地铁供电系统设计中车站空间的节省

Word版本，下载可自由编辑地铁供电系统设计中车站空间的节省地铁因“地下”这一特性打算了建设的复杂和投资的巨大。为了使地铁在更多的城市造福于人民,在满足功能的前提下尽量缩减地铁投资规模成了问题的切入点。地铁中区间隧道因为结构单一,缩减规模相对容易,因而讨论重点应落在车站上。以往地下车站每延米的土建筑价约30万元,解决措施是在大的客流集散点采纳多层式车站,普通客流则考虑单层式车站。这要求严格控制车站设备和管理用房面积,优化车站布局,使其更紧凑简捷。

1供电系统设计中节省投资的途径

供电系统设计实现节省投资有两大途径:一是直接的节省投资,办法是细心设计,合理选材,在实现功能的前提下尽量缩减设备和材料的费用(如采纳供电设备的国产化);二是间接的节省投资,即在满足系统正常运营的条件下最大限度地节约空间、缩减用地规模,从而削减土建投资。

地铁供电系统设计中采纳的供电制式(如二级供电或三级供电)对地下空间以及投资控制有着举足轻重的作用,在变电站、牵引、降压变电所及混合变电所的用地上更是显然不同。

2变电所平面布置中节约占地的讨论

地铁车站内供电系统的变电所按功能分为两大类:一是牵引变电所,负责向机车牵引系统供电;二是降压变电所,用于向地铁其他动力和照明设备供电。

牵引变电所的布设要按照供电计算打算供电半径的大小,然后按需要在相应车站设置,因此,并非每个车站都设有牵引变电所。降压变电所则不同,由于每个车站都有大量的动力设备和照明器材,设备总容量普通在1500～2500kW之间,无法实现长距离低压供电,所以在地铁每个车站均设有降压变电所。为了节约设备占地,减小变电所的设置规模,应掌握好以下原则:

1)牵引变电所、降压变电所均设时,采纳混合设置计划,可节减功能用房(直接减掉两所的重复用房)。典型的混合变电所如图1。这种布置是基于站台层有足够大面积时的布置形式。当站台面积不够宽松时,可将牵引部分的直流开关柜室、整流变压器室移至站厅层。

2)降压变电所单独设置时,尽量在满足供电要求的前提下采纳一所供电。

降压变电所的设备较重,大部分设备的运送要借助轨道,且高中压电缆需利用隧道敷设,故车站降压变电所都布置在岛式站台层的端部。

降压变电所分设车站两端布置可以使变压器和低压母线更逼近车站两端的负荷中心,从而削减电缆的长度和截面,并相应削减穿越车站的电缆,但却增强了低压配电柜的数量,使控制趋于复杂,而且要多占一些空间,管理起来也很不便利。

另外,因为车站照明在车站的每层两端均设有配电所,照明末端配线距离相对较短,取代了两所供电在照明中的优势。分析动力负荷,其中70%以上是环控设备所占负荷,每个地下车站在环控用房区均设有专为环控设备供电的环控电控室,这也替代了变电所深化负荷中心配电的优势。综合以上因素,在车站长度不是太长的前提下(建议长度在200m以内),全站设一座降压变电所较为合理。

图1典型牵引降压混合变电所平面布置图图中设备简称解释如下:

TD———动力变压器GF———蓄电池盘F直流开关柜OV钢轨电位限制装置AH—10kV开关柜R———整流柜AC———沟通盘AA—0.4kV低压柜N———负极柜AD直流盘C充电机盘RT整流变压器CP控制信号盘DR电容器柜

3)变电所高压室的布置可依据GB50060-92

《3～110kV高压配电装置设计规范》第5.3.2条规定的配电装置室内各种通道的最小宽度(净距)值。见表1。

(2)手车式开关柜不需就地检修时,其通道宽度可适当减小。

(3)固定式开关柜靠墙布置时,柜背离距离宜取50mm。

(4)当采纳35kV手车式开关柜时,柜后通道不宜小于1m。

变电所凹凸压部分合用一室,变压器与开关柜采纳同室布置,可节约面积。《建造电气设计手册》第160页规定:

“在高压配电室内普通只装设高压开关柜,当柜的数量较少时(4台及以下)也可和低压配电屏布置在同一房间内,但不宜面向面布置。单列布置时与低压配电屏之间的净距不应小于2m”。

因为采纳干式变压器,无爆炸危急,故可将变压器、10kV(35kV)开关柜和400V低压配电柜(MNS等)设于同一室内。布置时将变压器置于高压开关柜一排的两端,与低压开关柜面向面布置,受空间限制时凹凸压配电盘均牢靠墙布置。上海地铁1号线工程大多数降压变电所采纳这种布置方式,如图2。

4)在降压变电所中,占地面积最大的是低压配电室。往往因为空间所限,多达20面以上的低压成套开关柜与两台干式变压器同处一室,既要满足建造平面外形的局限,又要满足规范的要求。GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》第4.2.9条规定了低压配电室内成排布置的配电屏,其屏前、屏后的通道最小宽度(如表2)。对于双排面向面布置的抽屉柜,屏前通道为2300mm,屏后需要维护的通道最小为800mm,不需要维护的牢靠墙安装(如上海通用电气广电有限公司的MLS型MCC柜牢靠墙安装)。

GB50060-92《3～110kV高压配电装置设计规范》第5.3.5条规定:“设置于屋内的干式变压器,其外廓与四面墙壁的净距不应小于0.6m,干式变压器之间距离不应小于1m,并应满足巡察修理的要求。全封闭型的干式变压器可不受上述距离的限制。”这一条对低压配电室内干式变压器的布置方式描述得非常清晰,采纳全封闭型的干式变压器则牢靠墙安装。

为了对以上情形作进一步阐述,特列举如下的设计实例。

实例一:常规的变电所室内设备当采纳双排布置时,为了维护和管理便利,也为了整齐美观,特殊是采纳柜顶母线桥联络两段母线时,普通实行设备对称布置方式,但在房屋面积很难满足时,最好采纳非对称布置的方式,母线联络实行柜底电缆联络实现。如图3所示(受房屋面积限制,低压开关柜室采纳面向面非对称布置;直流开关柜室一排柜靠墙布置)。

实例二:地铁车站内的变电所受车站建造柱网的影响严峻。通常状况下,建造和变电所双方可尽量避开这种状况的发生,但在极端状况下,柱后的开关柜可实行不延续布置。为了规避柜内母线暴露造成的平安隐患、保持室内美观,可布置空柜连系。如图4所示(房屋面积所限,低压开关柜室采纳面向面非对称布置;0.4kV开关柜室内有柱子,影响柜前操作,故柱后设空柜联络)。

实例三:如图5所示,这是又一种受面积限制不能实行设备对称布置的方式。按照实际状况,布置成环形,而且变压器侧边不设通道,变压器选用柜内全封闭干式变压器,满足规范要求。3动力照明设备用房节约用地的措施

3.1环控电控室设置

环控电控室设计中节约用地措施可从两个方面考虑:

首先,在设计中应细心支配环控设备控制回路的布置,尽量削减柜体(如继电器屏的设计数量等)。在必需设置的柜体数量确订以后,先按照用途合理支配电控柜的布置位置,实行化整为零的方法。如冷水机组的电控柜、送排风机、事故风机的电控柜以及一些现场操作柜等都可置于设备现场。经过以上筛选,终于确定应当布置于环控电控室内的柜体数量。

第二,环控电控室的设置,要紧紧结合环控机房的布设,原则是要深化到环控负荷中心。这样形成的房屋外形往往不规章。对环