深圳市城市軌道交通7號線動(dòng)力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要：通過對國內(nèi)軌道交通動(dòng)力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行情況的調(diào)查研究，結(jié)合深圳地鐵7號線的自身特點(diǎn)，提出本條線路動(dòng)力照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；降壓變電所；動(dòng)力照明

1 工程概況

深圳市城市軌道交通7號線東西向橫穿深圳市區(qū)，7號線西起于南山區(qū)麗水路，東至太安路，線路全長約30.173km。全線共設(shè)車站28座，全部為地下車站，其中設(shè)11座換乘站。本次工程參考深圳地鐵1，5號線動(dòng)力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對深圳市城市軌道交通7號線工程動(dòng)力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。

2 降壓變電所

2.1 降壓變電所的設(shè)置、分布及容量

車站動(dòng)力照明設(shè)備由車站降壓變電所供電，各車站均設(shè)置降壓變電所，對于規(guī)模較大的地下車站，為了保證供電質(zhì)量和減少大量的大截面低壓供電電纜，車站兩端設(shè)置一個(gè)降壓變電所和一個(gè)跟隨式降壓變電所，分別供給半個(gè)車站和半個(gè)區(qū)間的電力負(fù)荷用電。對于車站規(guī)模較小，區(qū)間供電較短的車站設(shè)置一個(gè)降壓變電所。

2.2 主接線及運(yùn)行形式

2.2.1 降壓變電所和跟隨式降壓變電所低壓側(cè)采用單母線分段中間加母聯(lián)斷路器的接線方式，并設(shè)三級負(fù)荷分母線。

2.2.2 跟隨式降壓變電所電力變壓器35kv進(jìn)線側(cè)加隔離開關(guān)。電力變壓器接線組別采用D，Yn11。

2.2.3 正常時(shí)，兩臺(tái)電力變壓器分列運(yùn)行，同時(shí)供電。當(dāng)一臺(tái)變壓器檢修或故障時(shí)，可選擇（手動(dòng)或自動(dòng)）切除三級負(fù)荷，低壓母聯(lián)斷路器閉合；由另一臺(tái)變壓器向全所一、二級負(fù)荷供電。恢復(fù)正常后，母聯(lián)自動(dòng)切除。

2.3 繼電保護(hù)

保護(hù)配置

（1）0.4kv進(jìn)線設(shè)短路短路瞬動(dòng)保護(hù)、短延時(shí)保護(hù)、過載保護(hù)、接地保護(hù)和失壓脫扣保護(hù)。（2）0.4kv母聯(lián)開關(guān)設(shè)短路瞬動(dòng)保護(hù)、短路短延時(shí)保護(hù)。（3）三級負(fù)荷總開關(guān)設(shè)短路瞬動(dòng)保護(hù)、短路短延時(shí)保護(hù)、過載保護(hù)。（4）0.4kv饋線設(shè)瞬時(shí)短路瞬動(dòng)保護(hù)、過載保護(hù)。（5）為保障短路保護(hù)的選擇性，除進(jìn)行整定值與時(shí)限配合外，進(jìn)線、母聯(lián)、大截面短距離饋線回路間設(shè)區(qū)域聯(lián)鎖（ZSI）。

3 動(dòng)力照明配電系統(tǒng)

3.1 主要設(shè)計(jì)原則

3.1.1 供電方案

（1）地下車站設(shè)有一座降壓變電所和一座跟隨式降壓變電所，負(fù)責(zé)半個(gè)車站及與之相鄰的半個(gè)區(qū)間的動(dòng)力照明負(fù)荷供電。對于車站規(guī)模較小，區(qū)間供電較短的車站設(shè)置一個(gè)降壓變電所，負(fù)責(zé)整個(gè)車站及與之相鄰的區(qū)間的動(dòng)力照明負(fù)荷供電。（2）在車站兩端站廳層環(huán)控機(jī)房附近設(shè)環(huán)控電控室，主要負(fù)責(zé)其所處的半個(gè)車站及與之相鄰的半個(gè)區(qū)間的環(huán)控設(shè)備的供電和控制。環(huán)控電控室電源引自與之同側(cè)的降壓變電所。（3）在車站兩端站廳、站臺(tái)四個(gè)照明分區(qū)內(nèi)設(shè)照明配電室，主要負(fù)責(zé)其所處的照明分區(qū)的照明系統(tǒng)供電，電源引自與之同側(cè)的降壓變電所或跟隨所。

3.1.2 本系統(tǒng)采用三相四線制，接地形式采用TN-S系統(tǒng)。所有電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼均與PE線可靠連接。系統(tǒng)電壓偏差允許值：車站動(dòng)力照明電壓偏差允許值為±5%。

3.2 負(fù)荷等級劃分與配電原則

3.2.1 動(dòng)力照明系統(tǒng)負(fù)荷等級劃分

根據(jù)地鐵系統(tǒng)用電設(shè)備的重要程度，本站動(dòng)力照明負(fù)荷劃分為三級，具體如下：（1）一級負(fù)荷。變電所操作電源；通信系統(tǒng)設(shè)備；信號系統(tǒng)（ATC）設(shè)備；弱電綜合；防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備；環(huán)控系統(tǒng)機(jī)械風(fēng)機(jī)、回排風(fēng)機(jī)等與消防有關(guān)的風(fēng)機(jī)；給排水系統(tǒng)消防泵、車站廢水泵和區(qū)間主排水泵、出入口排水泵；銀行系統(tǒng)設(shè)備；站廳、站臺(tái)公共區(qū)正常照明；出入口及通道照明、地下區(qū)間照明；車站應(yīng)急照明；屏蔽門；兼做疏散用自動(dòng)扶梯等。（2）二級負(fù)荷。環(huán)控系統(tǒng)與消防無關(guān)的風(fēng)機(jī)；給排水系統(tǒng)污水泵；車站設(shè)備區(qū)房屋正常照明；垂直電梯、車站自動(dòng)扶梯等。（3）三級負(fù)荷。環(huán)控系統(tǒng)空調(diào)機(jī)；冷水機(jī)組、冷凍泵、冷卻泵；電熱設(shè)備；廣告照明及清掃維修機(jī)械等。

3.2.2用電負(fù)荷配電原則

（1）一級動(dòng)力負(fù)荷由兩路互為備用的獨(dú)立電源在末端切換供電，其中環(huán)控系統(tǒng)一級負(fù)荷設(shè)備在環(huán)控電控室通過“兩進(jìn)線一母聯(lián)”方式進(jìn)行雙電源切換，從環(huán)控室至設(shè)備為單回路供電；站臺(tái)站廳公共區(qū)照明、出入口及通道照明由兩路電源交叉供電至均勻分組的燈具上；地下區(qū)間照明由應(yīng)急電源和正常照明電源交叉供電至均勻分組的燈具上；應(yīng)急照明由集中應(yīng)急電源裝置供電。（2）二級負(fù)荷一般采用由兩路互為備用的電源在變電所母線切換供電；對于距變電所超過半個(gè)站臺(tái)有效長度的二級動(dòng)力負(fù)荷采用雙電源末端切換供電。（3）三級負(fù)荷由一路電源供電。

3.3 動(dòng)力配電設(shè)計(jì)

3.3.1 配電方式

（1）動(dòng)力設(shè)備配電主要采用放射式配電方式。（2）環(huán)控設(shè)備由環(huán)控電控室集中配電，環(huán)控電控室的一、二級負(fù)荷采用兩路電源進(jìn)線中間加母聯(lián)的方式供電。環(huán)控電控室另設(shè)三級負(fù)荷母線段，采用單母線不分段的接線方式，為冷凍水泵、冷卻水泵等三級負(fù)荷配電。（3）車站內(nèi)冷水機(jī)組及大容量非環(huán)控設(shè)備由變電所直接配電。通信系統(tǒng)（ATC）、信號系統(tǒng)、弱電綜合、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和屏蔽門系統(tǒng)等與行車和旅客安全密切相關(guān)的重要負(fù)荷，從變電所兩段母線各饋出一路專用放射式回路，末端切換。（4）在車站站廳站臺(tái)公共區(qū)、設(shè)備用房、出入口通道等適當(dāng)位置設(shè)插座箱或插座，供維修及清掃機(jī)械等用電。

3.3.2 控制方式

（1）車站內(nèi)風(fēng)機(jī)采用就地控制、車站控制和中央控制方式。（2）車站內(nèi)水泵采用就地控制、車站控制、自動(dòng)控制方式。（3）車站內(nèi)環(huán)控設(shè)備（不包括非連鎖風(fēng)閥、防火閥）由環(huán)控電控室集中控制，在現(xiàn)場設(shè)置現(xiàn)場控制設(shè)備。（4）環(huán)控電控室采用低壓智能配電，并納入車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）統(tǒng)一管理。（5）在環(huán)控電控柜內(nèi)加裝智能模塊，根據(jù)不同饋出回路性質(zhì)的不同，分別進(jìn)行監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)智能配電功能。（6）車站內(nèi)55kW以上的大容量電機(jī)（除去采用變頻控制設(shè)備）采用軟啟動(dòng)方式，其它設(shè)備采用直接啟動(dòng)方式。（7）排熱風(fēng)機(jī)、組合式空調(diào)箱、回排風(fēng)機(jī)、冷卻泵、冷凍泵等均采用變頻器控制。非連鎖風(fēng)閥采用現(xiàn)場控制。防火閥由BAS系統(tǒng)配電控制。

3.4 照明配電設(shè)計(jì)

3.4.1 照明分類

本系統(tǒng)照明分為正常照明、應(yīng)急照明、廣告照明及安全電壓照明等；其中站廳站臺(tái)公共區(qū)正常照明包括工作照明和節(jié)電照明，應(yīng)急照明包括備用照明、疏散照明。

3.4.2 照明設(shè)置

（1）正常照明的設(shè)置。為了保證地鐵系統(tǒng)的正常運(yùn)營，在站廳站臺(tái)公共區(qū)、生產(chǎn)辦公用房、設(shè)備用房、出入口通道和區(qū)間隧道等處設(shè)正常照明。在自動(dòng)售票機(jī)，自動(dòng)檢票口處設(shè)置加強(qiáng)照明。（2）應(yīng)急照明的設(shè)置。為了充分的利用資源、減少投資，保持美觀，本工程在布置燈具時(shí)將備用照明和疏散照明作為正常照明的一部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了確保發(fā)生災(zāi)害或出現(xiàn)故障時(shí)，能正常工作，在站長室、重要值班室、公安用房、車站綜合控制室、變電所、配電室、信號機(jī)械室和通信機(jī)械室設(shè)置備用照明，其中備用照明的照度根據(jù)其所處場所的需要按正常照明的10～50%設(shè)置。為了確保發(fā)生災(zāi)害或出現(xiàn)故障時(shí)，能及時(shí)順利地疏散旅客，組織搶險(xiǎn)救援工作，在站廳站臺(tái)公共區(qū)、出入通道和樓梯間等處設(shè)置疏散照明。（3）廣告照明的設(shè)置。為了充分地發(fā)揮地鐵的投資效益，在地鐵車站的站廳站臺(tái)公共區(qū)、出入口通道及地面風(fēng)亭等處設(shè)廣告照明。（4）安全電壓照明的設(shè)置。為了保證檢修安全，在建筑凈高小于1.8米的電纜通道設(shè)安全電壓照明；安全電壓照明由24V安全電壓變壓器供電，并在安全電壓變壓器的24V側(cè)設(shè)過電壓保護(hù)器。

3.4.3 照明的控制方式

車站公共區(qū)正常照明、車站導(dǎo)向、廣告照明、出入口正常照明、公共區(qū)應(yīng)急照明等由設(shè)在車站綜合控制室的智能照明控制系統(tǒng)控制；設(shè)備區(qū)應(yīng)急照明、其它照明采用就地或就近控制。發(fā)生災(zāi)害時(shí)應(yīng)急照明系統(tǒng)可由防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)強(qiáng)啟。

3.4.4 照明系統(tǒng)供電方式

（1）照明系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的供電方式。（2）應(yīng)急照明由帶逆變裝置的應(yīng)急照明電源柜供電，其蓄電池容量應(yīng)滿足90min以上供電的需要。

3.5 電纜、電線選型及敷設(shè)方式

3.5.1 動(dòng)力照明配電系統(tǒng)的配線線纜均采用銅芯，其中與消防有關(guān)的動(dòng)力設(shè)備和應(yīng)急照明配線線纜采用耐火型，其它配線線纜采用阻燃型；用于室內(nèi)和地下電纜采用低煙無鹵型；

3.5.2 車站電力電纜采用沿電纜橋架敷設(shè)或穿管敷設(shè)，導(dǎo)線采用穿管明敷設(shè)或暗敷設(shè)；對明管敷設(shè)的線路采取防火措施。

3.5.3 站臺(tái)板下電力電纜利用35kv供電系統(tǒng)的支架或掛鉤敷設(shè)，導(dǎo)線采用穿管明敷設(shè)。

3.5.4 電纜豎井穿越樓板、站廳和站臺(tái)板，電力母線、電纜橋架（支架）穿墻，線纜保護(hù)管穿越墻、樓板、站廳和站臺(tái)板，線纜進(jìn)出柜、屏、箱等處均采取防火封堵措施。

4 防雷與接地

4.1 動(dòng)力照明供電采用三相四線制，接地形式采用TN-S系統(tǒng)。插座回路和插座箱均設(shè)漏電保護(hù)。所有電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼均與PE線可靠連接。所有地面回路均加裝浪涌保護(hù)。

4.2 地鐵每個(gè)地下車站均采用綜合接地系統(tǒng)，此設(shè)計(jì)應(yīng)能同時(shí)滿足牽引供電設(shè)備、車站機(jī)電設(shè)備、通信、信號等信息設(shè)備、給排水管及其它金屬構(gòu)件接地的要求，接地電阻≤0.5Ω。

4.3 地下車站強(qiáng)（弱）電系統(tǒng)接地分別設(shè)置強(qiáng)（弱）電系統(tǒng)總接地母排，設(shè)于相應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)備房間內(nèi)，供車站強(qiáng)（弱）電設(shè)備接地用。公用設(shè)施的金屬管道等人體可觸及的非用電金屬件采用等電位接地，在車站站廳、站臺(tái)適當(dāng)位置設(shè)置等電位接線端子箱供車站等電位連接使用。

5 結(jié)束語

該設(shè)計(jì)已通過深圳市地鐵集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)部組織的專家評審。通過地鐵車站動(dòng)力照明系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使車站的供、配電系統(tǒng)更加合理，最大程度地降低了能耗，節(jié)省了能源，使車站機(jī)電系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，降低了工程的建設(shè)成本。

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