关于低压配电系统在地铁中的应用研究

摘要：本文通过对低压配电系统的内涵、特点、构成功能进行简述，对地铁低压配电系统的模式、控制因素、应用范围进行研究，分析出地铁低压配电系统的合理应用措施及作用影响。

关键字：低压配电系统；地铁；应用；研究

中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：

0引言

地铁低压配电系统是保障地铁运营的动力能源系统，是地铁安全运行的重要设施。低压配电系统的构成因其具有较高的稳定性和安全性，故可保障地铁连续不间断的供电需求。地铁低压系统对地铁的各个环节、各项设备进行设置及控制，从而做到地铁低压系统的事前预防，事中监测，事后总结。

1.低压配电系统的概述

1.1低压配电系统的内涵

低压配电系统的电源为重中之重，其输送线路、低压配电室开关柜、电缆线路、配电箱及负荷组成低压配电的整个系统。低压配电系统供电采用0.4KV两路独立交流电源的配电方式。低压配电系统是地铁运行系统的关键，合理可靠的配电方式是地铁运营与维护的前提和基础。

1.2低压配电系统的特点

低压配电系统对设备的技术、类型、工艺要求众多，在地铁低压配电系统的应用中，对配电设备的技术要求、系统的运行模式较为关注。低压配电系统具有对设备配置要求高、系统设备技术硬、使用及维护功能强，运行环境不稳定的特点。

1.3低压配电系统的构成及功能

低压配电系统的构成分两个模式来构成，一种是按系统而形成的配电箱、低压配电柜的分系统模式，一种是按低压配电设备、线路容量来区分的层次模式。低压配电系统无论是分系统或是分层次，其构成的要素均为配电电源、开关装置、系统受电设备及线路等。低压配电系统的电源主要是为保障地铁的正常运行；开关装置控制低压配电系统的电压和辅助设备的电路及对电能质量监测；系统受电设备及线路保障地铁低压系统的安装、铺设的安全性、准确性、可行性。[1]

2.低压配电系统在地铁上的应用

在目前的低压配电方式下，地铁车站内的设备房间、公共区布满电缆桥架，低压电缆沿桥架铺设到系统用电设备的配电箱及变电所内的低压开关柜中 ，各级负荷电源从低压开关柜接引，通过电缆向系统 用电设备配电， 以低压配电室向系统负荷采用放射式供电的模式，在低压配电室设置的进线柜和母联柜中，对两路电源进行同时供电，若一路电源发生故障时，则闭合母联开关，由另一路电源继续供电 。地铁车站的运行依据低压配电系统的存在而正常运行，车站的照明、通风、通信信号、空调等各项地铁用电设备均需要低压配电系统。低压配电系统为用电设备提供可靠、安全的工作电流，保障设备供电过程中的高效、合理。低压配电系统中的电源、断路器、电缆、线路等设备的正确安装、使用，完善低压配电系统的运行状态.[2]

2.1地铁低压配电系统的模式

低压配电系统向小型化、多功能方向化发展，低压配电系统模式以地铁运行状态来归纳，分为低压配电电源分线路供电与母线电源分开运行，各自承担电源、电压负载的安全运行模式；低压配电电源出现故障，两路电源以断开或闭合来负载运行及手动指令控制的故障模式。地铁低压配电系统根据用电性质的不同，分为以降压变电所为主组成的动力照明供电系统和由牵引变电所为主组成的牵引供电系统。低压配电系统中的主变电所是轨道交通系统的能源，降压变电所是地铁动力照明的电源来源，而牵引变电所是为地铁提供适应的电源。[3]根据设计分界规定，降压变电所与车站动力、照明供电分界点为0.4kV开关柜引入端。 本车站动力、照明供电设计范围包括：降压变电所及跟随所、环控电控室0.4kV低压配电系统及全车站的动力设备、照明供电和控制设计，相邻的各半个区间、出入段线动力设备(含区间照明)的供电设计。

2.2地铁低压配电系统的控制因素

地铁低压配电系统受接线方式、设备选择、安装、线路铺设等因素的控制，其中受接地方式的控制较为明显。地铁低压配电系统的接地方式以地铁配电电源端，地铁低压配电设备外装置可导电部分与地接触的关系来判定。我国的地铁接地方式大部分采用三相五线制系统，此方式解决地铁地下结构的钢筋自然接地。本站设有综合接地网，接地电阻小于0.5Ω，采用TN-S系统（如图1所示），动力设备的外露可导电部分均与PE线可靠连接，配电箱、切换箱、控制箱、保护钢管等均作与就近的PE线可靠连接。

图1 TN-S系统示意图

2.3低压配电系统在地铁应用的范围

低压配电系统在地铁中的应用范围涉及广泛，主要遍布在配电柜、电缆线路和配电箱等系统设备中。地铁车站中的电源配置情况，供电负荷程度和控制车站照明负载模式，承载着地铁正常营运的安全，而低压开关柜对地铁的电能及系统设备使用起着保护功能。

3.地铁低压配电系统的研究

3.1低压配电系统在地铁应用中的作用

低压配电系统在地铁中的应用主要表现为低压配电网智能化的应用，其主要的智能设备包含智能低压柜，智能仪表，电气火灾集成监控，监控组态软件（SCADA监控）等方面。智能低压柜接受并分配电能，对电气具有保护作用；智能仪表采用交流采样，具有不受谐波干扰和光电隔离的效果，对于低压配电系统的稳定起到至关重要的作用；电气火灾集成监控系统对地铁低压配电系统的运行进行监控，对电能的质量及消耗程度进行控制及统计分析，预防电气发生火灾并对设备状态进行报警处理；监控组态软件（SCADA监控）主要由进行数据处理的服务器与硬件设备通信系统和负责数据采集的软件系统组成，对地铁低压配电系统提供有效的技术支持，易于系统的运行效率及日常维护。低压配电系统对供配电回路及设备起着控制、保护、监视、故障诊断的作用，若地铁在营运过程中发生故障，低压配电系统中的供电会根据智能化的控制要求提前进行预判及紧急报警，为乘客自救或其他部门进行营救赢得时间。 [4]

3.2地铁低压配电系统的合理应用措施

地铁低压配电系统在设计时，需安装三相变压器的变压器，这样在供电过程中可减小设备间的相互交叉影响，达到负载的平衡，在低压配电系统线路的铺设前，需考虑线路铺设的长短、设备使用的频繁程度，增加低压配电系统的电压变流器的脉动数，减少谐波值，从设计、安装的根源上减小地铁低压配电系统的影响。[5]

3.3低压配电系统在地铁应用上的影响

低压配电系统可对地铁设备进行直接控制和车站综合控制，地铁低压系统中的开关柜可对地铁设备元件进行过载保护及其它特性的保护功能，车站照明系统用电归属于低压配电系统中，对地铁照明设备的控制能保障照明系统的稳定可靠运行。地铁的配电系统是地铁运行的一大重点，其低压配电系统是直接向轨道交通中的其它系统提供电能的重要子系统，同时还负责监测控制通风空调、给排水和照明等设备的运行状态。地铁中智能低压配电系统不仅保证地铁运行的安全可靠，也实现了对地铁整体运行设备的管控，低压配电系统对地铁设备的控制更加的简化，加快地铁的可智能化发展进程。[6]

4.结束语

低压配电系统是地铁运行供配电的一个重要环节，对于地铁中的各项低压用电设备的技术要求尤其高，从而以高技术、高安装、高维护的“三高”原则来保障地铁低压配电系统的安全、正常运行。低压配电系统提高了地铁设备运行的自动智能化程度，缩短了地铁低压配电系统的安装及调试运行时间，对地铁设备系统的维护起到不可或缺的作用。

参考文献：

[1]瞿刚、刘林、刘进.低压配电系统的安全.云南水力发电[J] .2005. (04):1-3

[2]徐士勇.智能化低压配电系统的设计.低压电器[J]. 2003. (01):2-3

[3]赵狄飚.浅析低压配电系统的方式.广东建设报[M].2000:17-21

[4]徐凤芝、王光.低压配电系统中漏电的危害性及防范措施.科协论坛(下半月) [J].2007. (04): 1-2

[5]刘敏.地铁变配电系统的工程设计研究.湖南大学 [M]. 2006:39-53

[6]张振宇.地铁低压配电系统的设计与配合.电气技术 [J] .2010. (11): 1-2