【摘要】近些年來(lái)，伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能提出更多更高的要求標(biāo)準(zhǔn)，促使業(yè)內(nèi)相關(guān)單位和人員對(duì)其加強(qiáng)重視和關(guān)注。鑒于此，本文首先對(duì)電鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能做出簡(jiǎn)單的概述，然后對(duì)地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的基本原則進(jìn)行全面的分析，并且結(jié)合相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)地鐵工程中的照明系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等諸多方面的節(jié)能措施進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，希望可以為相關(guān)工作提供一些建議。

【關(guān)鍵詞】地鐵工程；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能研究

地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)且實(shí)際要求相對(duì)比較高的實(shí)踐性工作，致使地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能具備一定的特殊性，同時(shí)也是地鐵工程中不可或缺比較關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。地鐵工程是一個(gè)需要巨大電量作為支撐，并且運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)比較高的行業(yè)，將能源消耗降到最低化、有效節(jié)約電源成為地鐵相關(guān)管理者最為關(guān)注的難點(diǎn)課題。因此，必須樹(shù)立正確的節(jié)能設(shè)計(jì)理念，合理使用設(shè)計(jì)，從而真正實(shí)現(xiàn)地鐵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1、地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能工作基本概述

地鐵工程中電氣節(jié)能具有很大的發(fā)展空間和潛力，所以在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算和精心的籌劃。在選擇節(jié)能相關(guān)設(shè)備時(shí)，必須對(duì)節(jié)能設(shè)備的原理、性能以及實(shí)際使用效果進(jìn)行全面的了解分析，然后從技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)角度等多方面進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比，然后選取最佳的節(jié)能設(shè)備，從而真正達(dá)到節(jié)能降耗的目的。除此之外，節(jié)能降耗其實(shí)是一項(xiàng)比較系統(tǒng)且復(fù)雜繁瑣的工程，而節(jié)能設(shè)計(jì)是這項(xiàng)工程中無(wú)法替代且極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作主要重點(diǎn)在于是否梳理正確的節(jié)能設(shè)計(jì)意識(shí)。在工程中進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，在未來(lái)工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合現(xiàn)有的節(jié)能措施，并且對(duì)相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，為創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)奠定良好基礎(chǔ)。

2、地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的基本原則

在地鐵工程的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須對(duì)各種技能措施進(jìn)行全面的分析和了解，始終堅(jiān)持綜合考慮的工作原則，盡可能的滿(mǎn)足于電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的各種需求，從而保證相關(guān)電氣設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行。對(duì)地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的基本原則進(jìn)行綜合的分析，其主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

2.1對(duì)地鐵工程項(xiàng)目的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行充分的考慮

在地鐵工程的電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的過(guò)程中，必須對(duì)地鐵工程所在地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)還要對(duì)工程項(xiàng)目的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行全面的分析。各種節(jié)能的有效措施在地鐵工程中廣泛運(yùn)用，勢(shì)必會(huì)使工程的整體投資成本變大，而節(jié)能相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須對(duì)這部分成本進(jìn)行綜合考慮，計(jì)算其需要在多久的時(shí)間內(nèi)才可以收回成本。只有在保證地鐵工程項(xiàng)目實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益的前提下，才能?chē)?yán)格按照相關(guān)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)其進(jìn)行合理的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)。

2.2滿(mǎn)足地鐵的基本功能需求

地鐵工程涉及的內(nèi)容比較廣，并且對(duì)各個(gè)方面的要求也相對(duì)比較高，例如照明度、舒適度以及通風(fēng)性等，對(duì)于此，地鐵工程在電氣設(shè)計(jì)節(jié)能中，必須對(duì)這些基本功能進(jìn)行全面的了解，并且設(shè)計(jì)是建立在滿(mǎn)足其基本功能實(shí)際需求的基礎(chǔ)之上，然后合理運(yùn)用各種節(jié)能工藝以及有效的技術(shù)措施，從而保證地鐵工程項(xiàng)目暢通無(wú)阻的運(yùn)行。

2.3節(jié)省不必要的能量消耗

在地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能中，必須對(duì)整個(gè)地鐵工程進(jìn)行全面的分析了解，從而尋找節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，也就是說(shuō)地鐵工程什么地方有必要采取節(jié)能措施，什么地方不能節(jié)省能耗。尤其是在地鐵工程關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須對(duì)經(jīng)濟(jì)、合理、實(shí)用等因素以及施工工藝和先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行充分考慮，并且將其貫徹落實(shí)到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，從而保證電氣設(shè)計(jì)節(jié)能方案的可行性和合理性，以免出現(xiàn)盲目追求能耗降低的現(xiàn)象。

3、地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的有效措施

3.1照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1.1對(duì)照明光源進(jìn)行合理的選擇

在地鐵工程項(xiàng)目之中，必須使用大量的照明設(shè)備進(jìn)行照明，這些照明設(shè)備也是地鐵工程中能量消耗的最大的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此，必須對(duì)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)照明光明進(jìn)行合理的選擇?，F(xiàn)階段，我國(guó)在地鐵工程設(shè)計(jì)中，主要使用T5/T8等型號(hào)的直管熒光燈作為照明光源，這種類(lèi)型光源本身的光效與其他光源對(duì)比占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)，并且配套燈具的生產(chǎn)技術(shù)也已步入成熟階段，但是其并不是那么的完美，仍然存在一些弊端，例如能量消耗比較大。對(duì)于此，地鐵工程在選擇照明光源的時(shí)候，必須根據(jù)工程的實(shí)際情況，從而選擇節(jié)能效果比較好且具有一定優(yōu)勢(shì)的燈具，例如發(fā)熱量相對(duì)比較小、使用壽命比較長(zhǎng)且維護(hù)成本相對(duì)比較低的LED照明燈具，其節(jié)能效果要比傳統(tǒng)的熒光燈效果好。

3.1.2智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人民的物質(zhì)生活水平得到相應(yīng)的提高，并且對(duì)公共場(chǎng)所的照明系統(tǒng)提出更多更高的要求標(biāo)準(zhǔn)，因此，在地鐵工程的電氣設(shè)計(jì)節(jié)能中，必須對(duì)智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行全面的分析了解。地鐵車(chē)站中的人流量雖然相對(duì)比較大，但是其因?yàn)楦鞣N因素的影響致使其具有高峰和低谷之分，如圖1所示，根據(jù)人流量的實(shí)際變化情況分析得出，人流量的大小對(duì)照明系統(tǒng)的照度要求也大不相同。鑒于此，在地鐵工程電氣設(shè)計(jì)中，盡可能的設(shè)置一些多回路配電，從而構(gòu)建出一套科學(xué)且合理的智能照明控制系統(tǒng)，從而滿(mǎn)足于大部分乘客對(duì)地鐵現(xiàn)場(chǎng)照明環(huán)境的實(shí)際要求。但是在智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，極有可能遇到一些無(wú)法避免的復(fù)雜問(wèn)題，例如投資成本變大、實(shí)際操作繁瑣等等，故而，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員必須對(duì)工作照明、節(jié)電照明設(shè)備的比例進(jìn)行合理的分配。

3.2供電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.2.1主變電所設(shè)置、主變壓器容量的設(shè)計(jì)

在地鐵工程的電氣設(shè)計(jì)節(jié)能中，必須根據(jù)地鐵工程的實(shí)際狀況，對(duì)主變電所進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，如果一切條件允許的情況下，可以將主變電所甚至在兩條電力線(xiàn)路的交匯點(diǎn)，并且與供電主線(xiàn)路的位置比較接近，從而保證電力資源的共享，促使其真正達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果。由于地鐵工程的線(xiàn)路相對(duì)比較長(zhǎng)，并且每條線(xiàn)路都可能存在多條線(xiàn)路重疊的現(xiàn)象，如圖2所示，因此，盡可能將主變電所的位置設(shè)置在供電范圍的中心位置，從而保證不同主變電所承擔(dān)的負(fù)荷距離大致相同，將電力在傳輸過(guò)程中的能量消耗降到最低。例如：地鐵工程項(xiàng)目對(duì)主變壓器容量進(jìn)行誰(shuí)的過(guò)程中，必須對(duì)符合進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算。一般情況下，我國(guó)將用電負(fù)荷的功率因數(shù)設(shè)定在0.85，但是現(xiàn)階段我國(guó)地鐵工程所使用的弱電系統(tǒng)設(shè)備都是自帶UPS裝置，并且UPS系統(tǒng)裝置中自帶無(wú)功補(bǔ)償裝置，但是其功率因數(shù)基本上都在0.95以上，因此，在對(duì)負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算時(shí)，弱電用電符合的功率因數(shù)最好設(shè)置在0.95或者是更大，在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的取值。

3.2.2中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)形式的選擇

在地鐵工程關(guān)于中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)形式選擇時(shí)必須始終堅(jiān)持合理分區(qū)和易于調(diào)度的原則進(jìn)行合理的選擇。無(wú)論選擇什么樣的中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)形式，首先要做的就是對(duì)電氣設(shè)備和電力線(xiàn)路的能量消耗進(jìn)行全面的分析了解，從而真正達(dá)到預(yù)期節(jié)能的效果。近些年來(lái)，我國(guó)在地鐵工程的電氣設(shè)計(jì)節(jié)能中，中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)形式主要分為放射式以及環(huán)網(wǎng)式等。從電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的角度出發(fā)對(duì)中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)進(jìn)行全面分析，合理運(yùn)用放射式中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)，致使電纜所承擔(dān)的總負(fù)荷逐漸變小，并且電力線(xiàn)路的損耗也在慢慢的降低，從而保證地鐵工程供電系統(tǒng)的節(jié)能工作順利開(kāi)展。但是，放射式中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)中的電纜數(shù)量以及電纜回路比較多，并且總體投資的成本比較大，除此之外，經(jīng)濟(jì)性并未達(dá)到預(yù)期的效果，并且地鐵工程項(xiàng)目在正常運(yùn)行的過(guò)程中消耗的能源比較大。但是環(huán)網(wǎng)式中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)與之相反，其電纜數(shù)量使用比較少，并且經(jīng)濟(jì)性能相對(duì)比較好，但是電纜承擔(dān)的總負(fù)荷相對(duì)比較大，且電力線(xiàn)路損耗過(guò)大，節(jié)能效果沒(méi)有放射式中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)的效果好。由于環(huán)網(wǎng)式中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)具備可靠性和節(jié)省投資等特點(diǎn)，所以我國(guó)在地鐵工程中主要采用這種中壓網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)形式。

3.3環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

在地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能中，耗電能力比較大的一項(xiàng)就是環(huán)控系統(tǒng)，同時(shí)也是合理運(yùn)用節(jié)能措施的重點(diǎn)。一般情況下，地鐵工程的環(huán)控系統(tǒng)主要包括隧道通風(fēng)系統(tǒng)以及車(chē)站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)等，而車(chē)站空調(diào)系統(tǒng)主要包括車(chē)站設(shè)備管理用房以及排煙系統(tǒng)等多個(gè)部分組成，隧道通風(fēng)系統(tǒng)主要由排煙以及通風(fēng)系統(tǒng)等諸多部分組成?，F(xiàn)如今，我國(guó)地鐵工程主要采用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，從而保證能源消耗降低，對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行改善。在地鐵工程的環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，車(chē)站設(shè)備管理用房中的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)本身的容量比較少，并且隧道通風(fēng)系統(tǒng)一般情況下不會(huì)運(yùn)行，從而致使變頻調(diào)速技術(shù)無(wú)法發(fā)揮自身的作用。在制冷、制熱空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)中，其使用的電氣設(shè)備所消耗的能量和符合比較大，因此，必須結(jié)合設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用。一般情況下，地鐵工程中的隧道機(jī)每天只在早上開(kāi)啟1--2個(gè)小時(shí)，但是環(huán)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)容量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期效果，從而導(dǎo)致隧道風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗過(guò)大。因此，對(duì)地鐵工程環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮隧道風(fēng)機(jī)運(yùn)行的季節(jié)和工況等因素，結(jié)合變壓器本身的過(guò)載能力對(duì)變壓器進(jìn)行選擇。地鐵環(huán)控主要采取空調(diào)季節(jié)、阻塞以及火災(zāi)等運(yùn)行模式，由于運(yùn)行模式大不相同，其所使用的電氣設(shè)備也大不相同，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)這些進(jìn)行充分的考慮分析。

3.4合理運(yùn)用太陽(yáng)能發(fā)電

近年來(lái)，太陽(yáng)能憑借自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，如能源豐富、就地開(kāi)發(fā)利用，不需要運(yùn)輸、綠色環(huán)保等，成為社會(huì)應(yīng)用最廣泛、最有發(fā)展前景的新型能源。太陽(yáng)能在實(shí)際工程的運(yùn)用成功的案例數(shù)不勝數(shù)，并且技術(shù)早已步入成熟階段。鑒于此，在地鐵工程比較適合的場(chǎng)所引用太陽(yáng)能發(fā)電是相對(duì)可行的。太陽(yáng)能自身的發(fā)電容量相對(duì)比較小，因此必須對(duì)建筑物的電熱設(shè)備以及室內(nèi)外照明進(jìn)行全面考慮，看其是否適合使用太陽(yáng)能發(fā)電。節(jié)約能源主要是用各種先進(jìn)金屬手段對(duì)設(shè)備能耗降低，或者是合理運(yùn)用太陽(yáng)能、風(fēng)能等方式的能源代替原有的能源，從而保證能源消耗降到最低。根據(jù)地鐵工程的實(shí)際情況，合理利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等諸多新型能源，從而保證地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能取得預(yù)期的效果。例如某地區(qū)是一個(gè)太陽(yáng)能資源相對(duì)比較豐富地區(qū)，所以在停車(chē)場(chǎng)大庫(kù)屋頂以及室外照明等諸多地方可以合理使用太陽(yáng)能資源，從而保證地鐵工程項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展以及綠色環(huán)保節(jié)能。但是現(xiàn)如今太陽(yáng)能技術(shù)也存在一些不足之處，就是受氣象季節(jié)因素影響，冬季太陽(yáng)能的利用率比較低，因此，為了保證地鐵工程項(xiàng)目中用電設(shè)備的可靠性，必須對(duì)供電系統(tǒng)向用電設(shè)備另外敷設(shè)供電線(xiàn)路進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而保證供電系統(tǒng)正常運(yùn)行以及用電的安全性和可靠性。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，對(duì)地鐵工程電氣設(shè)計(jì)節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行深入的研究和全面的分析，從而保證電氣設(shè)計(jì)節(jié)能取得良好的效果。鑒于此，未來(lái)在地鐵工程電氣設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，必須對(duì)其節(jié)能設(shè)計(jì)問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重點(diǎn)要素等加強(qiáng)重視和關(guān)注，并針對(duì)其制定有效的節(jié)能措施與科學(xué)性的方法，從而保證地鐵工程電氣節(jié)能取得顯著地效果。

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作者簡(jiǎn)介：

林嘉泳，廣州市第二市政工程有限公司，廣東廣州。