地鐵車站動力照明系統(tǒng)設(shè)計要素分析

孫宇

摘要：隨著城市化進程的加快，地鐵憑借其獨特的優(yōu)點和高科技的投入，在城市軌道交通發(fā)展中起著主導(dǎo)作用，其中動力照明系統(tǒng)是地鐵車站建設(shè)的重要組成部分，與車站的安全、穩(wěn)定運行息息相關(guān)。文章對地下車站動力照明配電設(shè)計的一般做法進行分析和總結(jié)，對后續(xù)地鐵工程的設(shè)計和施工具有一定的意義。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；動力照明；配電設(shè)施用房；配電控制；車站建設(shè) 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U231 文章編號：1009-2374（2017）05-0139-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.068

1 動力照明系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容

車站的動力照明系統(tǒng)設(shè)計范圍主要包括從變電所配電變壓器后的低壓柜及變電所交直流盤饋出的電纜頭至車站的動力、照明、通信、信號等用電設(shè)備。車站動力照明系統(tǒng)采用380V三相五線制、220V單相三線制方式供電。系統(tǒng)范圍大致包括站臺層、站廳層和設(shè)備及管理用房的環(huán)控、排水、消防、電梯、自動扶梯、自動售檢票及通信、信號、站控室等系統(tǒng)動力設(shè)備的供配電和車站環(huán)控室所供配電設(shè)備的電控控制。

2 負(fù)荷分級及配電要求

2.1 動力負(fù)荷分級

2.1.1 一級負(fù)荷：火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)備、消防水泵及消防水管電保溫設(shè)備、防排煙風(fēng)機及各類防火排煙閥、防火（卷簾）門、消防疏散用自動扶梯、消防電梯、主排水泵、雨水泵、防淹門及火災(zāi)或其他災(zāi)害仍需使用的用電設(shè)備；通信系統(tǒng)設(shè)備、信號系統(tǒng)設(shè)備、綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、門禁系統(tǒng)設(shè)備、安防設(shè)施；自動售檢票設(shè)備、站臺門設(shè)備、變電所操作電源、供暖區(qū)的鍋爐房等設(shè)備。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)備、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、專用通信系統(tǒng)設(shè)備、信號系統(tǒng)設(shè)備、變電所操作電源為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。

2.1.2 二級負(fù)荷：乘客信息系統(tǒng)、變電所檢修電源、普通風(fēng)機、排污泵、電梯、非消防疏散用自動扶梯和自動人行道等設(shè)備。

2.1.3 三級負(fù)荷：區(qū)間檢修設(shè)備、附屬房間電源插座、車站空調(diào)制冷及水系統(tǒng)設(shè)備、清潔設(shè)備、電熱設(shè)備、培訓(xùn)及模擬系統(tǒng)等設(shè)備。

2.2 照明負(fù)荷分級

2.2.1 一級負(fù)荷：應(yīng)急照明、地下站廳站臺等公共區(qū)照明、地下區(qū)間照明，地下車站及區(qū)間的應(yīng)急照明為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。

2.2.2 二級負(fù)荷：地上站廳站臺等公共區(qū)照明、附屬房間照明、變電所電纜夾層、站臺板下、電纜通道照明。

2.2.3 三級負(fù)荷：廣告照明。

2.3 配電要求

2.3.1 一級負(fù)荷：雙電源雙回線路供電，電源分別由降壓變電所的兩段低壓母線接引，在末端配電箱處自動切換。一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁其他負(fù)荷接入。

2.3.2 二級負(fù)荷：宜雙電源單回線路專線供電，電源由降壓變電所的一段低壓母線接引。

2.3.3 三級負(fù)荷：單電源單回線路供電，電源由降壓變電所的一段低壓母線接引，當(dāng)系統(tǒng)中只有一個電源工作時可切除三級負(fù)荷。

3 動力照明配電設(shè)施用房

3.1 降壓變電所

地鐵車站按負(fù)荷大小及分布情況設(shè)置1～2個降壓變電所，降壓變電所一般設(shè)在站臺層、車站的負(fù)荷中心處。

3.2 環(huán)控電控室

地下站通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備較集中場所設(shè)置環(huán)控電控室，一般設(shè)置在站廳層兩端，各負(fù)責(zé)半個車站的環(huán)控負(fù)荷。為防止配電饋線敷設(shè)出現(xiàn)倒流現(xiàn)象，一般設(shè)置在本區(qū)域強電電纜豎井至環(huán)控機房的路徑中間。地面站和高架站通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備較少時，不設(shè)環(huán)控電控室。

3.3 UPS裝置電源室

根據(jù)各弱電系統(tǒng)用電需求設(shè)集中UPS裝置電源室或分散UPS裝置電源室。UPS裝置電源室的位置接近系統(tǒng)設(shè)備區(qū)和控制室，并便于進出線。

3.4 照明配電室

車站站廳、站臺兩端設(shè)置，共4處。一般緊靠公共區(qū)，減少照明回路的末端壓降。

3.5 強電電纜豎井

根據(jù)車站建筑結(jié)構(gòu)、照明和動力用電負(fù)荷分布及電纜進出線等確定強電電纜豎井位置和數(shù)量，電纜豎井的面積根據(jù)敷設(shè)電纜管線數(shù)量確定。一般緊靠變電所0.4kV開關(guān)柜室，以縮短饋線敷設(shè)距離。

3.6 區(qū)間配電室

區(qū)間設(shè)置區(qū)間風(fēng)井或區(qū)間用電設(shè)備負(fù)荷較大時設(shè)置區(qū)間配電室為區(qū)間用電設(shè)備供電。

4 常用動力照明配電方案

4.1 動力配電方案

降壓變電所內(nèi)設(shè)置兩臺動力變壓器，向整個車站和兩端各半個區(qū)間的所有動力與照明用電設(shè)備供電。降壓變電所低壓側(cè)采用單母線斷路器分段。正常運行時，低壓母線分段斷路器斷開，兩路電源同時運行，各帶全部負(fù)荷的50%。當(dāng)一路電源失電后，手動或自動切除三級負(fù)荷，母線分段斷路器閉合，由另外一臺變壓器供本所的一、二級負(fù)荷。自變壓器二次側(cè)至用電設(shè)備之間的低壓配電一般不超過三級。

負(fù)荷性質(zhì)重要或用電負(fù)荷容量較大的集中設(shè)備采用放射式配電，中小容量動力設(shè)備宜采用樹干式配電，用電點集中且容量較小的次要用電設(shè)備可采用鏈?zhǔn)脚潆姟Ｏ兰捌渌罏?zāi)用電設(shè)備自變電所低壓柜出線起應(yīng)采用專用的供電回路。

4.1.1 通風(fēng)空調(diào)設(shè)備：車站左右兩端通風(fēng)空調(diào)設(shè)備集中處各設(shè)一座環(huán)控電控室，環(huán)控設(shè)備按負(fù)荷等級進行配電。每座環(huán)控電控室設(shè)消防專用負(fù)荷母線和Ⅰ、Ⅱ級負(fù)荷母線以及Ⅲ級負(fù)荷母線。前兩種負(fù)荷母線均分別從變電所兩低壓母線段各接引一路電源，采用單母線不分段的接線型式，兩路電源通過自動投切裝置以一主一備方式運行。Ⅱ、Ⅲ級負(fù)荷母線電源由變電所一路電源供電，采用單母線不分段的接線型式。

TVF隧道風(fēng)機、組合式空調(diào)機組、大系統(tǒng)回排風(fēng)機、排熱風(fēng)機等需要變頻控制或軟啟動的設(shè)備，分別采用設(shè)備自帶的控制柜，位于環(huán)控電控室內(nèi)，與環(huán)控柜并排布置。

冷水機組配套設(shè)備由環(huán)控電控室內(nèi)三級負(fù)荷母線供電。不同冷水機組由降壓變電所低壓柜不同母線提供一路電源至其自帶電控箱，同一套冷水機組及其配套設(shè)備電源從降壓變電所同一段低壓母線饋出。

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)各類閥門由環(huán)控低壓室專用配電柜配電或就近的配電箱配電。

4.1.2 給排水設(shè)備：給排水設(shè)備根據(jù)負(fù)荷等級由降壓變電所低壓母線或低壓配電室配電。

4.1.3 弱電系統(tǒng)：綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）、自動售檢票系統(tǒng)（AFC）、屏蔽門系統(tǒng)（PED）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、門禁系統(tǒng)（ACS）、通信、信號、辦公自動化設(shè)備等系統(tǒng)用電負(fù)荷采用集中UPS配電，其他弱電系統(tǒng)由各系統(tǒng)自行設(shè)置分散UPS。UPS電源由降壓變電所兩段低壓母線接引。

4.1.4 區(qū)間動力設(shè)備：區(qū)間風(fēng)機、區(qū)間主排水泵、區(qū)間雨水泵為一級負(fù)荷，電源分別由降壓變電所的兩段低壓母線接引，一用一備在末端配電箱處自動切換。

4.1.5 商業(yè)用電：商業(yè)用電自成體系，單獨計量。設(shè)置商業(yè)用電專用配電箱，由降壓變電所單電源配電。

4.1.6 維修及其他電源：在車站站廳站臺公共區(qū)、設(shè)備用房走廊、出入口通道等適當(dāng)位置設(shè)插座箱或插座，供維修及清掃機械等用電；在車站變電所、車站控制室、設(shè)備機房內(nèi)設(shè)維修電源箱；在管理及設(shè)備用房設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的辦公插座；區(qū)間內(nèi)每隔100m分上、下線各設(shè)一維修電源箱，車站相鄰兩半個區(qū)間的維修電源箱由本站降壓變電所或由區(qū)間降壓變電所單電源配電。所有插座配電回路均設(shè)漏電保護裝置。

4.2 照明配電方案

車站站廳、站臺兩端分別設(shè)置照明配電室，負(fù)責(zé)站廳、站臺、出入口、人行通道、風(fēng)道及設(shè)備附屬管理用房的照明配電及控制。各照明配電室內(nèi)分別設(shè)置一套EPS應(yīng)急照明系統(tǒng)。各照明配電室負(fù)責(zé)以車站站臺中心線為界，左右兩端及相鄰半個區(qū)間的照明負(fù)荷、應(yīng)急照明負(fù)荷。各負(fù)責(zé)車站左右兩端及相鄰半個區(qū)間的應(yīng)急照明負(fù)荷。

照明分為站廳站臺等公共區(qū)照明、應(yīng)急照明、廣告照明、出入口照明、附屬房間照明、疏散指示照明、安全電壓照明、區(qū)間工作照明和區(qū)間應(yīng)急照明。

4.2.1 站廳、站臺公共區(qū)照明電源分別由降壓變電所的兩段低壓母排引至同一區(qū)域照明配電室內(nèi)各類照明配電箱，每路電源各帶50%燈具，以交叉方式供電，并均勻布置。

4.2.2 車站應(yīng)急照明、區(qū)間應(yīng)急照明及疏散指示照明由車站EPS電源供電，供電時間≥1.5h。應(yīng)急電源配電回路具有由火災(zāi)報警系統(tǒng)集中強啟應(yīng)急照明的功能。

4.2.3 廣告照明設(shè)專用照明箱，由降壓變電所直接供電。

4.2.4 附屬房間照明設(shè)正常照明和備用照明。

4.2.5 變電所電纜夾層、站臺板下和高度小于1.8m的電纜通道設(shè)安全電壓照明，干燥場所為36V，潮濕場所為24V。

4.2.6 區(qū)間工作照明設(shè)專用照明箱，由降壓變電所直接供電。區(qū)間工作照明和應(yīng)急照明燈具按1∶1的比例間隔布置。

4.2.7 變電所設(shè)獨立的照明配電系統(tǒng)，正常照明電源取自變電所交流屏，應(yīng)急照明引自鄰近的EPS電

源柜。

5 常用配電控制方式

動力設(shè)備的控制可采用就地控制和遠(yuǎn)方控制，可根據(jù)需要由BAS對各用電設(shè)備進行監(jiān)控。當(dāng)發(fā)生災(zāi)害時，防災(zāi)控制具有優(yōu)先權(quán)，由FAS系統(tǒng)發(fā)出控制指令，由BAS按火災(zāi)模式執(zhí)行。消防設(shè)備與非消防設(shè)備自變電所低壓柜出線起分開供電，消防配電自成獨立系統(tǒng)，其配電電源應(yīng)在最末一級配電箱處切換。

（1）主要通風(fēng)空調(diào)設(shè)備采用智能馬達控制器進行保護和控制，設(shè)現(xiàn)場手動控制、環(huán)控電控室控制和綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動控制（含車控室控制和OCC控制）；（2）車站污水泵、局部排水泵設(shè)液位自動控制、現(xiàn)場手動控制，區(qū)間及車站排水泵、廢水泵、車站露天出入口與敞開風(fēng)亭排水泵、洞口的雨水泵設(shè)液位自動控制、現(xiàn)場手動控制和車控室遠(yuǎn)程強制啟動。同一水池內(nèi)各水泵要求輪換運行，運行時間基本相等。水泵運行狀態(tài)由綜合監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視；（3）消防有關(guān)設(shè)備，如消火栓泵、排煙風(fēng)機、防火卷簾門、氣體滅火設(shè)備、防火閥等，設(shè)現(xiàn)場控制、FAS聯(lián)動控制（含車控室控制和OCC控制）；（4）凡是消防專用設(shè)備，如消防泵、噴淋泵等由FAS系統(tǒng)控制，并增加IBP盤控制。

車站公共區(qū)照明、廣告照明、出入口照明及區(qū)間照明等設(shè)兩級控制，分別由車站綜合控制室和照明配電室集中控制；設(shè)備、管理等附屬用房的應(yīng)急照明采用雙控開關(guān)控制，在火災(zāi)事故時，由防災(zāi)報警系統(tǒng)（FAS）強制接通應(yīng)急照明；車站公共區(qū)應(yīng)急照明和疏散照明均不設(shè)就地控制，疏散照明為常明燈，可兼作夜間列車停運后的值班照明；設(shè)備管理用房的正常照明采用就地設(shè)翹板開關(guān)控制。

6 結(jié)語

地鐵工程是一項復(fù)雜的多專業(yè)的綜合性工程，本文介紹的僅是其中的一個專業(yè)，即動力照明專業(yè)。針對目前地鐵投資大、工期長的狀況，需要我們設(shè)計者在初步設(shè)計階段，在滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定的前提下，根據(jù)現(xiàn)場實際情況與各專業(yè)密切配合，盡量優(yōu)化設(shè)計以減少地鐵后期工程的維護量，使車站的動力照明系統(tǒng)更加合理、更加經(jīng)濟。

參考文獻

[1] 地鐵設(shè)計規(guī)范（GB 50157-2013）[S].

[2] 城市軌道交通照明（GB/T 16275-2008）[S].

[3] 國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集：地鐵電氣工程設(shè)計與施工（14DX010）[S].

[4] 柴錚.淺析地鐵動力照明設(shè)計[J].理論廣角，2014，（6）.

[5] 牟元軼.淺談地鐵低壓配電系統(tǒng)[J].鐵道建筑技術(shù)，2010，（S2）.

（責(zé)任編輯：王 波）