智能低压配电系统在地铁中的应用

智能低压配电系统在地铁中的应用

摘要：随着地铁技术的发展，地铁在规模、运行水平不断提升的同时对低压配

电系统也具有了更高的要求。在本文中，将就智能低压配电系统在地铁中的应用

进行一定的研究与分析。

关键词：智能低压配电系统；地铁；应用

引言

近年来，随着经济社会的快速发展以及人们生活水平的不断提高，供电及配

电的稳定性已成为变电运行中的关键，进而低压配电系统的智能化，不仅是电力

企业部门的一项重要任务，同时也是相关部门的将要面对的一项重大课题。地铁

低压配电系统一般主要包括降压变电所低压部分和环控电控低压部分。一般前者

主要为车站内通信设备、监控设备以及电扶梯等设备供电，而后者则主要为通风

空调等设备供电。在地铁行业，加强智能低压配电系统在地铁中的应用，保障供

电的可靠性相当重要，因为地铁供电系统一旦出现故障，地铁将无法安全稳定运行）造成城市交通事故。因此，要提高地铁中低压配电系统供电可靠性及安全性，首先应该熟悉地铁配电网本身所具有的特点，研究它存在的问题，最后有针对的

采取相应的手段去解决这些问题。

1 地铁中低压配电系统的主要特点

由于地铁系统中包括很多子系统，而且各个子系统设备繁多，配合紧密，加

之地铁具有公益性强以及地下建筑复杂等特点，因此这样就对其供电、低压配电

的可靠性及安全性提出了更高更强的要求。地铁中包含着大量的动力负荷，如车

站排热风机、空调机组、冷水机组等通风空调设备，以及污水泵、废水泵、出入

口处潜水泵等水泵设备。这些大的动力负荷设备不仅要求对其地控制外，而且还

要求车站设备监控系统以及火灾报警系统在车站综控室进行控制，有些设备甚至

还需要在中控室进行监视和控制。

2 智能低压配电系统应用现状

2.1 降压变电所智能系统

根据我国相关地铁设计规范规定，电力监控下降压变电所低压部分遥控对象

具有进线断路器、三极负荷低压总开关以及母联断路器，目前，我国在降压变电

所系统所具有的形式为在上述三类对象为基础，进一步对遥测以及馈出回路遥信

进行增加。在智能系统中，则具有PLC控制器、智能开关以及以太网等。其系统

结构如下图所示：

图1 变电所智能低压配电系统结构

从上图中我们可以看到，进线断路器、三极负荷总开关以及母联断路器需要

通过断路器进行实现，而遥测与遥信功能则需要通过数字仪表进行实现。备用电

源方面，其则主要由PLC实现控制。

2.2 环控电控智能系统

在环控电控低压部分中，其智能对具有变频器、启动功能的电动机回路实现

监控、测量以及综合保护等功能，而其他馈出回路保护机制则可以选择热继电器、交流接触器同断路器相结合的方式进行实现。在环控电控中，其所具有的低压部

分仅仅能够对空调以及通风设备提供电源，同时也具有电动机短路、过载的保护

作用，其通过BAS系统实现电机控制功能。

3 智能低压配电系统实践应用

对于传统的低压系统来说，其所具有的功能较为单一，仅仅能够在电机出现

短路、过载情况下才体现出保护作用，且仅仅能够以点对点的方式对监控系统进

行连接。在这种情况下，在系统建设时往往会具有非常多数量的电缆，并因此使

工程量、系统调试量以及接线具有着非常复杂的情况，对于调试工作量来说也是

一种较大的提升。同时，从现今部分地区地铁管理、运行方面则可以看到除了馈

线断路器、三级符合开关以及母联短路这几者不能实现远程监控之外，在对日常

对系统进行的维护量也非常大。同时，由于设备更多的是继电器同接触器的控制

方式，则可能因此由于现场电气设备过多而使系统的运行稳定性、可靠性受到了

一定的影响。

4 地铁智能低压系统技术解决方案

4.1 应急照明控制

对于系统以往自带的蓄电池灯具来说，不能够对终端灯具以及系统线路实施

监控。而在集中供电式应急照明系统中，虽然能够以自动的方式对电源进行检测，但是却不能对终端灯具以及系统线路实现统一的监控管理。对于地铁应急照明系

统而言，其不仅需要以一套电源通过集中、统一的方式进行供电，同时还应当能

够对电池、线路、终端照明等进行统一的监控管理。根据上述要求，我们则可以

按照以下原则对该照明控制系统进行建立：第一，需要使用电力载波技术，通过

电力线对终端设备以及应急回路进行控制；第二，需要能够支持多种协议格式，

并能够同FAS以及BAS实现集成；第三，需要具备智能疏散指示控制功能；第四，需要具备自动巡检系统，系统联网扩展能力要强，各主站、分站设备实现联网，

统一管理。

4.2 控制设备构成

现场级设备方面，有传感器与就地控制箱，并根据主站设备对通风、空调、

配电室、环控室、电气控制机房等进行设置；通风电气低压开关控制室内，具有

通风、水质监测系统、智能模块以及空调等设备。其中，智能模块通过BAS控制

器以及智能通信管理同现场总线进行连接，而内部职能模块、智能通信设计以及

低压成套开关设备则由专业低压工作人员进行负责；照明配电房内，设置有一套

远程控制柜，负责节能照明、广告照明、监控区域照明、管理区域照明以及电源

状态等方面的监控。如果在监控过程中发现有火灾隐患，FAS控制器则会对控制

命令进行发出，保证电梯在火灾情况下能够安全的运行到安全层。同时，其也负

责对故障信号、水位报警信号以及泵运行的状态进行监控；应急照明方面，其在

同FAS连接后通过现场总线控制器的应用对照明电源可能存在的故障信号以及电

源状态进行监测，而在区间泵房位置，则设置有远程控制箱，负责故障信号、水

位报警信号以及水泵运行状态的监控，且能够在相关车站中对区间水泵进行远程

控制，而BAS与远程控制箱则会通过控制柜进行连接。

4.3 BAS同低压智能化的协调配合

在BAS同地铁低压系统接口方面，主要由空调柜、变频器、智能通风设备以

及应急照明电源单元组成，其中，也具有正常照明配电箱以及导向系统中的控制

设备。在车站通风空调电控室内，低压柜在不同智能模块上则由BAS提供到低压

柜不同模块电缆以及控制网的终端电阻以及TAP头，并负责相关设备的调试工作；而低压系统则提供TAP头即智能模块导轨等设备的安装，并同BAS共同完成调试

工作。

5 地铁智能低压配电系统的未来发展

目前，现有的控制方式已经不能够同地铁发展需求相符合，必须能够沿着节