軌道交通低壓配電系統的智能化控制研究

劉桐++陳穎娣

摘 要：軌道交通是城市交通體系中的重要內容，隨著城市規模的不斷擴大，大型與特大型城市如雨后春筍般涌現，軌道交通具有運量大、速度快等特點，可以有效緩解路面擁堵現狀，實現客流的迅速輸送，在大城市的交通體系中占有越來越重要的地位。低壓配電系統在軌道交通系統中用于提供除軌道交通牽引符合以外的所有設備運營用電，低壓配電系統的可靠性、安全性直接影響到軌道交通的正常運行，智能化低壓配電系統可以有效監測與遠程控制系統實時工作狀態，保證了低壓配電系統的可靠性與安全性，提高系統運營維護的便捷程度，本文對軌道交通低壓配電系統的智能化控制進行研究，對軌道交通的正常運營具有重要意義。

關鍵詞：軌道交通；低壓配電系統；智能控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.110

1 引言

隨著國民經濟的發展，城市規模在不斷擴大，城市人口急劇增加，隨之出現的交通擁堵問題日趨嚴重。城市軌道交通具有運量大、速度快、安全性高、節能環保等特點，作為新的交通運輸方式以其不可比擬的優勢快速發展起來，在城市公共交通中發揮著越來越大的作用，能夠緩解城市交通的擁堵問題，是城市中重要的交通工具[1]。

2 軌道交通低壓配電系統

低壓配電系統是軌道交通系統的重要組成部分，除軌道交通的牽引負荷外，低壓配電系統提供軌道交通的其余所有設備的運營用電。低壓配電系統根據其功能不同可以分為降壓變電所低壓系統與環控電控低壓系統，用于向軌道交通系統中不同的設備供電[2]，例如降壓變電所低壓系統用于向車站內的自動售票機、電動扶梯、監控系統、照明設備等供電，環控電控低壓系統用于向通風空調系統中的各類設備供電。

軌道交通系統中的低壓配電系統因其應用環境的特殊性，在系統的集成性、安全性、可靠性方面要求更為嚴格。在集成性方面，由于車站內的空間有限，對低壓配電系統的集成性要求較高，配電系統需要高度集成、所占空間小，提高車站的空間利用率；在安全性方面，軌道交通低壓配電系統的安裝環境復雜，配電系統應具備良好的安全性以應對不同的安裝環境，例如在潮濕悶熱的環境中安裝低壓配電系統，供電電纜需要具備良好的耐腐蝕性與絕緣性，降低低壓配電系統的故障機率，保障交通軌道運行的安全性[3]；在可靠性方面，軌道交通低壓配電系統若是發生故障會影響軌道交通的正常運行，給軌道運營的經濟效益與社會效益帶來不良沖擊，因此提高低壓配電系統的可靠性與穩定性是軌道交通系統正常運行的重要保證。

3 低壓配電系統的智能化控制

低壓配電系統的智能化控制通過實時采集系統整個工作過程中的參數數據，實時監測系統的工作狀態，并不斷比對系統正常工作狀態與標準參數或對監測數據進行深入挖掘評估，對系統中存在的故障進行診斷與預測，提高系統故障預測與定位的準確率及故障搶修率，保障低壓配電系統的正常工作。

軌道交通低壓配電系統的智能化控制系統一般由智能元件、現場總線、通信控制器等基本組件構成[4]，智能元件是智能化控制系統的眼睛，用于實時監測系統的運行狀態，實時采集系統運行時的各類參數指標；通信控制器用于控制監測數據的傳輸通信，現場總線用于連接智能元件與通信控制器，實現向通信控制器傳輸智能元件所采集數據或用于通信控制器向智能元件的指令傳遞。

低壓配電系統根據其功能不同可以分為降壓變電所低壓系統與環控電控低壓系統，不同的低壓配電由于面向供電對象不同，所采用的智能元件也有較大差異。

3.1 降壓變電所低壓系統

對于降壓變電所低壓系統而言，其面向的供電設備為自動售票機、電動扶梯、監控系統、照明設備等。降壓變電所低壓系統借助智能化數字儀表、以太網網關、智能斷路器、現場總線、可編程控制器等實現對三級負荷總開關、重要饋線回路與進線斷路器等元器件的實時工作狀態監測與遠程遙控，其結構是當主電源正常有電時，主電源自動投入，備用電源備用；當主電源故障或失電時備用電源投入，如果主電源恢復正常時，自動停備用電源，再切換到主電源供電，從而保證了低壓配電系統的持續供電與軌道交通系統的正常運營。

3.2 環控電控低壓系統

對于環控電控低壓系統而言，其面向供電設備為通風空調系統，環控電控低壓系統借助智能化數字儀表、智能斷路器、現場總線、通信控制器、可編程控制器等實現對通風空調電動機的實時監測、遠程控制與保護，其結構是過實時監測空調電動機的回路，實時采集通風空調設備的工作狀態參數，在通信控制器對采集到的數據進行歸納整理分析，在對通風空調中存在的故障進行診斷預測后，由可編程邏輯控制器向通風空調的電動機下達工作指令，控制并調整空調設備的工作狀態[5]，實現對通風空調設備的自動化模塊控制，保證空調設備的安全可控、正常運行。

4 結論

低壓配電系統是軌道交通系統中的重要組成部分，其穩定性與安全性直接關系到軌道交通系統的運營狀態與社會效益，對軌道交通低壓配電系統進行實時智能化監測，及時預測或發現系統中存在故障，一方面可以通過遠程控制系統采取應急措施，保持軌道交通系統的正常運轉，一方面可以提高故障的檢修率，提高系統運營維護的便利性。本文對軌道交通低壓配電系統的智能化控制進行了詳細的分析，包括智能化控制的目標、智能化控制系統的構成等，對提高軌道交通低壓配電系統的穩定性與安全性具有重要促進作用。

參考文獻：

[1]侯紅磊，黃建霞.城市軌道交通低壓配電系統的設計總結[J]. 電子制作，2017（Z1）：51-52.

[2]呂凱，姜芊宇，王琦，陳新春.低壓配電系統的智能化節能控制方法研究[J].科技通報，2016（07）：184-187+201.

[3]孫建新.城市軌道交通低壓配電系統智能化管控終端設計[J]. 城市軌道交通研究，2016（05）：40-43+48.

[4]吳延苗，曹國祥，魯瑩.城市軌道交通低壓配電系統諧波治理措施[J].科技風，2015（24）：53.

[5]靳忠福.上海軌道交通6號線港城路車輛段低壓供配電系統設計[J].現代城市軌道交通，2010（02）：26-27+30+80.

作者簡介：劉桐（1983-），男，南京人，電氣工程工程碩士，工程師，研究方向：電氣工程、軌道交通。endprint