论地铁车站低压供配电方案

张　勇

[摘要]通过对地铁车站设置变电所和低压室角度出发，阐述地铁低压供配电的几种方案，并介绍隧道风机的供电方案。

[关键词]地铁车站 低压供配电 一所式 两所式 一所一室式 隧道风机供电

中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0220035－01

一、概况

随着我国经济的快速发展，国内地铁建设的高潮此起彼伏。地铁建设工程浩大，投资惊人，平均每公里建设费用约为3-5亿元人民币，其中车站低压供配电方案对车站的规模影响很大。根据不同线路和车站情况，合理选择供电方案、降低工程投资是供配电设计的关键。

二、地铁配电要求及供电系统组成

（一）配电要求。地铁车站的用电负荷巨大，一个标准车站的用电负荷约在2000kW左右，分为动力和照明负荷，其中环控动力负荷约占总负荷的一半，根据其重要性分为一、二、三级。《地铁设计规范》(GB50157-2003)14.5.2条文说明：大容量设备或负荷性质重要的用电设备宜采用放射式配电；一级负荷均采用放射式配电，二三级负荷采用放射式或树干式配电，链接的配电箱数量不超过三级；通风和空调设备容量大，在其设备集中处宜设置环控电控室集中配电；三级负荷采用单电源供电，火灾状态下将其切除。

（二）供电系统的组成。地铁供电系统由主变电所、牵引供电系统、降压变电所、电力监控、及动力照明系统组成。一般一条地铁线设置2-3个110kV/35kV主变电所；根据车站间距离，每2-3个车站设置一座牵引变电所。由于车站用电负荷大，车站间距离远，每个车站至少设置一座降压变电所。当车站牵引所和降压所都设置时，两个变电所合建为牵引降压混合变电所。根据车站规模及负荷分布情况，一个车站可设置一个降压所，1-2个跟随式变电所。

三、变电所设置型式

设置原则。地铁降压变电所的设置，主要考虑供电要求和经济性，设置在负荷中心处，供电距离最短。在民用建筑设计中，多设置变电所，可以减少低压电缆的数量，降低工程造价和电压损失。但是在地铁里，由于地下空间的开发费用很高，变电所的设置不能依照民用建筑设计多设置变电，需综合考虑供电要求及做经济比较。

车站变电所的设置，可分为一所式、两所式、一所一室等。

1．一所式。一所式就是车站只设置一个降压变电所，设置在车站负荷中心处。一般车站设备及管理用房设置在车站两端，一端管理及设备用房和环控用电设备较多，为重负荷端。降压变电所一般设置在重负荷端的站厅或站台，即负荷中心处。这种情况适用用车站长度不太长（一般不大于250米），非变电所端用电负荷不多的情况（不超过1000Kw）。整个车站所有用电负荷由降压所供电，远端用电负荷由于距离不是很远，增加的电缆费用低于设置两所增加费用。

下面以笔者在西安地铁一号线五路口车站为例分析测算：车站长195米，设置一个变电所，增加电缆费用约83万元人民币；设置两个变电所（轻负荷端增加一个跟随所），增加低压柜开关柜5面、35kV高压柜2面、35 kV /0.4kV变压器两台、车站需再拉长3米（车站宽21.3米）。土建每延米增加费用约30万元，经计算后，两所制增加费用约220万元。有此可看出，两所制虽然减少了电缆费用约80万元，但增加的费用约220万，一所制具有明显的经济效益。

2．两所式。在以下情况宜设置两个变电所：当车站长度大于250米，且车站轻负荷端用电量在1000kW以上；或者区间有重负荷设备（功率超过200kW），且距离车站降压变电所超过250米以上，宜设置区间跟随变电所。如笔者所做深圳三号线华新站，站台层有双配线及出入段线，区间设置推力风机，用电功率325kW，推力风机距离变电所或环控电控室在300米以上。若采用一所制，电缆增加费用约150万；若为两所制，约增加130万（土建费用不计，因区间配线处有跟随所的设置空间），同时电压损失降低。可以看出，此种情况，经济效益及供电效果均要好于一所制。

3．一所一室式。一所一室，是采用一个变电所，一个低压室配电模式，是一所式与二所式的折中方案。通常低压室与环控电控室在一端时，可合建，形成集中配电室。这时，集中配电室可采用单母线分段形式，动力负荷与环控负荷共母线形式，具有形式简单、进线少的特点。这种模式集中了一所式和两所式的优点，投资和供电可靠性均居于一所式和两所式之间。对于供电负荷较大，距离在250米左右的车站，一所式和两所式均不是很理想，这时可考虑设置一所一室供电方案，具有较佳的经济及供电性能。

四、区间隧道风机的供电方案

对大容量设备的供电，也需综合考虑供电方式，降低工程造价。地铁车站隧道风机一般功率在90kW左右，属于大功率用电设备。车站一端有两台隧道风机，隧道风机在火灾状态下需排烟，属于一级负荷。根据地铁规范：

1．一级负荷采用放射式配电，双电源供电至设备现场，两路电源能自动切换；

2．电动机用电端子处电压偏差不超过±5%。

下面根据隧道风机设置在车站不同位置，分析所采用不同的供电方式。

1．隧道风机设于车站主体内。通常，隧道风机的供电方式采用由变电所两路电源供电至环控电控室，再由环控电控室采用单回路供电至隧道风机的方案。环控电控室相当于现场的双电源自动切换，满足一级负荷的供电要求。

2．隧道风机远离车站主体，但距离不超过300米。在这种情况下，隧道风机距离环控电控室较远，如果隧道风机的电源仍然从环控电控室引来，则不能满足一级负荷双电源在现场切换的要求。其次，为了满足压损在5%之内，需增大电缆截面，从而增加了投资，故这种情况采用由环控电控室直供的方案供电不经济。可采用在隧道风机附近设配电室或者双电源切换下柜，由变电所直接供两路电源至配电室或配电柜，经切换后，由低压柜供电至隧道风机。这种模式，既符合一级负荷两路电源现场自动切换低的要求，也满足了压损在5%之内的要求，降低了造价。

3．隧道风机远离车站主体，距离超过300米。由于隧道风机离车站距离更远，若设低压配电室，需采用大电缆或母线槽供电，造价更高，同时供电可靠性也下降，设置区间跟随变电所兼环控电控室为较佳的方案，该方案本质是高压供电方案。该方案，需增加两台变压器、两面35kVGIS高压开关柜，但是低压电缆却大大节省了。在距离大于300米的情况，该种方案优于低压室供电方案。

五、小结

地铁车站形式多样，供电设备繁多，在满足供电要求的前提下，尽量做到合理布置供电方案，降低工程造价。本文为作者多年做工程的经验只谈，希望能对同类工程有所参考。

参考文献：

[1]GB 50157-2003，地铁设计规范[S].

[2]GB 500052-95，供配电系统设计规范[S].

[3]张莹.工厂供配电技术（第二版）.

[4]任元会，工业与民用配电设计手册(第三版)，中国电力出版社，2005.

作者简介：

张勇，男，工程师，工学硕士，从事地铁动力照明专业设计。