劉 潤

（昆明地鐵建設管理有限公司，云南昆明 650000）

0 引言

地鐵建設的投資成本很大，據(jù)資料顯示，2010年至2015年地鐵的建設成本將超過萬億元人民幣，但同時也帶來嚴峻的能源消耗問題，比如電能，根據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示，地鐵消耗的電能占到投資成本的3成以上，可見耗電量巨大。

在地鐵車站的建設中，要合理設計照明系統(tǒng)，一方面能夠減少能源消耗，另一方面能夠滿足出行人員對照明的需求，為人們創(chuàng)造明亮舒適的地下環(huán)境。但照明系統(tǒng)設計若是管控得不科學，將會帶來嚴重的能源消耗問題。比如在北京、上海等城市，地鐵車站實際運營中照明系統(tǒng)的能源消耗大大超過我國相關文件的明文規(guī)定，消耗情況嚴重超標，已經(jīng)引起相關部門的重視。

1 地鐵供配電系統(tǒng)的能耗分析

地鐵運行中安全是第一位的，供配電系統(tǒng)的完善對于地鐵建設來說尤為重要，因為供配電系統(tǒng)是地鐵安全的重要能源保障，它在地鐵運行中保障著照明、消防、給排水、通信等重要的運行環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)的能源消耗都不可小覷。

1.1 電源側

供電系統(tǒng)若采用集中的供電方式，則地鐵的電源來自地鐵專用主變電所的有區(qū)別的線段；供電系統(tǒng)若采用分散的供電方式，則地鐵的電源來自配電系統(tǒng)的開關站。供電系統(tǒng)不分方式都能夠為地鐵的安全運行提供相互不干擾的獨立電源，而且提供用電的條件，保障地鐵能夠在絕對安全的情況下滿足人們的出行。

1.2 變電所電氣主接線和運行方式

地鐵變電所的設立是依據(jù)車站建設的規(guī)模大小而設立的，降壓（跟隨）變電所供配電系統(tǒng)主接線圖如圖1所示。

低壓配電采用AC 380/220 V三相四線制，放射式為主，樹干式為輔的配電方式。在運行正常時斷開母聯(lián)斷路器，同時保證兩路電源的運行，單臺變壓器正常負載保持在70%。如果運行中出現(xiàn)故障問題，那么需要根據(jù)具體情況采取有效措施。如果任一路進線出現(xiàn)失壓問題，那么需要斷開QS1（或QS2），自動投入QS3，斷開K1、K2，將三級負荷電源切斷，保證一二級負荷能夠正常運行；如果QS1（或QS2）供電恢復，那么自動復位QS3，三級負荷供電可正?；謴?，PSCADA或就地合上K1，K2。環(huán)控電控柜一級負荷進線開關 HA11（HB21），HA12（HB22）與母線分段開關 HA13（HB23）聯(lián)鎖，僅當 HA11（HB21），HA12（HB22）任一斷路器失壓斷開時 HA13（HB23）自動投入，當 HA11（HB21），HA12（HB22）恢復供電時，HA13（HB23）自動復位。

圖1 變電所供配電系統(tǒng)

2 地鐵車站照明供電系統(tǒng)的安全可靠

地鐵車站的照明系統(tǒng)猶如地鐵的眼睛，為人們創(chuàng)造良好的照明環(huán)境而存在。地鐵車站的照明系統(tǒng)有正常照明、應急照明2個系統(tǒng)，比重占得較高的當屬正常照明系統(tǒng)，因為正常照明系統(tǒng)易出事故，稍有不慎會造成嚴重的事故。在人員密集的地鐵車站照明系統(tǒng)是否安全可靠，在一定程度上決定了人們生命財產(chǎn)的安全。因此，提高地鐵車站照明供電系統(tǒng)的可靠性與安全性尤為重要。這就要求照明系統(tǒng)盡可能的應用交叉配電的方法，也就是挨著的照明設施連接獨立的電路，分別來自于不同的照明總箱，電源也是相互獨立存在的，這樣即使緊緊挨著的照明設施也是連接2個獨立的電源，一旦發(fā)生短路的突發(fā)情況，也不至于造成整個照明系統(tǒng)的失效，從而降低事故發(fā)生頻率，保證地鐵車站照明系統(tǒng)的安全可靠。

3 地鐵車站供配電照明系統(tǒng)節(jié)能的策略

以某城市的交通軌道規(guī)劃的路線為例，在地鐵車站供配電照明系統(tǒng)中，包括給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通訊通信系統(tǒng)，從實際的運行情況分析，即使在地鐵車站的初期，車站內(nèi)的耗電設施都開在全功率，還有很大的剩余空間。因此地鐵車站供配電照明系統(tǒng)的節(jié)能規(guī)劃措施是能夠行得通的。

3.1 有效控制站廳照度

站廳的照明系統(tǒng)若能夠科學的管理，將會對能源的節(jié)能優(yōu)化起到良好的效果。比如有效控制站廳的照度，設置站廳的智能化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，組合調(diào)光模塊和照度傳感器一起科學的配合調(diào)節(jié)，根據(jù)各個地點人員的多少進行自動調(diào)節(jié)，以此來達到節(jié)能減排的綠色環(huán)保目標。

3.2 合理利用自然光

在地鐵及車站的建設中若能考慮合理利用自然光，比如太陽光，將會有效地實現(xiàn)綠色建筑的目標。首先，自然光是可再生的自然資源，有效利用能夠滿足室內(nèi)良好的采光，創(chuàng)造明亮的室內(nèi)環(huán)境；其次，自然光不會枯竭，有效利用能夠減少其他能源的消耗，但是要注意引入自然光的平衡，否則就導致空調(diào)系統(tǒng)的能耗增加，將不利于環(huán)境的改善。

3.3 控制廣告照明

地鐵中的廣告照明往往被人忽視，但是其耗電量是很大的，能占到總耗電量的1/3以上。究其原因，地鐵是在地下環(huán)境中運行的，廣告中用到的燈箱常常整天運行，而且照度要達到一定的量才能充分發(fā)揮廣告的宣傳效果。因此，地鐵中廣告照明燈箱的耗電量很大。要想減低能耗，就要優(yōu)化廣告照明設施，控制廣告照明設施的耗電量，比如采用LED（Light Emitting Diode，發(fā)光二極管）點陣光源的形式，在起到廣告宣傳作用的同時也能有一定效果的減低能耗的效果。

可以采用LED側光源上下對打的形式實現(xiàn)（圖2），按一般軌道內(nèi)燈箱尺寸3.2 m（寬）×1.6 m（高）×0.22 m（厚）計算，采用點間距為10 cm的側光燈，每顆燈的功率為2 W，總功耗為0.12 kW。

3.4 合理布置燈具、選用節(jié)能燈具

在地鐵中合理地布置燈具對于節(jié)能減排來說非常關鍵。地鐵出行已經(jīng)是人們重要的交通工具，比如根據(jù)高峰低谷的客流量資料分析，在地鐵車站的等待上車時間稍長，10 min有限，下車的時間控制在3 min左右。所以根據(jù)人們停留時間對照明的需求，在車門處合理布置燈具很重要，而在人們很少停留的中間位置可僅留存少量的照明設施，保證照明效果即可。除此之外，還要選用節(jié)能燈具，雖然價格稍高，但是從長遠考慮，節(jié)能燈具具有的節(jié)能降耗特點，是符合綠色環(huán)保要求的。

圖2 地鐵車站廣告燈箱LED照明

4 結語

地鐵車站的不斷建設和完善在促進城市化進程加快的同時也帶來能源消耗的問題，這就要求既要保證地鐵車站安全穩(wěn)定的運行，又要科學合理地控制供配電及照明系統(tǒng)的能源消耗，達到節(jié)能降耗的目的。