研究在地铁中运用智能低压配电系统的分析

研究在地铁中运用智能低压配电系统的分析

李彬

中铁第六勘察设计院集团有限公司

摘要：在整个地铁交通体系中，电力系统起着举足轻重的作用，其建设成效将直接关系到整个地铁交通的正常运营和后期的运营品质。随着国家电力行业的快速发展，智能化低电压配电系统已经在地铁建设中得到了很好的应用，这对于提高地铁供电系统的可靠性起到了积极的作用。本文简单介绍了地铁智能低压配电系统的结构、特点以及运用效果，分析了智能低压配电系统在地铁中的具体运用，旨在为相关工作提供帮助，推动地铁交通的持续稳定发展。

关键词：地铁；智能低压；配电系统

引言：最近几年，我国城市化建设的步伐持续加速，为了满足城市居民日益增加的现实出行需要，更多的城市开始了对地铁轨道交通的建设。在人们对出行舒适度和安全性的要求越来越高的情况下，在现代化的地铁施工中，必须不断提高自动化程度，加强对智能低压配电系统的运用，提高地铁运输的稳定性和安全性。这对地铁行业的快速发展具有非常重大的现实意义。

一、地铁智能低压配电系统概述

（一）结构

三层负荷开关，智能化断路器，现场总线和 PLC可程序控制是组成轨道交通智能化低压配电网的主要组成部分。并由现场采集层、通信管理层和中心监督层共同组成一套完整的配电远程监控系统。并实现了对输电线路的监测、信息通讯和远程控制等多种应用。在这一部分中，现场采集层包含了部分智能的控制终端设备，比如智能断路器和温控仪等。这些设备在系统工作过程中，会对所处的环境和设备的工作数据展开监控和收集，并把数据往上传送。通讯管理者主要承担着建立起两个层面的可靠的通讯联系，根据通讯协定实现对两个层面的数据的交换，将监视数据上传到中央监视层面，并发出相应的控制命令。

（二）特点

相对于常规的低电压配电系统而言，地铁智能低压配电系统的优点和特征主要表现在三个方面：首先是网络监测。在整个系统的运作期间，中央监控层、采集层和用户终端的通信是通过一个通信管理员来实现的。通过对监控数据的处理，将监控数据上传至中央监控层面，作为决策依据，制定出相应的监控目标。同时，对系统及设备的运行状态进行监测和认识。一旦出现运行故障，就会有预警。在系统的人机交互界面中，可以根据系统的操作指南，对系统进行相应的操作[1]。其次是节约能源，保护环境。智能低压配电系统具有良好的环境感应能力，它可以根据已知的信息，对实际的低压配电需求作出精确的判断，并且在地铁中实行分阶段的电力供应方式，比如在运行高峰之后，会自动将一些照明路灯进行关闭，从而降低电能的损耗。最后是电力供应的安全性。低压配电系统主要负责监测用电系统的运行状况，在检测到电气故障时，将会控制断路器等装置来实现相应的保护动作。这样，就能快速地解决系统的故障，并能有效地控制其影响的区域，以免引起更大的损失。

（三）运用效果

1.变电所低压配电控制

在轨道交通智能化低电压配电网的应用中，能够使用对三级负荷低压开关、进线断路器、母联断路器等设备的控制，以充分发挥变电所低压配电控制的作用，实现地铁低压配电系统可靠安全供电。在系统的具体操作中，能够采取遥测远程的方式，并根据系统的实时情况，对输入线路的开关、母线开关等装置实施对应的控制，实现对变电所的低电压的有效控制。

2.现场总线

现场总线是轨道交通智能低压配网的关键技术。主要是通过改善系统与设备间的连接关系，来解决设备间的信息传输问题，保证数据交换的畅通，提高系统管理效率。另外，利用现场总线技术，可以重新定义轨道交通低压配电系统的运行描述和输入、输出的应用功能，从而增强该系统在用户层次的可操作性。

3.智能断路器

断路器是一种能够在非正常回路条件下关合、承载和断开的装置。对于一个智能化的低电压配电网来说，所构建的智能断路器担负着对电力线路及设备进行分配并为其提供保护的作用，该装置可视为过温保护和保险丝的结合体。在系统工作期间，智能断路器持续地监测着整个系统的工作状况，如果发现有过载运行、欠压和短路等故障，则会自动进行分闸，断开故障线路，达到最好的分闸效果。

二、地铁中智能低压配电系统的运用

（一）环控电控低压系统

环控系统的设计重点在于实现对车辆内部环境的控制。汽车的整体控制系统包括了汽车内部的通风系统和排水系统。环控系统的设计重点在于实现对车辆内部环境的控制。在控制系统中，空调主机的防护是必不可少的[2]。空调设备信息传输到系统中的监控主机，会进行命令管理的传递，也可以实现断相等，并且可以通过通信端口将信息数据及时传递。

（二）智能照明系统

在地铁工程中，常规的照明系统多采用 BAS控制，只能实现同一照明线路上的灯光开关。同时，由于需要铺设大量的电缆，使整个系统的结构更加复杂，给系统的管理和维修带来了不便。此外，传统的照明系统在使用过程中因工作方式过于死板，不能适应实际的用电需求，因此造成了无谓的电能损耗。集成主机、照度传感器、网关接口模块、照明开关控制器与可编程现场控制面板等都是构成智能照明系统的重要部件，它的智能化和自动化水平都很高。能够在系统运行过程中，有效地感受到所处的环境，从而对车站等地区的实际照明要求作出判断，并基于此作出相关的控制命令，例如：调节系统用电负载与关掉一些照明灯具。相对于常规的照明系统，智能化照明系统有如下优点：首先，功能完备。本系统可根据用户的需要，进行调光、计时等操作，为用户带来不同的照明效果。该系统能在不需要人为干预的情况下，自动生成和执行控制命令，保证了系统的稳定和最优的工作状态。其次，由于该系统采用了总线的方式，使得布线的构造比较简单，因此在使用过程中不容易发生电力故障，从客观层次上来说，该系统的维护效率得到了很大的提升。最后，该系统采用分布式网络化的架构，只需要一个计算机终端就可以实现对整个系统的操作和管理。

（三）电力监控系统

电力监测系统简称为 SCADA系统，具有远程控制，远程通讯，远程测量等功能。其中，远程控制功能是通过遥控的方式，对系统的装置进行控制，例如，对装置的开关进行打开和关闭，调整装置的开度等。远程通讯器主要实现了采集和传送装置运行状态的监控、对开关量等方面的信息。遥测是指对电压，系统功率，电流等模拟值的检测。在地铁工程中， SCADA系统的重点是对高低压配电柜、轨道电位控制装置与交流直流屏等设备的实时工作状态进行监测。实现了设备的集中控制，自动报警，数据分析，信息收集等功能。能够让管理人员全面地掌握系统的运行情况，替代人工来做很多的基础工作，从而在很大程度上促进了少人值班与无人值班的模式。另外，为了确保 SCADA的安全性和稳定性，在 SCADA的发展过程中，应该采用分布式的控制架构。这样，在系统操作过程中，任何一个控制部件发生操作失效，都不会对整个系统的操作状况产生显著的影响，同时可以对失效的影响区域进行有效控制。

（四）电气火灾监控系统

借助电气火灾监控系统的构建，能够及时发现火灾，及时采取防范措施。保证应急照明，通风，排烟等设施的有效运行，为受难群众提供一个安全的出口，降低火灾造成的损失。例如，在系统运行时，可以利用末端检测器对线路及控制区域内电气设备的温度与电流等参数进行监控，通过对所收集到的数据进行放大和模拟-数字变换，比较和分析监控数据和设置的警报数据。当探测器的数值超出了安全阈值时，它会发出警报，并根据探测器的数值来定位着火点，从而指导消防人员进行火灾隐患的排查。

三、结语

总结来说，在现代的轨道交通工程中，相关部门应该加大对轨道交通智能化的低压配电系统的研究力度，对智能化系统的应用价值进行充分的理解，并对智能低压配电系统进行不断的开发和改进[3]。从而增强地铁运行的安全性和经济效益，为推动我国城市轨道交通的现代化，保障城轨低电压供、用电系统的安全稳定运行提供可靠保障，

参考文献：

[1]赵玉明.基于PLC的地铁智能低压配电系统设计[J].电气化铁道,2023,34(02):78-81.

[2]沈思成.智能低压配电系统在地铁中的应用[J].集成电路应用,2022,39(02):104-105.

[3]吴文珏.地铁智能低压配电系统研究[J].工程技术研究,2021,6(08):255-256.