薛靜山（廈門市特種設(shè)備檢驗檢測院,福建　廈門　361001）

地鐵自動扶梯運行方式節(jié)能分析

薛靜山
（廈門市特種設(shè)備檢驗檢測院,福建廈門361001）

摘要：地鐵自動扶梯是地鐵車站不可或缺的部分，而如何實現(xiàn)自動扶梯的節(jié)能運行成為目前地鐵車站自動扶梯設(shè)計中最為核心的部分。本文分析和探討了地鐵車站自動扶梯的節(jié)能方式，目前地鐵自動扶梯節(jié)能方式方面主要采用自動運行、星三角和變頻調(diào)速運行三種方式，相比之下，變頻調(diào)速運行方式節(jié)能最經(jīng)濟適用；星三角運行方式節(jié)能應(yīng)根據(jù)自動扶梯升高度采用；自動運行方式節(jié)能的使用較少。

關(guān)鍵詞：地鐵；自動扶梯；節(jié)能分析

《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB50157—2003)中明對地鐵自動扶梯的各項參數(shù)進行了較為明確的分析和規(guī)定，具體來講如果提升高度超過了6m，就需要設(shè)置上行自動扶梯；如果超過12m，就需要設(shè)置上下行自動扶梯。在目前資源日益緊張的背景下，如何實現(xiàn)自動扶梯的節(jié)能就成為目前社會關(guān)注度焦點問題，如何能夠進一步降低自動扶梯的消耗，提升自動扶梯的運行效率對于整個地鐵運輸起到至關(guān)重要的作用。

1　節(jié)能分析

1.1自動運行方式節(jié)能

自動運行方式是一種傳統(tǒng)的節(jié)能方式。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，這種方式大概能夠?qū)崿F(xiàn)30%的節(jié)能目標。假如設(shè)置6臺提升高度6m，采用這種方式的情況下，其運行節(jié)能效果如下所示：

單臺功率(0.65m/s,1000mm)11kW；日空轉(zhuǎn)運行時間6h(20h×30%)；

日節(jié)電為：6×6h×11kW=396kW.h；

年節(jié)省電費365×396×1元(假設(shè)=144540元一個標準地鐵車站，單臺自動扶梯年節(jié)省電費24090元。

因此相對來講，這種方式操作簡單可靠，節(jié)能效果相對比較突出。但是其主要的缺點在于電梯在啟動的過程中需要大量的電流，這就導(dǎo)致其對電造成很大的沖擊。同時這種節(jié)能方式在使用的過程中需要頻繁的啟動，這就對自動扶梯的受用壽命產(chǎn)生了很大的負面的影響，因此在地鐵自動扶梯的使用中這種方式很少被使用。

1.2星三角運行方式節(jié)能

星三角節(jié)能方式是近年來普遍采用的一種方式，當運行電機達到380V時，采用星三角運行方式就能夠在滿足運輸條件的情況下實現(xiàn)節(jié)能。星三角運行方式是在自動扶梯以及相關(guān)設(shè)備處于空載的情況下，將電機接成星形接線；而在設(shè)備處于額定載荷運行的情況下，采用雙投開關(guān)的方式將接線改成三角形接線。

在這種方式下使得電機電流降低，同時也會導(dǎo)致驅(qū)動力矩相應(yīng)的隨著變小，這種方式在地鐵自動扶梯的運行中具有很大的優(yōu)勢，能夠大幅度的降低自動扶梯運行功率。按照6臺6m，采用ECO運行的自動扶梯具體情況如下所示：

空轉(zhuǎn)運行時間設(shè)定為6h;

日節(jié)電6×6h×11kW×20%(節(jié)電20%,電梯公司提供)=79.2 kW·h;

年節(jié)省電費365×79.2×1元(假設(shè))=28908元。

例如上海地鐵4號線就采用了這種節(jié)能方式。在切換中，電流波動相對較大，波動點電流在很大程度上對電機以及電網(wǎng)產(chǎn)生了不同的影響。ECO方式在客流較為集中的地鐵車站的使用具備很大的優(yōu)勢，能夠在滿足運輸條件的情況下實現(xiàn)更好的節(jié)能效率。

1.3變頻調(diào)速運行方式節(jié)能

變頻調(diào)速節(jié)能方式在發(fā)達國家地鐵車站的使用較為頻繁，這種節(jié)能方式是一種融合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的節(jié)能方法。具體來講變頻調(diào)速節(jié)能方式通過整流器、逆變器和控制電路,通過這些設(shè)備和技術(shù)的使用能夠?qū)㈩l率轉(zhuǎn)變成為直流，然后將直流頻率通過一定的技術(shù)干預(yù)將其逆變?yōu)椴煌l率的交流，進而能夠?qū)崿F(xiàn)對電機的控制和調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速運行節(jié)能方式的技術(shù)特點主要有以下幾個方面：（1）調(diào)節(jié)范圍較大，該種方法可以實現(xiàn)1%～100%的調(diào)節(jié)，對于經(jīng)常處于低負荷狀態(tài)下的運行設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)較好的調(diào)節(jié)效果；（2）調(diào)速效率高；（3）啟動電流??；（4）可連續(xù)調(diào)速；（5）主電路仍可直接供電。具體來講其效果如下：

空轉(zhuǎn)運行時間6h;

日節(jié)電6×6h×11kW×40%=158.4kW·h;

年節(jié)省電費=57816元。

隨著這種節(jié)能方式和節(jié)能技術(shù)的快速推廣，目前大部分新建的地鐵自動扶梯都采用了這種節(jié)能方式，這種節(jié)能方式的使用能夠在很大程度上降低耗能，同時也能夠在很大程度上能夠避免對電網(wǎng)的沖擊。

2　節(jié)能運行方式的選擇

從目前我國地鐵自動扶梯的建設(shè)情況來看，大部分采用直接啟動的方式，這種方式不符合變頻調(diào)速裝置的使用條件。直接啟動方式不僅僅需要消耗大量的電力，同時對于使用壽命也產(chǎn)生了很大的福明影響，因此就需要對其進行節(jié)能改善，實現(xiàn)資源的有效配置。具體來講可以采用以下幾個方面的措施：

（1）電機采用三角形接線方式運轉(zhuǎn)，可以通過一定的方式將目前在用自動扶梯轉(zhuǎn)換成為三角形連接方和星形接線方式相互結(jié)合的方式，也就是說可以將其改造成為ECO的運行方式。

（2）采用感應(yīng)開關(guān)的方式,采用該方法實現(xiàn)對主電機供電電壓和頻率的調(diào)節(jié)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)自動扶梯運行節(jié)能。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)自動扶梯的節(jié)能目標，同時也能夠減少機械的磨損程度，為顧客提供較為方便的運輸服務(wù)。

3　結(jié)論

隨著目前資源越來越緊張的情況下，地鐵自動扶梯節(jié)能以及成為地鐵建設(shè)中最為主要的內(nèi)容，成為地鐵工程中最為關(guān)注的問題之一。自動扶梯是實現(xiàn)人流量控制和人流運輸?shù)闹饕O(shè)備，在實際的運行中可以通過調(diào)節(jié)其運行方式實現(xiàn)節(jié)能，實現(xiàn)相關(guān)資源的有效配置。變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)具有很大的優(yōu)點，成為目前自動扶梯節(jié)能中使用最為普遍的一種及時方式，通過該種技術(shù)的使用能夠?qū)崿F(xiàn)地鐵扶梯相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟效益的提升，同時也能夠打幅度的提升社會效應(yīng)。同時這種方式能夠有效的實現(xiàn)對地鐵人流的控制和分流，成為最為重要的一種節(jié)能方式。

參考文獻:

[1]GB50157—2003,地鐵設(shè)計規(guī)范[S] .

[2]GB16899—1997,自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范[S].

[3]梁昊.變頻調(diào)速裝置選型設(shè)計與設(shè)備故障分析維護保養(yǎng)新技術(shù)標準規(guī)范實施手冊[K].北京:中國科技出版社,2014.

[4]TB10016—2006,鐵路工程節(jié)能設(shè)計規(guī)范[S].

[5]陳軍.學(xué)習(xí)《鐵路工程節(jié)能設(shè)計規(guī)范》(TB10016— 2006)的幾點體會[J].鐵道標準設(shè)計,2013(05).