地铁车站动力及照明技术研究

地铁车站动力及照明技术研究

杨伯轩

中国铁路设计集团有限公司天津300000

摘要：随着我国社会制度的不断完善和社会经济的不断发展，为缓解交通压力问题，中国大力发展地铁建设项目，对推动我国交通问题发挥了良好的作用，但随之而来，这是地铁车站电源和照明带来的一系列问题。车站电源和照明的设计范围是指车站相邻一半两端隧道内的配电和照明配电设计，即电缆平面电缆电力电缆。地铁的电力照明负荷分为不同的等级，所以在根据两个独立电源进行设计时，每个降压变电站都有一个双向电源。

关键词：地铁照明；技术研究；设计

引言：地下铁路项目是一个复杂的多学科项目。电源照明中的电源是指风机，水泵等交流电源的设备。电站电源和照明工程的设计范围来自变电站的配电变压器，低压机柜和变电站提供电力设备，如电力，照明，通信和从电缆开始到车站的信号。

1地铁照明的分类及供电要求

1.1负荷分级。地铁的照明区域按照照明程度的不同可以分为共明区、屏蔽门外光带照人口部照明和室外照明等，按照负荷等级分可以分为三级，一级负荷主要是指火灾报警系统及气体灭火设备、车站应急照明、通信系统设备、信号系统设备、电力监控系统设备、消防系统设备、车站事故风机及其电动阀门、区间排风排烟风机及相关阀门等，相对于一级负荷来说，其中最重要的负荷是应急照明、防灾报警系统、通信系统设备、信号系统发备；二级负荷主要是指自动扶梯、电梯、污水泵、设备管理用房照明和区间维修电源等；而三级负荷相对来说较为简单，清扫电源、广告照明、冷冻站设备等都不属于一、二级负荷的用电设备。

1.2供配电要求。配电器的供电要求对于不同级别的负荷有不同的要求：

1.2.1一级负荷的供电要求。对于一级负荷的供电要求来说，要求区间照明配电采用变电所两段低压母线各带约50％的照明灯具交叉配电方式，正常的情况下用两路市电交流电源供电，而当两路电源都失电后，要自动转为蓄电池通过逆变器供电。环控设备的消防负荷分别由变电所两段低压母线引两路电源至环控电控室，当变电所的两段低压母线各引两路电源至环控电控室的消防负荷双电源柜时，要将两路电源在环控电控室双电源进行切换。

1.2.2二级负荷的供电要求。对于二级负荷供电要求来说，二级负荷的供电是从低压母线引出的一路由电源线相连的电源配电箱，对于单个的电源路来说，要进行变电所的断路器切换。

1.2.3三级负荷供电。对于三级负荷供电来说，当供电系统一路电源失电时，只需由一回电源供电，并将该部分的负荷在变电所进行自动切除。对配电箱向设备及管理维修电源等三级负荷供电，需要在照明室内设置三级负荷小动力的配电箱，从而进行三级低压负荷的母线电源供电。

2动力照明配电设计

2.1动力照明设计的基本原则

2.1.1电压降控制指标原则。在保证机械要求的启动转矩的情况下，电机启动时端子的电压在配电系统中会引起电压波动，但是并不会方案其他设备的正常工作。一般来说，对于配电母线的电压有一定的要求，特别是在交流电动机启动时，电压要大于额定电压的90%，当在正常工作时电压的要求也要大于额定电压的85%。

2.1.2动力设备供电方式以放射式为主原则。对于用电设备之间的低压配电来说，在自配电变压器的低压配电不能超过三级，并在动力负荷与照明负荷自变电所低压出线开始分开配电，因为消防配电自成独立系统，所以双电源末端切换采用PC级双电源切换装置，对于消防设备的双电源切换装置配置与现场总线系统联动的通讯接口，因此，检修双电源切换装置的负荷隔离开关要在同一配电箱内在双电源切换装置上口两路电源进线处进行分别设置。

动力配电设计原则

2.2.1以相邻车站变电所为区间动力提供电源，并以隧道中心为相应的里程碑。区间动力的启动要以直接启动为主，对于排风机、废水泵、雨水泵、防淹门等重要一级负荷设备，要每隔100m设置相应的检修电源箱，对于不能满足直接启动的要求就要再次检查电源箱内设置工业连接器，并进行漏电保护。

2.2.2一级负荷由降压变电所两端低压母线采用放射式配备，主要是将车站的主要系统设备的低压母线各出一条电源，并采用设备附近的双电源切换箱，对于不宜采用或使用过负荷保护的动作将会导致比过载损失更大的线路，这时要有报警信号。

2.2.3对于动力配电的一个重要的原则就是要进行相应的环控设备的集中控制和就地控制。对于集中控制或就地控制来说，可以通过相应的系统控制进行加强，如BAS系统可以实现车控室和控制中心控制，并能够通过BAS系统在车站控制室内显示水泵工作状态和水位信号；FAS系统可以实现集中控制和监视，也可以对车站内（包括出入口）自动扶梯、直升电梯等采用就地控制。所以对于采用就地手动控制、液位自动控制及车站控制室控制时可以通过配电柜内提供FAS／BAS的监控接口对水泵的工作状态和水位信号进行集中监控。

3地铁动力设计

3.1地铁动力配电方式。地铁站靠近环控用电负荷中心的两端分别设一个环控电控室，从而为地铁站的各类风机（如隧道风机、排烟风机、射流风机等）、空调等配电。环控电控室的配电方式多为单电缆的放射式。其配电是由降压变电所的低压室两端分别通过母线引入电源，再通过分段的形式供电。当系统正常运行时，两路电源分两路各自运行，此时，母联断路器处于断开状态；当系统发生故障时，若一路电源无法正常运行，则母联断路器闭合，一、二级负荷的用电设备由另一路电源供电。一些大容量的设备会通过变电所直接供电，小动力设备由照明配电室的电源箱供电，多为二、三级照明负荷，地铁区间的维修电源则通过变电所的专用回路供电。地铁站设有集中UPS电源，其用电通过变电所低压侧的不同母线段分出两个回路到UPS电源的进线端，然后由单回路反馈到通信、门禁、信号、火灾自动报警系统、监控系统、自动售检票、乘客信息系统等各系统的配电端。有些设备会自成系统，如自动扶梯、应急照明、废水泵、雨水泵以及地铁车站的屏蔽门等，它们从配电室两段母线直接分出两路电源到双电源切换箱。

3.2地铁站动力配电的控制要求。环控设备一般采用集中控制或者就地控制，集中控制主要由环控电控室实现，也有通过含控制中心和车控室的BAS系统来实现。废水泵和污水泵等采用现场的手动控制、地铁站的控制室控制以及液位自动控制，而且能通过BAS系统将水泵的工作状态在控制室显示出来。出入口的临时排水泵通过现场手动控制和液位自动控制。地铁站内的自动扶梯和直升电梯等也采用就地控制，且能在控制室利用FAS/BAS系统进行统一监视。

3.3地铁站的动力配电设计。地铁站主要系统设备的供电通过变电所的低压母线两段分别馈出一路电源，以放射式的配电方式送至每个用电设备周围的双电源切换箱。针对由于断路导致损失较大的线路，不适宜装过负荷保护装置，或者使负荷保护作用于报警信号。地铁区间的动力电源一般以该区间的隧道中心为界，取自其相邻的变电所。区间的动力设备一般直接启动，当不能满足直接启动的要求时要采用降压启动的措施。在地铁区间每距离100m应设置检修电源箱，按20kW考虑，在电源箱内设有单相、三相的工业连接器，且出线的回路要设有一级的漏电保护。

为消防用电设备配电的分支线路不应跨越防火的分区，且分支干线也不适宜跨越防火分区。消防设备多用变频方式运行，当发生变频故障时，会以工频方式进行消防工作。消防设备的配电线路要满足火灾发生时连续供电的需求，配电电缆多采用矿物的绝缘电缆，而发生火灾时依然需要工作的照明设备应采用铜芯的耐火材料并穿过钢管进行敷设。

结束语

地铁车站内的动力照明技术是随着地铁发展而产生的新型技术，车站内动力照明技术是否科学，关系着我们每一个人的生命健康安全。

参考文献：

[1]马文，尹力明，穆广友.地铁车站动力系统能耗分析与节能对策[J].上海轨道交通维护保障中心车辆分公司，2010，3（4）：44-50.

[2]张云霞.深圳地铁五号线车站动力照明方案设计[J].江苏省交通科学研究院股份有限公司[J].2012，10：105-108.

[3]张秉诘.上海地铁2号线车站动力照明设计[J].上海市隧道工程轨道交通设计研究院，2002，1：52-55.