智能低压配电系统在地铁中的应用

【摘要】低压配电是一项关于电力系统的复杂工程，随着科技的发展，低压配电系统越来越智能化，其应用也越来越广泛，目前在我国大多数城市，智能低压配电系统也应用于地铁中，本文浅析智能低压配电系统在地铁中的应用。

【关键词】低压配电；智能系统；地铁中的应用；

中图分类号：U231 文献标识码： A

一、前言

随着我国生活水平的提高和经济的发展，电能已经是人们日常生活和工业生产中基本的不可替代的能源，因此智能低压的配电系统也逐步在人们的生活中发挥着重大的作用，例如在地铁的运用中。

二、智能低压配电系统

1.智能低压配电系统的特点

低压配电系统的范围是指从低压降压变压器到用电设备的电源侧端子。低压配电系统的用户是直接与工艺设备相关的电气设备，它的特点是：用电设备类型和数量众多，配置分散；用电设备技术要求繁杂，如：三相不平衡的，启动频繁的，要求不停电的。要求自启动的等；使用者除重要的或有特殊要求的低压配电室，有电工值班外，大多数的无人值班（由电工定时巡查）或由非电工代管（如水泵站操作工带管）。自然环境较差。钢铁企业的车间内外多数属高温、高湿、多尘环境，有些场所属防火，防腐蚀，防爆等环境。

2.低压电气系统中智能控制技术概述

智能型低压的设备就是采用了新型的智能型设备，其特点是利用了微电子的技术、电力电子技术、计算机技术、网络新技术等等，使得低压配电系统有了更高的可靠性。

三、地铁智能配电系统构成

地铁的供电系统是为地铁运营提供电能的。地铁车辆是电力牵引的电动列车，其动力为电能；此外，地铁中的辅助设施包括低压照明系统、通风空调系统、给排水及消防系统、通信系统、信号系统、FAS、BAS、AFC、自动扶梯等，都需要消耗电能。

地铁的电源网络一般来自于城市的电网，通过电网与地铁供电系统的输送，可以将其分类为两部分：一部分是由牵引变电为主的牵引供电系统；另一部分是通过降压变电为主的低压动力供电系统。

从适应建立智能电网的要求出发，提出低压配电电器的发展趋势：性能上应包括高可靠性、关注系统解决方案、全选择性保护、高短路能力、高寿命、智能化、网络化、环保、对特殊环境的适应性、过电压保护；结构上包括模块化、小型化和安装多样化等。

1.地铁智能低压配电的概念

在轨道交通的众多分系统中，低压配电系统为地铁所有运营的机电设备提供低压电源。低压配电系统按功能一般分为降压变电所低压部分和环境控制电控部分。降压变电所低压部分主要为车站内除通风空调设备外的其他设备――通信、信号、综合监控、自动售票、电扶梯等供电。环境控制低压部分主要是为通风空调设备――各类风机、风阀、冷却塔、冷水机组、空调机组、水泵等供电。在地铁行业，供电的可靠性要求极高，一旦停电，不仅造成地铁停运、城市交通瘫痪，甚至可能造成人员伤亡等惨重后果。因此，地铁低压配电系统供电的可靠性、控制的有效性、运营维护的便利性在地铁建设期间应予以高度重视。

2.地铁智能配电系统结构

智能低压配电系统一般主要由智能元件、现场总线、通信控制器、监控主机等组成。地铁智能化供配电系统从结构来看可分为三层：现场采集层、通信管理层和中心监控层。

中心监控层：是整套系统的控制核心，实现遥测、遥控、报警显示、数据存储等功能。监控软件AcuSys System具有强大的组态功能，可根据用户需求添加功能模块，良好的人机互动界面给用户带来了极大的方便，且对现场的所有智能电力仪表、智能开关、马达保护器具有访问和控制功能。

通信管理层：通信管理层是监控终端设备与中心监控设备连接的信息桥梁，通过通信协议转换，实现数据的通信。

现场采集层：全部采用智能化控制终端设备，包括Acuvim系列智能电力仪表及其他装置、断路器、直流屏、温控仪等。通过通信管理层将智能装置内采集到的数据信息上传至中心监控层进行人机互动，构成了一个有机协调的低压智能监控系统。

3.地铁智能配电系统的设计与应用

地铁低压配电系统是直接向轨道交通中的其它系统提供电能的重要子系统，同时还负责监测控制通风空调系统、给排水及消防系统和低压照明系统等设备的运行状态，即环境电力控制。

（一）低压部分智能控制

（二）环控电控低压部分

环控系统通常由车站通风空调系统、给排水系统和隧道通风系统组成。由于环控系统采用大量电机，因此需要对电机进行综合保护，并采集通风空调设备的用电信息上传至系统监控主机，由系统进行分析并下达控制指令。以AcuMC 620为典型代表的电动机保护器除了具有常规的过载和短路保护外，还实现了堵转、断相等其他功能。并且保护器还有多种通信接口，能够将采集数据通过远传方式上传至主机，管理人员可以远程操控。

（三）智能低压配电系统的网络化

智能化低压配电系统由低压开关设备具有通信功能的智能化元件经数字通信与计算机系统网络连接，实现变电站低压开关设备运行管理的自动化、智能化。系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操控与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能。针对低压电气系统直接面向控制终端，设备数多、分布面广，而且现场条件十分复杂，系统本身及设备操作频繁、故障脱扣等产生的强电磁及谐波干扰等特点，智能化监控系统应能实现面向对象的操作模式，具有强抗干扰能力，主要控制功能由设备层智能化元件完成，形成网络集成式全分布控制系统，以满足系统运行的实时、快速及可靠性的要求。系统中的低压智能化元件就其功能而言总体上可分为：电能质量监测、开关保护与控制及电动机控制等。由于现场总线技术的应用，系统中智能化元件可不依赖计算机网络而独立运行，极大地提高系统运行的实时性和可靠性及安全性。

（四）地铁低压配电的发展趋势

现代工业技术的发展对低压配电系统运行的可靠性、安全性及其智能化管理提出了更高的要求，而微处理器技术的广泛应用及计算机系统可靠性的大幅度提高，使智能化低压电器元件得到高速发展，智能化低压电气管理系统应运而生。现有不少应用于低压的智能化监控系统基本上是在SCADA系统基础上进行修改，可以满足基本的监控功能要求，但不能充分体现低压电气系统的特点及要求。因此，开发并推出符合工业控制要求及具有高可靠性和安全性的智能化低压电器及其管理系统，成了低压电器产品制造商们持续提高其竞争力的迫切任务。

四、结束语

智能低压配电系统需要根据不同的地铁建设要求，结合实际的环境情况，保证地铁的可靠性，加强地铁的维护管理，这样才可以保障地铁在运营过程中的安全稳定，其应用的前景十分看好。