摘要：依據(jù)地鐵建設(shè)及運(yùn)營的經(jīng)驗(yàn)而言，車站的照明系統(tǒng)在車站的總體負(fù)荷占比15%左右，并且具有長期性及持續(xù)性的特點(diǎn)。車站照明系統(tǒng)需求為有效管理，提升能源的利用效率，在滿足照明需求條件之下給人們帶來美的享受，還需要滿足操作便捷及管理靈活，減少維護(hù)成本的支出。本文分析了我國地鐵車站的照明工程現(xiàn)況及照明設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題，對地鐵車站中照明配電及照明控制的優(yōu)化思路和方法進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;照明;配電;控制;優(yōu)化

地鐵車站照明設(shè)計(jì)范疇指的是車站照明配電及控制設(shè)計(jì)，地鐵車站的照明系統(tǒng)功率較大而且供電的時(shí)間長，按常規(guī)的照明模式，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的地下2層車站在一年中耗電量能夠達(dá)到數(shù)十萬千瓦時(shí)以上，地鐵車站的用電量屬于用電大戶的范疇。因此，應(yīng)結(jié)合技術(shù)的發(fā)展，不斷優(yōu)化地鐵車站照明系統(tǒng)配電及控制設(shè)計(jì)。

一、我國地鐵站的能耗情況

2016年我國新修建的城市軌道交通線路將達(dá)到89條，其建設(shè)里程能夠達(dá)到2500千米。我國軌道交通事業(yè)發(fā)展的迅猛之勢凸顯了能耗問題，地鐵車站照明系統(tǒng)的節(jié)能工作也變得極為緊迫。

地鐵系統(tǒng)能耗的特征

（一）能耗特點(diǎn)

地鐵對比其他城市交通運(yùn)輸工具有低能耗的優(yōu)點(diǎn)，但是地鐵車站的設(shè)立、電能的消耗使其成為城市電能源的使用大戶。有關(guān)資料表明，在一年之中深圳地鐵一號(hào)線運(yùn)營耗電達(dá)到1億千瓦時(shí)以上，其中運(yùn)營耗電能夠到達(dá)36%左右，成為地鐵營運(yùn)成本中的第三位。

（二）能耗分布

電負(fù)荷為地鐵營運(yùn)的重要能耗。近幾年隨著科技的不斷進(jìn)步，節(jié)能系統(tǒng)的完善及管理能力的提升，諸多設(shè)備均運(yùn)用節(jié)能控制模式。例如空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)，只要在溫度及空氣質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的指定條件之下才運(yùn)行。地鐵站中的自動(dòng)扶梯基本上已經(jīng)使用了節(jié)能控制的模式，無乘客使用電梯時(shí)，其理論上只有12.5%的能耗在正常運(yùn)行。雖然照明系統(tǒng)目前已采用節(jié)能燈具，但負(fù)荷比較大，占整個(gè)車站中設(shè)備負(fù)荷14.2%至16.1%，達(dá)到200千瓦左右，而且還有長期持續(xù)運(yùn)行的特性。

二、目前地鐵車站中照明配電和控制狀況

（一）照明分類

地鐵車站照明分為正常照明（包括公共區(qū)正常照明、附屬房間照明等）、應(yīng)急照明（包括備用照明和疏散照明）、安全電壓照明（包括變電所電纜夾層照明、扶梯下檢修通道照明和站臺(tái)板下照明）、廣告照明等。公共區(qū)正常照明又分為一般工作照明和節(jié)電照明。

（二）照明配電狀況

照明配電照明配電采用放射式和樹干式相結(jié)合、以放射式供電為主的配電方式。"車站內(nèi)正常照明采用交流220V電壓，由變電所的0.4kV開關(guān)柜配電，應(yīng)急照明由應(yīng)急照明電源系統(tǒng)供電。"車站公共區(qū)照明配電箱分別設(shè)在車站站廳、站臺(tái)兩端的照明配電室內(nèi)，配電箱控制的公共區(qū)照明范圍以車站中心線為界。"車站每個(gè)照明配電室內(nèi)設(shè)兩個(gè)照明總配電箱，電源應(yīng)分別由降壓變電所不同低壓母線供電，兩個(gè)照明總配電箱交叉向站廳、站臺(tái)工作照明和節(jié)電照明供電，每個(gè)照明總配電箱各帶50%的公共區(qū)工作照明和節(jié)電照明負(fù)荷，同時(shí)兩照明總配電箱需為附屬用房照明配電箱提供電源。廣告照明電源由變電所三級(jí)負(fù)荷母線單回路供電。

（三）照明控制狀況

目前，地鐵車站照明控制主要為：站廳、站臺(tái)、出入口公共區(qū)的正常照明、標(biāo)志照明、廣告照明等可在照明配電室控制，也可在車站綜控室由BAS控制。附屬用房的正常照明采用就地控制。公共區(qū)的應(yīng)急照明為常明燈，不設(shè)控制。附屬房間區(qū)的應(yīng)急照明平時(shí)就地控制，火災(zāi)或緊急情況時(shí)FAS集中控制。其中，當(dāng)車站發(fā)生火災(zāi)時(shí)，按照發(fā)生火災(zāi)的局部區(qū)域由FAS通過配電回路斷路器的分勵(lì)脫扣切除照明配電電源。在運(yùn)營的高峰時(shí)段，站臺(tái)、站廳公共區(qū)的所有照明全部開啟。高峰過后，關(guān)掉工作照明。停運(yùn)后，將公共區(qū)的工作照明和節(jié)電照明全部關(guān)掉，僅保留應(yīng)急照明。

地鐵車站照明控制主要由回路上設(shè)置接觸器，并通過接觸器完成控制工作，各個(gè)回路采用控制電纜及設(shè)置在照明配電室里的綜合監(jiān)控控制箱來連接，總線同主控制器進(jìn)行連接完成綜合監(jiān)控作業(yè)，監(jiān)控主站設(shè)立在車站的控制室，構(gòu)成照明系統(tǒng)的控制。

三、照明配電及控制的優(yōu)化

（一）照明配電系統(tǒng)

地鐵照明配電系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)從設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行入手，同時(shí)結(jié)合地鐵照明系統(tǒng)的智能化控制進(jìn)行完善，做到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、靈活、實(shí)用。

1、地鐵照明配電中關(guān)于電壓偏差的控制計(jì)算中經(jīng)常出現(xiàn)偏差現(xiàn)象。相關(guān)規(guī)范中對于照明配電電壓要求為正常運(yùn)行情況下用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值±5%。但在車站照明配電設(shè)計(jì)中，經(jīng)常出現(xiàn)在對電壓偏差的控制中出現(xiàn)模糊現(xiàn)象，比如以照明配電室照明總箱處計(jì)算或以照明總箱下一級(jí)照明配電箱處計(jì)算，這都造成配電線路電壓損失計(jì)算誤差。因此，在設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格遵循電壓偏差的控制要以變電所至照明回路最遠(yuǎn)一盞燈具的距離和負(fù)荷計(jì)算壓損，做到計(jì)算準(zhǔn)確，從而合理選擇各級(jí)配電回路電纜和電線規(guī)格。

2、地鐵照明配電中關(guān)于配電級(jí)數(shù)的問題也經(jīng)常出現(xiàn)，存在誤區(qū)。相關(guān)規(guī)范規(guī)定，自變壓器二次側(cè)至用電設(shè)備之間的低壓配電級(jí)數(shù)不宜超過三級(jí)，但對非重要負(fù)荷供電時(shí)，可超過三級(jí)。但由于沒有將配電級(jí)數(shù)和保護(hù)級(jí)數(shù)加以區(qū)別，加以解釋。實(shí)際上，有許多人認(rèn)為保護(hù)級(jí)數(shù)就是配電級(jí)數(shù)。在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，保護(hù)級(jí)數(shù)多于三級(jí)或四級(jí)的情況比較多，如果把保護(hù)級(jí)數(shù)當(dāng)作配電級(jí)數(shù)，就無法滿足重要負(fù)荷的配電級(jí)數(shù)不超過三級(jí)的規(guī)定。如果為了減少保護(hù)級(jí)數(shù)（有人稱之為配電級(jí)數(shù)）而將斷路器改用隔離開關(guān)，甚至將所有配電箱（柜）的進(jìn)線開關(guān)均采用隔離開關(guān)，這樣做，雖然減少了保護(hù)級(jí)數(shù)，但不見得一定有好處，或許是弊大于利。"因此，在設(shè)計(jì)中不應(yīng)將保護(hù)級(jí)數(shù)當(dāng)作配電級(jí)數(shù)，要將保護(hù)級(jí)數(shù)與配電級(jí)數(shù)分開理解，分別加以限制。并且具體情況具體分析，使配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)更合理。

3、地鐵照明采用照明智能化控制系統(tǒng)后，有必要對現(xiàn)有的車站照明配電方式“車站每個(gè)照明配電室內(nèi)設(shè)兩個(gè)照明總配電箱，電源應(yīng)分別由降壓變電所不同低壓母線供電，兩個(gè)照明總配電箱交叉向站廳、站臺(tái)工作照明和節(jié)電照明供電，每個(gè)照明總配電箱各帶50%的公共區(qū)工作和節(jié)電照明負(fù)荷”重新研究和思考。由于照明智能化控制系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)單純以交流接觸器控制配電回路的控制模式，取而代之以數(shù)據(jù)總線利用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行控制的照明系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多功能控制，因此，車站照明配電室內(nèi)照明總配電箱，"分別由降壓變電所不同低壓母線引雙回路電源，采用雙電源切換箱配電形式，消除必須兩箱交叉供電的限制，從而更靈活的適用于照明智能化控制系統(tǒng)。

（二）、照明控制系統(tǒng)

從地鐵照明控制現(xiàn)狀來看，在照明配電箱的進(jìn)線或出線回路加裝接觸器，通過繼電器、接觸器實(shí)現(xiàn)車站照明控制。但此種模式中應(yīng)用的的電纜、綜合監(jiān)控器及接觸器比較多，接線也相對復(fù)雜，系統(tǒng)抗干擾能力差，且由于只能對照明配電回路進(jìn)行控制，還需對回路問題加以掌控，并且進(jìn)行照明模式切換的內(nèi)容也相對復(fù)雜。

隨著電子技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，利用PLC來實(shí)現(xiàn)對照明系統(tǒng)的智能化控制顯現(xiàn)了巨大的優(yōu)勢，這種智能照明的控制系統(tǒng)是種通過數(shù)據(jù)總線組成，利用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行控制的照明系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)照明配電回路均有一個(gè)地址，利用總線將全部部件連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)。其組成部分有回路控制開關(guān)、總線、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、監(jiān)視主機(jī)、網(wǎng)關(guān)及軟件，可實(shí)現(xiàn)靈活的分布式控制、場景控制、調(diào)光控制、定時(shí)控制等多功能控制和管理功能。智能照明控制系統(tǒng)能夠提供友好的人機(jī)界面，利用觸摸式方式來進(jìn)行操作，方便快捷，能夠很直觀地觀察到各區(qū)的照明系統(tǒng)工作情況，確認(rèn)故障位置等，有利于故障維修，能夠方便地實(shí)現(xiàn)多種照明控制模式的切換，為各區(qū)提供不同的照度要求，滿足不同時(shí)期不同要求的照明需要，并且可以利用PLC所提供的外部通訊接口，通過總線形式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，這樣在地鐵控制中心就可以監(jiān)控各車站照明系統(tǒng)，統(tǒng)一對車站照明系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)各種照明控制模式。

結(jié)語：

我國軌道交通已經(jīng)進(jìn)入了發(fā)展的全新時(shí)期，照明系統(tǒng)作為地鐵站中成本支出的主要部分，通過地鐵車站照明配電的合理的設(shè)計(jì)和優(yōu)化、智能照明的控制系統(tǒng)的應(yīng)用，最大程度地降低能耗，節(jié)省能源，突出其節(jié)約性、綜合性及整體性，為地鐵項(xiàng)目節(jié)省可觀的電力費(fèi)用，并產(chǎn)生良好的社會(huì)效益。

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