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摘要:在地鐵車站等城市交通設(shè)施的不斷完善過程中,如何采用各種技術(shù)手段來節(jié)能減排,減少能源的消耗是個關(guān)鍵問題。分析地鐵車站供配電及照明系統(tǒng)的節(jié)能問題,提出可行的節(jié)能措施。
關(guān)鍵詞:地鐵車站;照明系統(tǒng);供配電;節(jié)能
0引言
地鐵建設(shè)的投資成本很大,據(jù)資料顯示,2010年至2015年地鐵的建設(shè)成本將超過萬億元人民幣,但同時也帶來嚴峻的能源消耗問題,比如電能,根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,地鐵消耗的電能占到投資成本的3成以上,可見耗電量巨大。在地鐵車站的建設(shè)中,要合理設(shè)計照明系統(tǒng),一方面能夠減少能源消耗,另一方面能夠滿足出行人員對照明的需求,為人們創(chuàng)造明亮舒適的地下環(huán)境。但照明系統(tǒng)設(shè)計若是管控得不科學(xué),將會帶來嚴重的能源消耗問題。比如在北京、上海等城市,地鐵車站實際運營中照明系統(tǒng)的能源消耗大大超過我國相關(guān)文件的明文規(guī)定,消耗情況嚴重超標,已經(jīng)引起相關(guān)部門的重視。
1地鐵供配電系統(tǒng)的能耗分析
地鐵運行中安全是第一位的,供配電系統(tǒng)的完善對于地鐵建設(shè)來說尤為重要,因為供配電系統(tǒng)是地鐵安全的重要能源保障,它在地鐵運行中保障著照明、消防、給排水、通信等重要的運行環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)的能源消耗都不可小覷。
1.1電源側(cè)
供電系統(tǒng)若采用集中的供電方式,則地鐵的電源來自地鐵專用主變電所的有區(qū)別的線段;供電系統(tǒng)若采用分散的供電方式,則地鐵的電源來自配電系統(tǒng)的開關(guān)站。供電系統(tǒng)不分方式都能夠為地鐵的安全運行提供相互不干擾的獨立電源,而且提供用電的條件,保障地鐵能夠在絕對安全的情況下滿足人們的出行。
1.2變電所電氣主接線和運行方式
地鐵變電所的設(shè)立是依據(jù)車站建設(shè)的規(guī)模大小而設(shè)立的。低壓配電采用AC380/220V三相四線制,放射式為主,樹干式為輔的配電方式。在運行正常時斷開母聯(lián)斷路器,同時保證兩路電源的運行,單臺變壓器正常負載保持在70%。如果運行中出現(xiàn)故障問題,那么需要根據(jù)具體情況采取有效措施。如果任一路進線出現(xiàn)失壓問題,那么需要斷開QS1(或QS2),自動投入QS3,斷開K1、K2,將三級負荷電源切斷,保證一二級負荷能夠正常運行;如果QS1(或QS2)供電恢復(fù),那么自動復(fù)位QS3,三級負荷供電可正常恢復(fù),PSCADA或就地合上K1,K2。環(huán)控電控柜一級負荷進線開關(guān)HA11(HB21),HA12(HB22)與母線分段開關(guān)HA13(HB23)聯(lián)鎖,僅當HA11(HB21),HA12(HB22)任一斷路器失壓斷開時HA13(HB23)自動投入,當HA11(HB21),HA12(HB22)恢復(fù)供電時,HA13(HB23)自動復(fù)位。
2地鐵車站照明供電系統(tǒng)的安全可靠
地鐵車站的照明系統(tǒng)猶如地鐵的眼睛,為人們創(chuàng)造良好的照明環(huán)境而存在。地鐵車站的照明系統(tǒng)有正常照明、應(yīng)急照明2個系統(tǒng),比重占得較高的當屬正常照明系統(tǒng),因為正常照明系統(tǒng)易出事故,稍有不慎會造成嚴重的事故。在人員密集的地鐵車站照明系統(tǒng)是否安全可靠,在一定程度上決定了人們生命財產(chǎn)的安全。因此,提高地鐵車站照明供電系統(tǒng)的可靠性與安全性尤為重要。這就要求照明系統(tǒng)盡可能的應(yīng)用交叉配電的方法,也就是挨著的照明設(shè)施連接獨立的電路,分別來自于不同的照明總箱,電源也是相互獨立存在的,這樣即使緊緊挨著的照明設(shè)施也是連接2個獨立的電源,一旦發(fā)生短路的突發(fā)情況,也不至于造成整個照明系統(tǒng)的失效,從而降低事故發(fā)生頻率,保證地鐵車站照明系統(tǒng)的安全可靠。
3地鐵車站供配電照明系統(tǒng)節(jié)能的策略
以某城市的交通軌道規(guī)劃的路線為例,在地鐵車站供配電照明系統(tǒng)中,包括給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通訊通信系統(tǒng),從實際的運行情況分析,即使在地鐵車站的初期,車站內(nèi)的耗電設(shè)施都開在全功率,還有很大的剩余空間。因此地鐵車站供配電照明系統(tǒng)的節(jié)能規(guī)劃措施是能夠行得通的。
3.1有效控制站廳照度
站廳的照明系統(tǒng)若能夠科學(xué)的管理,將會對能源的節(jié)能優(yōu)化起到良好的效果。比如有效控制站廳的照度,設(shè)置站廳的智能化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng),組合調(diào)光模塊和照度傳感器一起科學(xué)的配合調(diào)節(jié),根據(jù)各個地點人員的多少進行自動調(diào)節(jié),以此來達到節(jié)能減排的綠色環(huán)保目標。
3.2合理利用自然光
在地鐵及車站的建設(shè)中若能考慮合理利用自然光,比如太陽光,將會有效地實現(xiàn)綠色建筑的目標。首先,自然光是可再生的自然資源,有效利用能夠滿足室內(nèi)良好的采光,創(chuàng)造明亮的室內(nèi)環(huán)境;其次,自然光不會枯竭,有效利用能夠減少其他能源的消耗,但是要注意引入自然光的平衡,否則就導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)的能耗增加,將不利于環(huán)境的改善。
3.3控制廣告照明
地鐵中的廣告照明往往被人忽視,但是其耗電量是很大的,能占到總耗電量的1/3以上。究其原因,地鐵是在地下環(huán)境中運行的,廣告中用到的燈箱常常整天運行,而且照度要達到一定的量才能充分發(fā)揮廣告的宣傳效果。因此,地鐵中廣告照明燈箱的耗電量很大。要想減低能耗,就要優(yōu)化廣告照明設(shè)施,控制廣告照明設(shè)施的耗電量,比如采用LED(LightEmittingDiode,發(fā)光二極管)點陣光源的形式,在起到廣告宣傳作用的同時也能有一定效果的減低能耗的效果。可以采用LED側(cè)光源上下對打的形式實現(xiàn)(圖2),按一般軌道內(nèi)燈箱尺寸3.2m(寬)×1.6m(高)×0.22m(厚)計算,采用點間距為10cm的側(cè)光燈,每顆燈的功率為2W,總功耗為0.12kW。
3.4合理布置燈具、選用節(jié)能燈具
在地鐵中合理地布置燈具對于節(jié)能減排來說非常關(guān)鍵。地鐵出行已經(jīng)是人們重要的交通工具,比如根據(jù)高峰低谷的客流量資料分析,在地鐵車站的等待上車時間稍長,10min有限,下車的時間控制在3min左右。所以根據(jù)人們停留時間對照明的需求,在車門處合理布置燈具很重要,而在人們很少停留的中間位置可僅留存少量的照明設(shè)施,保證照明效果即可。除此之外,還要選用節(jié)能燈具,雖然價格稍高,但是從長遠考慮,節(jié)能燈具具有的節(jié)能降耗特點,是符合綠色環(huán)保要求的。
4結(jié)語
地鐵車站的不斷建設(shè)和完善在促進城市化進程加快的同時也帶來能源消耗的問題,這就要求既要保證地鐵車站安全穩(wěn)定的運行,又要科學(xué)合理地控制供配電及照明系統(tǒng)的能源消耗,達到節(jié)能降耗的目的。
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作者:劉潤 單位:昆明地鐵建設(shè)管理有限公司