城市軌道交通工程供配電節(jié)能措施范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了城市軌道交通工程供配電節(jié)能措施參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：城市化的不斷推進(jìn)和城市人口的劇烈增長造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染、交通堵塞等問題，發(fā)展公共交通，堅持可持續(xù)發(fā)展的城市軌道交通是解決這些問題的有效措施。城市軌道交通的運(yùn)營需要消耗大量的電能，對軌道交通工程節(jié)能措施的研究勢在必行。文章針對城市軌道交通工程的供配電節(jié)能措施進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；供配電；節(jié)能措施

1概述

據(jù)統(tǒng)計，截至2017年末，我國內(nèi)地共計34個城市開通城市軌道交通并投入運(yùn)營，開通城軌交通線路165條，運(yùn)營線路長度達(dá)到5033公里。其中，地鐵3884公里，占比77.2%；其他制式城軌交通運(yùn)營線路長度約1149公里，占比22.8%。節(jié)能是我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，對于具有很大節(jié)能潛力的大能耗軌道交通系統(tǒng)，研究其節(jié)能措施具有深遠(yuǎn)的意義。

2城市軌道交通供配電節(jié)能措施

城市軌道交通能耗主要包括供電、通信、信號、給排水及消防、站臺門、電扶梯、自動滅火系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)等系統(tǒng)。而供配電系統(tǒng)能耗約占整個軌道交通能耗的50%~60%，是研究節(jié)能措施的重中之重。下面對軌道交通工程供配電節(jié)能措施進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2.1主變電所選址方案主變電所位置選擇滿足安全可靠性要求，靠近負(fù)荷中心，鄰近軌道交通線路布置，滿足中壓網(wǎng)絡(luò)線路壓降、線路損耗等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要求。主變電所選址靠近城市電源變電站、多條線路換乘車站附近且交通方便的位置，減少高壓電力線路建設(shè)費(fèi)用，方便設(shè)備運(yùn)輸和電力線路進(jìn)出，減少中壓線路建設(shè)費(fèi)用，方便中壓電纜接入。主變電所選址應(yīng)在滿足地鐵供電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的前提下盡量減少主變電所設(shè)置的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)多條線路的共享，減少對城市土地資源和能源的消耗。

2.2采用高供電電壓等級減少電網(wǎng)線路損耗措施既有城市軌道交通中壓供電網(wǎng)絡(luò)，國外一般有35kV、20kV和10kV電壓等級，國內(nèi)一般為35kV（廣州地區(qū)為33kV）和10kV電壓等級。35kV中壓網(wǎng)絡(luò)輸電半徑和容量大、電能損失小，在國內(nèi)軌道交通供電系統(tǒng)中已有非常成熟的應(yīng)用。10kV中壓網(wǎng)絡(luò)輸電半徑和容量小，電能損失相對較大，一般用于運(yùn)量較小的城市有軌電車中。采用35kV供電電壓等級，與10kV供電電壓等級相比，線路損耗和變壓器損耗均可以減少，節(jié)能效果明顯。

2.3牽引變壓器容量選擇牽引變壓器容量依據(jù)如下原則確定：（1）在各種運(yùn)行方式下，各牽引變電所高峰小時最大功率應(yīng)小于整流機(jī)組300%的額定容量，高峰小時平均功率應(yīng)小于整流機(jī)組150%的額定容量。（2）整流機(jī)組的單邊供電能力應(yīng)滿足牽引變電所單邊運(yùn)行的需要。（3）正常運(yùn)行方式，各牽引變電所高峰小時平均功率應(yīng)小于整流機(jī)組額定容量。

2.4降壓變電所設(shè)計（1）降壓變電所選址根據(jù)車站類型、規(guī)模及負(fù)荷情況，降壓變電所的位置應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心且便于設(shè)備運(yùn)輸，因此車站的變電所應(yīng)盡量設(shè)在站臺層。根據(jù)車站規(guī)模考慮設(shè)置一座或兩座降壓變電所，當(dāng)設(shè)置兩座降壓變電所時，其中一座為降壓變電所，另一座為跟隨式變電所。車輛段及綜合基地，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置降壓變電所。在有牽引變電所的車站和場段，應(yīng)將降壓變電所與牽引變電所合建為牽引降壓混合變電所。（2）配電變壓器容量選擇隨著科學(xué)技術(shù)及生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展，動力配電用的干式變壓器空載損耗已經(jīng)很小，變壓器的最佳效率范圍已增大，以某廠生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂絕緣1250kVA變壓器為例，空載損耗為2.16kW，負(fù)載損耗為10.01kW，如功率因數(shù)按0.9考慮，根據(jù)此參數(shù)計算，負(fù)荷率在40%～100%間時，效率均在89%以上。在動力變壓器的容量選擇時，在考慮最佳負(fù)荷率的同時，建議以變壓器容量滿足各種運(yùn)行方式下的用電量要求為原則，即變壓器容量滿足以下條件。在正常運(yùn)行狀態(tài)下向本供電范圍內(nèi)的全部用電負(fù)荷供電；單臺變壓器解列時，另一臺變壓器滿足本供電范圍內(nèi)全部同時工作的一、二級負(fù)荷的用電要求。用單臺變壓器運(yùn)行時的負(fù)荷計算值確定變壓器的容量，以兩臺變壓器同時運(yùn)行時的負(fù)荷計算值進(jìn)行校核。（3）使用全壽命周期成本法選擇變壓器目前，大多數(shù)國內(nèi)變壓器用戶在選擇變壓器時，只注重初期投資，而對變壓器使用壽命期內(nèi)空載損耗、負(fù)載損耗不在乎，即對設(shè)備全壽命周期成本關(guān)心不夠。這造成了變壓器使用過程中損耗較大，進(jìn)而帶來運(yùn)營成本的增加。變壓器選擇損耗小、初始價格高的變壓器雖然一次投資高，但從全壽命周期角度，總的投資較低，因此宜采用低損耗變壓器以降低損耗。非晶合金變壓器由于其空載損耗特別低，具有很好的節(jié)能效果，但由于其成本較高，可以選擇適當(dāng)場合進(jìn)行應(yīng)用。在變壓器選擇時，推薦采用SC（B）13系列以上低損耗節(jié)能變壓器。

2.5無功補(bǔ)償及濾波治理地鐵車站降壓變電所低壓側(cè)設(shè)備功率因數(shù)一般可達(dá)0.8以上，有的甚至可達(dá)到0.95以上。根據(jù)國內(nèi)地鐵運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，降壓變電所低壓側(cè)一般無需投入無功補(bǔ)償裝置，否則在用電低谷時（晚上停運(yùn)），大量電纜容性負(fù)載造成主變電所110kV側(cè)的無功過補(bǔ)償，出現(xiàn)向電網(wǎng)反送無功電力的情況。在城市軌道交通中設(shè)置動態(tài)無功補(bǔ)償及濾波裝置，動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)無功功率，并統(tǒng)一治理系統(tǒng)總諧波，該方案不僅滿足了供電部門對功率因數(shù)及諧波含量的要求，提高了系統(tǒng)電能質(zhì)量，還能減小系統(tǒng)損耗，并在節(jié)能和環(huán)保方面發(fā)揮作用。

2.6設(shè)置再生制動能量回饋裝置結(jié)合車輛專業(yè)的節(jié)能措施，車輛采用在全速度范圍內(nèi)電制動力滿足常用制動力的方案，即采用再生制動優(yōu)先的方案。建議將供電系統(tǒng)與車輛的制動方案相結(jié)合，設(shè)置再生制動能量回饋裝置，以吸收和再利用線路中相鄰車輛不能吸收的再生制動能量，提高供電系統(tǒng)的節(jié)能效果。

2.7照明節(jié)能設(shè)計照明系統(tǒng)中優(yōu)化照度設(shè)計，優(yōu)化廣告照明的布置，在滿足國家照度要求的同時，盡量減少燈源量。在地面建筑中，充分利用自然光，對門窗合理設(shè)計，將自然光引入室內(nèi)進(jìn)行照明。推薦采用高效節(jié)能燈具，主流的節(jié)能燈具主要為T5燈管以及LED燈，采用節(jié)能燈具能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能約10%~20%。車站照明考慮采用智能照明控制系統(tǒng)，可根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際運(yùn)營情況，包括客流量，外部自然光情況等調(diào)節(jié)車站的照明亮度，達(dá)到精細(xì)化控制目的，具有靈活性、可靠性等優(yōu)點(diǎn)。該措施可以降低照明能耗，并使用預(yù)設(shè)置控制方式和控制組件，在不同時間精確設(shè)置和管理不同環(huán)境的光照度，實(shí)現(xiàn)很好的節(jié)能效果。車站設(shè)備房設(shè)置應(yīng)急照明，以往地鐵工程中往往采用長明燈的運(yùn)行模式，而大部分設(shè)備房間為無人值班，只有在巡視時才有人進(jìn)入。因此，推薦設(shè)備房應(yīng)急照明設(shè)置開關(guān)的方案，當(dāng)運(yùn)營人員巡視時，進(jìn)入房間打開燈具開關(guān)，離開房間時切斷絕大部分照明燈具。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時，應(yīng)急照明燈自動開啟，保證人員疏散和應(yīng)急狀態(tài)下的工作需要。

3結(jié)束語

當(dāng)前我國城市地鐵里程不斷攀升，地鐵城市數(shù)量也在不斷增加。在保證地鐵安全有序運(yùn)營的前提下，在地鐵建設(shè)前對地鐵的能耗進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計是最關(guān)鍵和直接的。本文針對軌道交通工程供配電節(jié)能措施進(jìn)行詳細(xì)的分析，為城市軌道交通供配電的設(shè)計提供了參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋敏華.城市軌道交通節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2009（01）：15-19.

[2]劉開國.城市軌道交通供電系統(tǒng)的節(jié)能措施與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[J].電氣時代，2009（12）：82-84.

[3]劉旭.城市軌道交通的低壓配電分析及照明優(yōu)化配置研究[J].科技創(chuàng)新應(yīng)用，2017（05）：237.

[4]張顯.城市軌道交通供電系統(tǒng)35kVGIS綜保裝置電磁干擾問題分析及解決方案[J].科技創(chuàng)新應(yīng)用，2013（12）：167-168.

作者：趙霖 單位：廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司