华东地区地铁低压配电及照明设计方案探讨

华东地区地铁低压配电及照明设计方案探讨【摘要】探讨了华东地区地铁低压配电及照明设计组成内容及特点。

【关键词】低压配电及照明动力设计照明设计接地与安全

1 概述

1.1 基本设计原则

（1）低压配电系统采用220/380V三相四线制系统（TN-S系统）。

（2）消防设备与非消防设备自变电所低压柜出线起分开供电，自成系统。非消防设备在火灾工况下切除。

（3）商业用电自成系统，独立计量。

（4）供电电压等级：

动力、照明：交流220/380V

应急照明系统逆变器电源：直流220V

安全特低电压照明：交流36V

1.2 负荷分级及供电要求

根据各类设备用途和重要性，车站及区间用电设备负荷分为三级。

（1）一级负荷：综合监控系统（ISCS）、通信系统、信号系统、火灾自动报警系统（FAS）、环境与设备监控系统（BAS）、电力监控系统（PSCADA）、自动售检票（AFC）、门禁、屏蔽门/安全门、防淹门、民用通信、变电所所用电、应急照明、地下车站公共区的正常照明、地下区间照明、废（雨）水泵、消防系统设备、排烟系统用风机、用于疏散的自动扶梯、防火卷帘、挡烟垂帘等。

（2）二级负荷：地面/高架车站公共区照明、设备管理用房照明、冷水机集控柜、不用于疏散的自动扶梯、电梯、污（集）水泵、普通风机及相关阀门、维修电源等。

（3）三级负荷：冷水机组及其配套设备、广告照明、清扫电源及其他不属于一、二级负荷的用电设备，且停电后不影响轨道交通正常运行的负荷。

2 动力设计

2.1 环控设备的配电与控制

（1）在环控机房附近设置环控电控室，集中对本端的环控设备进行配电，冷水机房电控室可与之合设。

（2）各风机的控制设环控电控室、车站控制室、控制中心三级控制监视，并设现场手动控制保证检修安全。消防专用风机由FAS专业监控，过载保护只报警，不跳闸；平时工作、火灾时兼用的风机由BAS专业，过载保护只报警，不跳闸；仅平时工作的风机由BAS专业，过载跳闸。

（3）冷水机房电控柜负责冷水机组配套设备的配电，对于冷水机组大负荷容量的设备，由降压变电所直接供电。冷水机组在机旁自带控制柜上手动控制；冷冻泵、冷却泵、冷却塔在电控柜及机旁控制箱上手动控制；冷水系统还自带群控柜进行自动控制，联动冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机及相应阀门的起停，同时由BAS返信至车站综控室显示各设备的运行状态及故障信号。

（4）环控电控柜进线回路、容量大于7.5kW风机、空调水系统设备的出线回路采用带远程通信功能的计量表，纳入能源管理系统。

（5）有变频运行要求的风机由变频装置起动；≥75kW[01]的设备采用软起动方式；冷水机组的起动方式由设备厂家自行设计。

2.2 水泵的配电与控制

（1）所有水泵均在设备旁设有自带电控箱（柜），本专业将电源送至电控箱（柜）进线开关的上口，由电控箱（柜）至电机的接线端子处的管线由厂家自带且敷设。

（2）普通水泵采用就地电控箱手动控制、自动液位控制和车控室控制，并可通过BAS系统在车控室内显示水泵的工作状态及故障信号，在厂家自带电控箱内提供BAS的监控接口。

（3）消防泵采用就地电控箱手动控制、车控室控制，并可通过FAS系统在车控室内显示水泵的工作状态、故障信号，及高、低水位的报警信号，在厂家自带电控箱内提供FAS的监控接口。

2.3 其他设备配电

在各站厅、站台配电室内根据情况设置小动力配电箱，负责为车站内较分散的维修插座（箱）、饮水机、售货机、保洁插座等各级小动力负荷配电。

2.4 维修电源

（1）区间每隔100m左右设一个维修插座箱，道岔区要适当增加动力检修箱的数量，每面检修箱容量为20kW，检修箱内设置单相/三相工业连接器。采用树干式配电方式，每一回路按仅使用一台考虑，电源引自就近的车站或区间降压变电所。

（2）在车站环控机房、冷却塔旁、变电所等处设置动力维修插座箱，每面检修箱容量为5kW，检修箱内设置单相/三相工业连接器。

（3）车站附属用房和设备用房按各专业系统要求设置维修插座。

3 照明设计

3.1 照明分类

车站照明分为正常照明、应急照明。其中正常照明包括：公共区工作照明、公共区节电照明、设备房照明、36V安全特低电压照明、导向照明、广告照明。应急照明包括疏散照明，备用照明。

车站公共区照明中，工作照明占1/2，节电照明占1/2，广告照明可作为工作照明的一部分。公共区的疏散照明约占公共区总照明的1/10。

在车站出入口、双层地面站及高架车站昼间站台到站厅楼梯处应设过渡照明。过渡照明宜优先利用自然光，不足时增加人工照明。

3.2 照明配电与控制

（1）公共区照明电源分别由降压变电所不同低压母线供电，由两个照明配电箱交叉向公共区工作照明、节电照明回路供电，每个照明配电箱各带50%，满足一级负荷的要求。照明配电箱控制的公共区照明范围以车站中心线为界。

（2）风道及出入口人防段内外的照明要分开设计，人防段以外宜单独设配电回路。

（3）变电所电缆夹层、站台板下电缆通道和折返线检查坑内设安全工作照明和携带式照明用插座，电源应采用36V安全电压等级，对于潮湿场所采用24V。

（4）考虑本线部分车站位于市郊，结合周边环境条件，在有需要的出入口部卷帘门内预留地面照明配电分箱。

（5）公共区照明、广告照明、区间照明、导向照明设两级控制，在车站车控室集中控制和在照明配电室就地控制。根据不同运营时段需求，分为正常高峰、正常非高峰、节假日、停运等模式进行节电控制。（6）设备管理用房照明设照明配电室、BAS控制和就地设翘板开关控制。车站渡线区设置用于检修的加强照明，在站台下至轨道的楼梯处设置开关。

（7）非消防照明火灾时受BAS控制，可根据情况按防火分区切除。

3.3 应急照明

（1）应急照明电源设备采用EPS电源装置，车站两端各设一套负责本端应急照明及区间的配电。EPS电源装置平时蓄电池处于浮充状态，在两路交流电源都失压的情况下蓄电池放电向应急照明供电。持续供电时间不小于90分钟。

（2）在车站站厅、站台、出入口通道、疏散楼梯、疏散通道、重要设备用房等处设置疏散照明。在站台、站厅、出入口通道、疏散楼梯及其转角平台、疏散通道、屏蔽门端门、有人值班p

4 接地与安全

（1）整个车站设置综合接地装置，接地电阻不大于1欧姆，由供电系统专业完成。

（2）凡正常不带电，而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳、及金属构件、电缆金属外皮、插座接地孔等均应可靠接地。

（3）在照明配电室、环控电控室（含区间风机配电室）、EPS应急电源装置室、污（废）水泵房、冷冻机房、淋浴间等处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、金属门窗均与局部等电位端子箱相联结，结构钢筋无杂散电流防护要求的部位尚应与结构钢筋相连接。除淋浴间的局部等电位联接箱暗装外，其他均明装，底边距建筑地面0.3米。

（4）插座回路及插座箱设漏电开关。

（5）安全超低压设备外露可导电部分严禁直接接地或通过其它途径与大地连接。

（6）对地面、高架区段重要设备配电箱设电涌保护器。

（7）弱电接地引上线至弱电接地总母排连接用240mm2截面单芯电缆，各弱电分母排手拉手连成环状接至弱电总母排，连接电缆用95mm2截面单芯电缆。

5 结语

目前，我国正处于城市轨道交通建设高潮期，对于低压配电及照明专业来说存在一些南北地区设计理念及方案的差异，而华东地区地铁建设恰好可以从两种设计流派中去其糟粕，取其精华。总的来说低压配电及照明专业设计由动力设计、照明设计、接地与安全三大块组成，在此基础上根据当地业主以及运营单位的要求对设计方案进行深化完善以达到一个优秀并具有地区特色的设计作品。