浅谈地铁工程电气设计节能

浅谈地铁工程电气设计节能

唐勇

342501199704067014     佳源科技股份有限公司

摘要：随着社会的发展与进步，重视地铁工程电气设计节能对于现实生活具有重要的意义。本文主要介绍地铁工程电气设计节能的有关内容。

关键词 ：设计节能;地铁工程;电气设计

引言：节能降耗是一项系统工程，节能设计是这项工程中一个极为重要的环节。而地铁是耗电量巨大、运行成本较高的行业，如何降低能耗、节约电源是地铁管理者最为关注的重点及难点。因此，我们要建立和健全节能设计理念，合理设计，实现经济运行。

一、地铁工程电气设计节能的基本原则

在地铁工程的设计中，各种节能措施的应用要坚持全面分析、综合考虑的原则，进而才能在满足各种需求的基础上，实现相关电气设备的节能运行。综合分析地铁工程电气设计节能的基本原则，主要表现在以下几个方面：

1.1 考虑工程项目的实际经济效益

在地铁工程的电气设计节能中，要综合考虑区域的社会经济状况，以及工程项目的实际经济效益，各种节能措施的应用必然会增加工程的整体投资，设计人员应考虑到这部分成本在多长时间内可以收回，只有在保证工程项目实际经济效益的前提下，才能按照相关规范和要求进行节能设计。

1.2 满足地铁的基本功能需求

由于地铁工程对于照明度、舒适度、通风性的要求较高，所以，在电气设计节能中，要在满足其基本功能需求的前提下，合理运用各种节能工艺和技术措施，从而实现地铁工程项目的顺利运行。

1.3 节省无谓的能量消耗

地铁工程电气设计节能中，应抓住节能设计的要点，即什么地方需要节能，什么地方不能节省能耗。特别是在关键项目的设计时，设计人员一定要贯彻经济、合理、实用，以及工艺和技术先进的原则，要保证电气设计节能方案具有可行性，而不是刻意的追求能耗降低。

二、地铁工程电气设计节能的具体措施

2.1 照明系统的节能设计

1) 照明光源的选择

在地铁工程中需要使用大量的照明设备，也是能量消耗的关键项目，所以，科学进行照明光源的选择是极为重要的。目前，国内在地铁工程设计中，选用的照明光源以T5、T8等型号的直管荧光灯为主，此类光源的光效相对较好，配套灯具的生产技术也较为成熟，但是相对LED却存在能耗较大的弊端。因此，在今后的地铁工程照明光源选择中，应尽量采用节能效果更为优越的LED灯具，其具有发热量小、寿命长、维护成本低等特点，节能效果明显优于传统的荧光灯。

2)智能照明控制系统的设计

随着国内人民群众生活水平的提高，对于公共场所的照明要求也在不断提升，所以，在地铁工程的电气设计节能中，一定要注重智能照明控制系统的设计问题。地铁车站中的人流量较大，但是存在高峰与低谷之分，根据人流量的变化情况，对于照明系统的照度要求也不一样。因此，在地铁工程的电气设计中，要尽量设置多回路配电，构建一套智能照明控制系统，以满足乘客对于照明环境的实际要求。但是在智能照明控制系统的设计中，有可能遇到投资增加、操作繁琐等问题，设计人员一定要合理分配工作照明、节电照明设备的比例。在条件允许的情况下，在地铁车站引入智能照明控制系统，对车站照明实现智能控制，可以更好的节能降耗。智能照明控制系统主要功能如下：

(1)调光控制

智能照明控制系统调光控制采用数字式调光，同时调光时间长短也可作任意设定。调光模块种类多，调光功率有多种选择。

(2)模式控制

根据地铁运营需要可将所控区域的灯光预先设定为各种模式，如正常模式、节电模式、火灾模式、停运模式等。需要时可通过就地面板控制、时间自动控制、照明终端中央监控控制等。

(3)定时控制

智能照明控制系统时间控制器可将所控区内照明回路进行预编程。根据实际景观需要定时开关一组、多组或区域的照明灯具，可使灯具在设定的时间内以设定的间隔逐次点亮和关闭，并可设置循环。

(4)可视化集中监控

在站点照明监控中心，安装有彩色可视化触摸屏、屏幕尺寸、触摸方式，通过友好界面将所有控制对象显示于屏幕，各照明回路及灯具均按实际位置图形显示于各区域平面上。各照明灯具及回路的实时运行状态及报警状态显示于图形上，方便观察，通过点击各回路图形开关或场景开关即可开启或关闭各区域的照明，同时其状态也在屏上清楚显示，并可任意设定时间控制回路。

2.2 供电系统的节能设计

1)主变电所设置、主变压器容量的设计

在地铁工程的电气设计节能中，要合理进行主变电所的设置，最好选择在两条电力线路的交汇点，并且尽量靠近供电主线路，这样既实现了电力资源的共享，而且达到了预期的节能效果。由于地铁工程的线路较长，而且多数存在线路重叠的现象，在主变电所的位置选定时，要尽量位于供电范围中心，以保证不同主变电所承担的负荷距离基本相等，从而减少电力在传输过程中的能量消耗。例如：在地铁工程的主变压器容量设计时，必须合理进行负荷计算，国内一般是将用电负荷的功率因数设定为0.85，但是现阶段使用的弱电系统设备通常都是自带UPS装置，UPS系统中包括自带无功补偿装置，实际上功率因数基本上实在0.95以上，所以，在进行负荷计算时，弱电用电负荷的功率因数需要取0.95或更大，在负荷计算时需合理取值。

2)中压网络接线形式的选择

在地铁工程中压网络接线形式的选择时，以坚持合理分区、易于调度的原则。无论选取何种接线形式，都要注意电气设备和电力线路的能量损耗，进而达到节能的目的。目前，国内在地铁工程的电气设计中，常见的中压网络接线形式主要有：放射式、环网式等。从电气设计节能的角度进行分析，放射式中压网络接线中，电缆承担的总负荷相对较小，电力线路的损耗也明显降低，对于地铁工程供电系统的节能具有重要的作用。但是放射式中压网络接线中的电缆数量、电缆回路较多，总体投资也较大，其经济性相对较差，而且在工程项目运行中也存在能耗较高的弊端。环网式中压网络接线中，电缆数量相对较少，经济性能良好，但是电缆承担的总负荷较大，电力线路损耗也相对较大，其总体节能效果略差于放射式中压网络接线。但是环网式中压网络接线的可靠性较好，而且具有节省投资的特点，国内目前主要采用此种中压网络接线形式。

2.3太阳能发电

太阳能作为一种新能源，以其能源丰富、可就地开发利用，不存在运输问题、绿色环保，不会造成污染和公害等优点越来越广泛地应用在各个领域，实际工程的运用案例已经很多，且技术已经相对成熟，因此在地铁合适的场合采用太阳能发电是可行的。由于太阳能发电容量比较小，负载可以考虑建筑物的电热设备及室内外照明。

节约能源分为两种方式，一种是采用各种手段降低设备能耗，达到节能目标;一种是取得其他方式的能源，例如太阳能、风能、地热能等方式的能源，来降低正常的能源消耗。根据太原的实际情况，合理利用太阳能是一个不错的选择;太原市属于太阳能比较丰富的地区，在停车场大库屋顶、室外照明等处，如能够利用太阳能资源，可实现可持续性发展、绿色、环保节能的建筑特点;但是运用太阳能技术也存在一些制约因素，根据太原市气象资料，冬季太阳能利用效率低，为保证用电设备的可靠供电，必须由正常的供电系统向用电设备另外敷设供电线路，以保证用电可靠性。

三、结束语

在我国各大中城市全面加快地铁工程建设的背景下，我们一定要加强对于电气设计节能问题的研究，并且在设计工作中要综合分析经济、工艺、技术等方面的影响因素。另外，在地铁工程的电气设计节能中，要注重新型节能设备的研发和应用，并且积极引进外国的先进工艺和技术经验，从而构建具有中国特色的电气设计节能技术体系。

参考文献

[1]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].第三版.北京：中国电力出版社，2005：29-48.

[2]注册电气工程师执业资格考试复习指导教材委会.注册电气工程师执业资格考试复习指导书[M].北京中国电力出版社，2007：112-125.