城市轨道交通低压配电设计

摘 要：阐述了城市轨道交通的低压配电设计，分析地铁低压配电设计特点。

关键词：地铁；低压配电

中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-01

一、地铁低压配电设计

地铁低压配电设计目标是以满足地铁车站及区间的各类照明、动力设备以及通信、信号、综合监控等设备系统的用电要求，满足部分动力设备的控制要求，以保证用电安全、可靠为主要目的。设计内容主要包括：

（1）动力照明配电设计及控制设计。

（2）照明设计。

（3）照明及配电设备的选型及安装设计。

（4）低压电缆、管线的选型及敷设设计。

（5）接地及安全设计。

地铁低压配电设计应安全可靠，接线简单，维护方便，经济合理。电压等级采用交流220/380V，配电方式采用放射式与树干式相结合，以放射式为主。根据用电设备的重要程度，将动力照明负荷划分为三级。一级负荷由两路来自车站变电所不同低压母线的电源供电，一用一备在末端配电箱处自动切换。车站站厅、站台、出入口照明，采用双电源交叉供电至均匀分组布置的灯具上；应急照明为一级负荷中特别重要的负荷，采用双电源切换+EPS（第三电源）配电的方式，EPS持续供电的时间不小于60分钟。二级负荷由一路来自变电所一段低压母线的电源供电，当变电所只有一路电源时，由低压母联断路器切换保证供电。三级负荷由一路来自变电所三级负荷母线段的电源供电，当变电所只有一路电源时，在变电所内自动切除该负荷。

（一）照明配电设计

照明主要包括正常照明、应急照明、广告照明、标志照明、安全低电压照明、区间照明等。应急照明包括备用照明、疏散照明、疏散指示及安全出口标志。

公共区正常照明由工作照明和节电照明两部分构成，各占整个正常照明容量的一半左右；疏散照明作为基本照明的一部分设置，疏散照明照度为其正常照明照度的10%左右，运营时根据客流情况对公共区照明灵活控制。车站综合控制室、站长室、公安室等重要值班室；变电所、配电室、信号设备室、通信设备室、环控机房等重要设备房间；房屋区走道等处除设置正常照明外还设置备用照明。区间工作照明和应急照明灯具设在单线隧道行车方向的左侧墙上。区间工作照明与区间应急照明相间布置，灯具距离为10米，采用三相供电，灯具平均分配到三相上。为检修及拆卸灯具方便，照明分支电缆在进入灯具前，在灯具旁设置单相带接地孔插座。为保证检修安全，在站台板下、站台层变电所夹层等处建筑净高小于1.8米的电缆通道内设安全低电压照明。安全电压照明电压等级为交流24V。

站厅、站台、出入口的公共区的正常照明、标志照明、广告照明等可在照明配电室控制，也可在车站综控室由BAS（设备监控系统）控制。附属用房的正常照明采用就地控制。公共区的应急照明为常明灯，不设控制。附属房间区的应急照明平时就地控制，火灾或紧急情况时FAS集中启动。在运营的高峰时段，站台、站厅公共区的所有照明全部开启。高峰过后，关掉工作照明。停运后，将公共区的工作照明和节电照明全部关掉，由应急照明作为公共区值班和保安照明。

（二）动力配电设计

通信、信号、自动售检票、FAS、BAS、安全门、消防设备及变电所自用电等用电设备的配电自成体系，从变电所0.4kVI、II段母线直接供电，一用一备，末端切换。在车站的两端分别设置2个消防动力箱，由这两个配电箱给为小容量的相对分散的双电源切换箱供电，从而实现双电源末端切换的要求。

为便于运营管理，车站两端环控机房附近分别设置一处风机监控室，内设一级负荷、二级负荷配电柜。各类风机、电动风阀的控制设备集中安装在风机监控室。风机、风阀设备设就地控制、风机监控室控制、车站综控室控制（通过BAS系统实现），同时由BAS返信至车站综控室显示设备运行状态及故障信号。大型轴流风机采用软启动或变频启动，其余设备采用直接启动，

（三）接地及安全设计

地铁低压配电一般采用TN-S接地保护系统。车站变电所设综合接地系统并设总等电位联结，接地电阻不大于1欧姆。凡正常不带电。在车站照明配电间、风机监控室、污水泵房、废水泵房、区间泵站等房间均设置局部等电位联结箱。电源的PE干线，公共设施的金属管道及建筑金属结构均与局部等电位端子箱相联结。

各级断路器设短路及过载保护；插座（箱）及移动式用电设备等的配电回路设漏电保护。漏电保护开关一般设置在保护开关的最末级，以减小漏电保护开关动作时的影响范围。

由室外地面引入的配电箱中加装防高电位引入的电涌保护。

二、地铁低压配电的设计特点

相比于一般地面工程，地铁低压配电主要有以下几个特点：

（一）一、二级负荷及消防负荷多

地铁工程因其特殊性，安全稳定运行的意义尤其重大。因此，保证地铁安全运营的设备系统一般对用电可靠性都有较高的要求。此外，地铁作为地下工程，防火防灾、消防排烟、安全疏散的设备非常多，消防负荷的数量占整个低压配电系统的用电比重较大。一般车站的动力变压器所带负载中，消防负荷及一、二级负荷占75%-80%。

（二）配电距离长

地铁两车站间的区间长度一般为1公里左右，其间的220/380V配电设备比较分散且容量不大，一般来讲均由设在区间两端的车站变电所提供电源。两端车站变电所在区间部分的供电分界点在区间中点里程。对低压配电系统来讲，区间部分的配电设备配电半径长达500-700米，属于长距离低压配电。低压配电要考虑到线路压损、保护灵敏性校验等方面的因素，综合考虑制定合理的系统方案。

（三）接口多且复杂

地铁是由多个保证地铁安全运营的设备系统组成的。地铁低压配电设计与各个设备系统间均有配电或控制接口，而且接口也较复杂。在设计前充分了解各相关系统的接口要求，了解受控设备的运行工况对整个设计的开展至关重要。

三、结束语

地铁低压配电是一个综合性极强的设计工作。在设计中应在满足相关规范要求的前提下，合理制定系统方案，并考虑整体工程造价。随着建筑智能化的普及，自动化程度也成为了考量低压配电系统设计好坏的重要标准。近年来，智能疏散诱导系统、电气火灾监测系统等智能化系统在地铁工程内得到了广泛的应用。未来，智能化系统的应用会是地铁低压配电系统的一个新方向。

参考文献：

[1]《地铁设计规范》GB50157-2003[M].北京：中国计划出版社，2003.

[2]《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[3]《工业与民用配电设计手册》-3版[M].北京：中国电力出版社，2005.

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