智能低压配电系统在地铁应用中的问题分析

张春燕

【摘 要】随着经济水平的发展，目前智能低压配电系统的主要发展趋势为智能化、网络化、高能化和小型化等，并将计算机等相关高新技术有机结合。智能低压配电系统在地铁中的应用，并在此基础之上提出了地铁配电电能管理系统方案。

【关键词】智能化；低压配电系统；地铁；应用问题；分析

引言：

近年来，随着经济社会的快速发展以及人们生活水平的不断提高，供电及配电的稳定性已成为变电运行中的关键，进而低压配电系统的智能化，不仅是电力企业部门的一项重要任务，同时也是相关部门的将要面对的一项重大课题。地铁低压配电系统一般主要包括降压变电所低压部分和环控电控低压部分。一般前者主要为车站内通信设备、监控设备以及电扶梯等设备供电，而后者则主要为通风空调等设备供电。在地铁行业，加强智能低压配电系统在地铁中的应用，保障供电的可靠性相当重要，因为地铁供电系统一旦出现故障，地铁将无法安全稳定运行，造成城市交通事故。因此，要提高地铁中低压配电系统供电可靠性及安全性，首先应该熟悉地铁配电网本身所具有的特点，研究它存在的问题，最后有针对的采取相应的手段去解决这些问题。

一、地铁中低压配电系统的主要特点

由于地铁系统中包括很多子系统，而且各个子系统设备繁多，配合紧密，加之地铁具有公益性强以及地下建筑复杂等特点，因此这样就对其供电、低压配电的可靠性及安全性提出了更高更强的要求。地铁中包含着大量的动力负荷，如车站排热风机、空调机组、冷水机组等通风空调设备，以及污水泵、废水泵、出入口处潜水泵等水泵设备。这些大的动力负荷设备不仅要求对其地控制外，而且还要求车站设备监控系统以及火灾报警系统在车站综控室进行控制，有些设备甚至还需要在中控室进行监视和控制。

此外地铁照明系统也具有分类繁多，功能齐全等特点。地铁照明系统按其功能进行分类通常包括正常照明、应急照明以及值班照明三类。一般正常照明包括工作照明、区间照明、节电照明、广告照明、导向标志照明以及附属用房照明等，而应急照明通常包括备用照明和疏散照明等。通常情况下照明控制不仅要求在就地进行控制，有的还需要在照明配电室进行控制（站台、站厅出入口的标志照明、公共区照明）。正常情况下应急照明由开关就地控制，但在故障情况下应由FAS进行控制。为了节约用电，在运营高峰时段，站厅、站台公共区的工作照明及节电照明全部开启，但在高峰时段过后，应将其全部关闭。

二、地铁智能低压配电系统设计的一般原则

在进行地铁智能低压配电系统设计时，应优先考虑其可靠性以及其智能性，应具有遥测、遥控、遥讯和遥调功能。通常情况下地铁智能化低压配电系统包括计算机、通讯网络以及智能型低压开关柜和控制设备三部分。其中计算机用来完成对分散的配电系统进行统一控制，通讯网络用来提高计算机的监控能力，最后由低压开关柜与控制设备来实现其具体的系统功能。因此地铁智能化低压配电系统设计时应遵循如下原则：首先，地铁智能低压配电系统自动化程度应有较高的水准；其次，地铁智能低压配电系统可靠性应当满足一定的要求，正常状况下应能够进行实时的监测，不正常状况时应能够快速鉴别，及时切断故障；最后，其安全性能应达到一定的程度，要求其操作设置简单，能够及时排除不安全因素。

三、地铁智能低压配电系统应用模式分析

目前地铁智能低压配电系统主要采用现场总线技术和智能断路器共同应用模式。地铁智能配电系统中的智能化断路器可利用现场总线技术实现与远程计算机的数据连接，来完成电参量测量与显示、开关保护定值设置、过程控制、故障与维护信息管理以及电能质量综合监测等功能。地铁智能低压配电系统是直接向照明系统、动力系统、安保系统、轨道系统、信号系统、消防系统、环控系统等其它系统提供电能的子系统，此外智能低压配电系统还是对各种动力负荷以及照明设备运行状态进行监测控制的重要子系统。由于通信网络采用了现场总线结构的地铁智能低压配电系统处于整个控制系统的最底层，因此其电量参数以及开关量都可通过现场总线发送至上位机，以此来实现对供配电设备的变频、保护、实时监视、故障诊断和控制等功能。

四、智能断路器在地铁智能低压配电系统的应用

智能断路器是集电子技术、零飞弧技术、电气自动化技术、计算机及其软件技术以及网络通信技术于一身的高性能电气设备。智能化断路器一般采用模块式结构，克服了许多传统断路器的缺点，能够实现保护、测量、监控于一体。

目前地铁智能低压配电系统大都采用了这种高性能的智能化断路器（一般包括西门子3WL智能断路器和ABB的E系列智能化万能式断路器），以此来提高地铁低压配电系统的智能化以及自动化。在地铁智能低压配电系统中智能断路器基本工作模式是根据监测到的不同类型的故障电流，自动选择操作机构及灭弧装置预先设定的工作条件。为了能够达到电气和机械性能上的最佳分闸效果，智能断路器会在电流较小（正常运行）时低速分闸，电流较大（系统短路）时高速度分闸。

智能断路器在地铁智能低压配电系统的工作过程是：当地铁配电系统出现故障时，继电保护装置发出分闸信号或工作人员发出操作信号后，智能断路器首先会启动智能识别模块，以此来判断当前智能断路器所处的运行条件，進而发出不同的控制信息调整操动机构的参数，以获得与当前系统工作状态相适应的运动特性，然后让断路器动作，及时切除地铁配电系统出现的故障。

五、现场总线技术在地铁智能低压配电系统的应用

现场总线也称现场网络是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线。现场总线技术在地铁智能低压配电系统的应用，加大了低压配电系统中各中电气设备与计算机系统的数据共享，保障了计算系统的数据实时更新，以便能够更好的对地铁智能低压配电系统中的电气设备进行监测，保护和控制。现场总线同时也解决了地铁智能低压配电系统设备之间的开关信号、接点信号和模拟信号信息传递问题。现场总线通过通讯的数字化，使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现地铁智能低压配电系统高性能化、高可靠化、保养简便化。由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，因此应加大现场总线技术在地铁智能低压配电系统的应用。

六、结束语

目前，地铁行业的供电若不能得到保证，地铁将无法正常运行，会给人们的出行带来极大的不便。所以，地铁行业供电的可靠性显得尤为重要。智能化低压配电系统的应用在我国不同城市的应用也不同，由于智能化低压配电系统能够为地铁提供更加可靠和安全的供电，其应用前景会越来越广泛。

参考文献

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[2]陈平，王宏.智能低压配电系统的分析及实现[J].低压电器，2010.

[3]袁建红.智能低压配电系统在地铁中的应用[J].低压电器，2010.