制回路照明。

3.5電扶梯和風機系統節能

在地鐵低壓配電系統之中，能耗最大的為電扶梯與風機系統，且運行時間長。電扶梯系統可選用變頻技術，實施分時化管理，達到自動化變速的目的，在客流高峰的時候進行高頻率運轉，非高峰時段人流量較小的時候便可以轉換為低頻率運轉，在無人乘梯的時候將供電頻率降到最低，由此降低能源消耗，不但可以節約客流通行時長，還可以實現節能降耗。另外在通風空調系統之中運用變頻技術，替代了之前較為傳統化的風機風量與給水量的控制功能，以變頻調速調節流量，減少電能消耗。結合統計分析得知，在通風空調系統之中運用變頻技術，基本上可以節約20%～50%電能。

4結語

目前，在地鐵低壓供電系統之中，想要實現節能降耗目標，需通過智能化低壓控制系統，再輔以行之有效的對策來全方位監控地鐵低壓供電系統的運行情況，由此來進一步提升地鐵低壓設備的運行效率，從而實現節能降耗的目的，確保地鐵更為安全、穩定、可靠地運行。

參考文獻：

［1］許昕.地鐵牽引供電系統節能優化設計研究［D］.北京：北京建筑大學，2019.

［2］朱龍佳.地鐵供電系統節能降耗技術應用的探討［J］.電氣化鐵道，2019，30（3）：75-78.

［3］楊芝文.地鐵低壓供電系統節能降耗淺析［J］.技術與市場，2017，24（7）：107-108.

［4］張楊.地鐵低壓供電系統節能降耗措施分析［J］.科技創新與應用，2017（12）：239.

［5］朱麟.地鐵低壓供電系統節能降耗意義淺析［J］.科技創新導報，2016，13（19）：30，32.

作者：吳凡 單位：廈門軌道交通集團有限公司