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探析节能措施在地铁低压配电中的应用

钟辉健
  
安家(建筑与工程)
2022年30期
深圳地铁运营集团有限公司 518000

摘要:在城市化发展促动下,城市空间相对拥挤,交通压力倍增。为了将拥挤情况缓解,目前地铁工程逐渐增多。研究发现,在地铁项目运行期间,低压配电系统是核心,该系统支撑作用较强,对地铁项目的健康运维帮助较大。在实际运行中,低压配电系统占据了地铁项目较高的能耗,在资源紧缺的当下,系统配置与节能的矛盾十分突出。工作中,为了发挥地铁低压配电的价值,保障可持续性,需将节能技术合理应用。借助节能措施,改善地铁交通状况,助力地铁事业的发展,保障地铁资源效益最大化。

关键词:低压配电;地铁项目;节能措施

引言:现阶段,能源形势不断紧张,为了合理实现节能减排,优质并合理发展低碳经济,已是核心战略。节能措施高效利用,是现阶段稳定地铁低压配电系统,提高地铁运行效率的核心保障。通过研究发现,地铁项目较为特殊,是城市中的耗能大户,虽然方便了人们出行,但能源问题也比较突出。尤其是地铁配电系统,作为地铁运行核心系统,其能耗非常突出,为了降低这方面的能耗,需合理采取节能措施,综合分析地铁低压配电情况,在此前提下,将地铁建设推向全新的高度。

1地铁低压配电节能设计的基本原则

1.1满足地铁的基本功能

在低压配电节能设计环节中,虽然目的是为了节能,但还是要保证地铁功能,确保地铁可安全运行。具体来说,设计方案的选择,都要满足地铁各种电气设备对电力的需求,确保其作用发挥。例如:满足地铁通风系统中,需要的温度及新风量,营造舒适地铁环境;充分满足地铁照明需求,调整好照度、色温,确保显色指数等达到设计标准。

1.2确保理想经济效益

在进行节能设计时,需合理考虑经济效益方面的内容,在实践环节中节能只是一方面,为了节能反而增加消耗投资,明显是不明智的。在节能措施应用同时,需减少节能运营成本,实现地铁建设既节能,同时又经济、高效目的。在具体工作中,为了保障节能效果,首先应找出能量消耗最突出的区域,针对该区域细致评估,明确与地铁功能保障没有关系的部分,在此基础上,采取可靠节能措施,降低地铁能源消耗,提高节能的可行性。如变压器的功率损耗,在实践环节中,传输电能线路上部分的损耗(有功损耗)均属于无用能量损耗。针对这部分内容,需采用先进技术,切实保障能耗降低的成果[1]。总而言之,地铁节能设计应贯彻高效、经济、实用原则,确保技术先进,挖掘出节能措施最大价值。

2案例分析

某地铁项目线路较长,横贯城市东西,全长约41.111km,其中过渡段长0.643km,线路全线共设19座车站,最小站间距为0.927km,平均站间距2.140km。除此之外,设主变电站2座。为了满足地铁项目节能要求,需对低压配电系统实施优化,合理降低系统能耗,发挥节能技术优势。

3地铁低压配电中优化使用节能措施

3.1电房的合理设置

通过上述分析可知,地铁低压配电中优化使用节能措施需考虑两方面要素,一是经济性;二是满足地铁基本功能。所以电房的合理设计,也要遵循这样的原则。通常情况下,一个地铁车站只需匹配一座功能齐全的变电所即可。研究发现,地铁降压变电所需要按照合理要求,设置在车控室等区域,这类区域有一共通点,那就是通信、信号电源等较为集中。在这样的区域中,设置地铁降压变电所,可减少供电距离,提高经济性。如果车站整体负荷较大,为了确保运行质量,应在另端设置适用性较强的跟随变电所,在此基础上,缩短干线电缆的长度,提高电缆应用可靠性。环控电控室作用显著,应设在环控机房周围。

3.2合理选择变压器

在现实应用中,变压器选择至关重要,特别是变压器容量是重要参数,不容忽视。结合现实经验可知,变压器容量大是地铁项目建设突出问题。特别是在运营低峰期,在此阶段负荷率通常较低,一般不足10%。即使在高峰期时,负荷率也都低于50%。这种情况的存在,会增加项目投资,同时严重造成电能浪费,从源头增加运营成本。实际工作中,变压器有功功率损耗是重要指标,计算公式如下:false。其中,变量p为有功功率损耗(变压器的);false为空载损耗;false为短路损耗;字母β代表负载率。

上述公式研究可发现,false部分实际代表空载损耗,它的形成除了要考虑实际损耗外(铁芯涡流产生的),同时还要兼顾漏磁损耗情况。基于这样的情况,变压器应选用节能型,才能达到最高效率。此外,false是传输功率的损耗。具体来说,即变压器的线损,此项参数非常关键,取决于变压器绕组情况,与负载率β的平方呈现正比例关系。变压器选择时,为确保合理性,可先进行负荷计算,在此项措施保障下,选择合理变压器容量,借此达成环保的效果。结合实践经验可知,通过正确计算,可选择出匹配的变压器容量。实践证明,变压器一旦容量过大,其隐患也会较大,会引起过多损耗能量,所以必须密切关注。

3.3减少线路能量损耗

从实际经验了解到,地铁项目较为庞大,实际花费的电缆线路众多,总长不下万米,所以将这方面的有功损耗进行控制,可保障较好节能效果。实操中,减少线路上的能耗是不容忽视的内容。电缆上的电流较为固定,通常不能改变,想要合理减少其损耗,唯一可行措施就是减小电阻[2]。研究发现,线路电阻和线路长度呈现正比例关系,与电缆截面成反比,基于上述前提,线路的损耗减少需从以下途径入手。(1)地铁节能项目中,均采用铜芯电缆,通过材料正确选择,减小电缆的电阻率。(2)搭建地铁配电系统线路时,要少走弯路,尽可能控制导线长度,降低线路折损程度。(3)低压配电室设置较关键,应靠近电缆井,这是重要的保障。(4)电缆截面积选择方面,需从载流量、热稳定等多方面考虑,适当增大导线截面积,借助这样的方式,保障长远利益,实现科学节能。

3.4采用变频控制技术

地铁低压配电项目中,想要合理实现节能,离不开变频控制技术的支撑。地铁车站中,为了保障基本功能,会增设通风空调系统,同时还会匹配高效率的地铁电扶梯系统等,这些系统的设置,虽然可保障地铁服务质量,但实际用电量大,通常情况下,会占整个机电系统的2/3。为了降低这部分能耗,需采取变频控制技术。研究发现,这些系统均属于电动机负荷,出于这方面的性能考虑,在优化设计环节可采用变频调速器,强化系统节能效果。具体原理是使其在负载下降时,借助高效的系统控制自动调节转速,在合理机制保障下,使其与负载的变化匹配,实现节能的目标。采用上述方式,意义较为显著,可提高电机效率,降低其能耗(在轻载时)。对车站空调系统来说,科学配置变频器后,节电效果可提升30%,应用效果较为理想[3]。另外,电扶梯采用变频技术,在运行期间可实行分时管理,同时根据乘客需求自动变速,借助这样的途径,不仅可以保护设备能动性,延长其寿命,同样可有效节能,提高设备应用价值。实践表明,扶梯采用变频控制较为先进,是地铁项目节能的新技术,值得大范围推广。

结论:综上所述,地铁节能潜力较大,为达到理想效果,需精细设计,优化每一个控制环节。站在设备选型角度,需综合考量设备性能、应用效果等,从技术层面,增强节能的可行性。节能降耗较为复杂,是一项系统工程,在实操中节能设计是重要环节。为了体现节能理念,电气节能设计需在总结经验的同时,大胆启用新型技术,为国家降低GDP能耗保驾护航。

参考文献

[1]王代军.地铁智能照明系统的能耗分析及节能优化措施[J].光源与照明,2021(12):33-34.

[2]应勇.地铁环控系统设计节能分析和改造措施[J].安装,2021(10):37-39.

[3]魏振熙.电气节能技术在地铁车站供配电与照明系统中的应用研究[J].能源与环保,2021,43(05):172-178+183.

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