地铁通风空调设备配电方式分析

陈西虎

(中铁第一勘察设计院集团有限公司 西安 710043)

地铁通风空调设备配电方式分析

陈西虎

(中铁第一勘察设计院集团有限公司 西安 710043)

针对地铁车站内通风空调系统设备负荷特点和控制要求，对常用的几种配电方式进行详细分析和对比。经综合比较表明：地上车站采用不设通风空调电控室，通风空调设备由降压变电所采用放射式和树干式相结合的配电方式具有一定的优势；地下车站采用在通风空调机房附近设置通风空调电控室，进行集中配电，通风空调电控室集配电、控制为一体的配电方式具有一定的优势。

地铁；通风空调；配电；节能；安全

地铁车站内用电量最大的动力负荷是通风空调系统，通风空调设备数量多，占用房屋面积大，一般集中布置在站厅层两端设备区。

通风空调设备配电比较复杂，系统的设计直接关系到通风空调设备供电的可靠和地铁的安全运行。因此，优化通风空调设备配电设计，对节约能源、降低投资和运营成本、方便系统维护具有重要的意义。

1 配电方式

根据通风空调设备的负荷特点和控制要求，结合地铁供电设计原则，通风空调设备的配电可采用4种方式。

1.1 方式1：设置通风空调电控室，一级负荷两路电源在电控室设双电源切换装置切换

在通风空调机房附近设置通风空调电控室，进行集中配电，通风空调电控室集配电、控制为一体。一方面作为设备的最后一级配电，另一方面作为设备就地控制点、设备联锁等工艺控制点，以及与火灾自动报警系统(FAS)及环境与设备监控系统(BAS)等相关系统的接口点。

通风空调电控室电源由降压变电所不同母线段接引，如图1所示。其中，一级负荷由降压变电所不同母线接引4回电源，在通风空调电控室经2个双电源切换装置切换后供电，二级、三级负荷自变电所单独接引电源，大容量冷水机组由变电所直接接引电源供电。采用2个双电源切换装置供电可以将一级负荷分组，便于负荷平衡。

图1 通风空调电控室配电方式1

非消防通风空调设备在火灾情况下可由降压变电所配电回路切除，配电回路相对集中布置，以便于与FAS系统的控制接入。

这种方式的特点是：系统接线简单可靠，一级负荷供电可靠性高；运行方式灵活，适应地铁多种运行方式的控制要求；接口配合简单，便于运营和管理；负荷分配均衡；配电系统上下级配合少，便于开关保护整定配合；配电和控制电缆相对较多。

1.2 方式2：设置通风空调电控室，一级负荷由两路电源末端切换在通风空调机房附近设置通风空调电控室，在通风空调电控室集中配电，在一级负荷附近设置双电源切换控制箱，与FAS及BAS等相关系统的接口点在设备现场，如图2所示。

图2 通风空调电控室配电方式2

这种方式的特点是：配电与控制相对复杂，不能充分发挥通风空调电控室配电控制中心的作用；双电源切换控制箱设置量大；配电电缆多；与FAS及 BAS接口点分布在设备现场，FAS及 BAS等系统配线复杂，现场控制电缆增多，管线配合困难,控制、检修、维护不便；每个箱体均需设有控制接口；增加了配电系统保护级数，开关保护整定配合难，故障点多。

1.3 方式3：设置通风空调电控室，一、二级负荷两路电源由电控室母联开关切换

在通风空调机房附近设置通风空调电控室，实现对通风空调设备的集中配电和集中控制，通风空调电控室为通风空调设备的末级配电和控制中心，电源自降压变电所的不同母线段接引，电控室配电系统采用单母线分段接线，设母线联络开关，在正常运行时，两段母线独立运行，各通风空调一、二级负荷由其中一段母线单回路供电，当一段母线失电后，由母联开关自动投入，实现一、二级负荷的两路电源切换，如图3所示。

图3 通风空调电控室配电方式3

这种方式的特点是：系统接线简单，配电线路短，配电设备少；与FAS及 BAS接口配合简单，便于运营和管理；运行方式灵活，适应地铁多种运行方式的控制要求；负荷分配均衡；自中压系统开始，两路电源均采用单母线分段和母联开关，上下级母联开关配合复杂，运行不便。

1.4 方式4：不设置通风空调电控室，一级负荷由末端切换

通风空调设备由降压变电所采用放射式和树干式相结合的配电方式直接供电。一级负荷由降压变电所两段母线各接引一回路电源供电，末端切换，大容量二、三级负荷采用单回路放射式供电方式，小容量二、三级负荷采用树干式配电方式，所有通风空调设备均由降压变电所供电至设备附近，就近设配电控制设备供电，如图4所示。

图4 通风空调电控室配电方式4

这种方式的特点是：配电级数少，系统结构相对简单；配电电缆多，管线综合困难；与FAS、BAS的接口点分布在设备现场，FAS、BAS等系统配线复杂，现场控制电缆增多，管线配合困难，控制、检修、维护不便；每个箱体均需设有控制接口；现场设备多，管线复杂，运营、维护和管理不便；现场配电设备运行环境差，影响配电设备的正常运行。

2 配电方式比较

通风空调电控室配电方式比较如表1所示。

表1 通风空调电控室配电方式比较

可以看出：方式4由于电缆截面大、线路长、维护管理不便、线路损耗大，地上站通风空调设备数量少、设备设置分散等因素，不适用于地下车站，只适用于地上车站；方式3在一路电源停电的情况下，通风空调系统全部一、二级负荷均由另一路电源负担，要求供电电缆截面大，施工、管线综合困难；方式2配电级数多，接线相对复杂，投资相对较大，在地铁中很少采用；方式1系统接线简单可靠，运行方式灵活，适应地铁多种运行方式的控制要求，接口配合简单，便于运营和管理，投资适宜。

3 结语

经综合比较可以看出，对于地下车站，方案1具有一定的优势，便于运营管理，对于地面或高架车站，方案4具有一定的优势。

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(编辑：郝京红)

Power Distribution Modes of Subway Ventilation and Air Conditioning Equipment

Chen Xihu

(China Railway First Survey & Design Institute Group Co., Ltd., Xi’an 710043)

Several power distribution modes used frequently for ventilation and air-conditioning equipment in subway station are analyzed and compared in accordance with the characteristics of load and control requirements of the equipment and the findings are as follows: The electric control room for ventilation and air conditioning is not necessary for a ground station, but the ventilation and air conditioning equipment with the step-down substation power distribution method using radial and trunk-style has certain advantages; the underground station adopts the design of electric control room for ventilation and air conditioning located in the vicinity of the ventilation and air conditioning equipment room and prefers centralized power distribution. The integrated power distribution mode combined with distribution and control has some advantages in ventilation and air conditioning electric control room.

metro; ventilation and air conditioning; power distribution; energy saving; safety

陈西虎，男，大学本科，高级工程师,从事轨道交通设计工作，chenxihu@163.com

U231.5

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