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摘要:城市轨道交通低压配电主要运用交流配电系统装置,尤其随着直流用电仪器在城市轨道交通的广泛运用,也使低压直流配电系统成为发展的必然结果。但是,我国对于城市轨道交通低压直流配电系统工程设计标准并不完善,需要进一步分析用电装置的特殊性、电压等级选取的基本原则、各个系统设备直流电压等级的选取、DC 750(±375)V供电容量概述四个部分,以期促进城市轨道交通事业长足发展。
关键词:城市轨道交通;低压直流配电系统;电压等级
直流配电系统有着供电线路损耗比较低、电能品质高、电能转换装置过少的优势作用。同时,在日常生活领域中,直流配电装置在光伏发电、电动汽车充电桩、公共通信已经有许多成功案例。尤其在节能技术完善发展的今天,城市轨道交通低压直流用电仪器频繁增加,例如直流变频空调、直流电梯等运用十分常见,也使直流配电技术发展愈发完善。
一、用电装置的特殊性
(一)多样性特点
城市轨道交通低压直流配电系统装置,往往需要运用数十种系统用电仪器,例如通信、信号、全面监控、通风空调、自动扶梯、电梯等用电仪器,由于用电仪器种类丰富、对于电源需求有较大差异、用电安全要求不尽相同。所以,这也展现出城市轨道交通低压直流配电系统用电仪器选取的多样性特点。
(二)分布性特点
各个系统用电仪器分散至车站仪器区域、公共区域、区间等不同场地。供电电距离并不相同,最多可达到数十米,工作环境较为复杂恶劣。
(三)可靠性特点
现如今,城市轨道交通用电仪器对配电可靠性有着较高的要求,尤其对于一级、二级负荷月是整体用电仪器的负荷需超过70%以上。
二、电压登记选取的基本原则
(一)电压等级不能过多
城市轨道交通低压直流配电系统中,应该确保电压等级不能过多,需要根据不超过三级设定标准,不能超出三级标准进行设定。电压等级一旦过多,会使工程施工难度、工程造价成本进一步升高,弱化直流配电的优势作用。
(二)选取适当的电压值
结合《标准电压》、《中低压直流配电电压标准》等有关要求[1],低压直流配电系统主要运用需要选取称电压等级,和有关标准仪器相互匹配,能够减少非标设备应用,确保直流配电系统与用电装置标准相统一,为后期的运作维护带来便利。
(三)选用多元电气设备
城市轨道交通用电仪器有着丰富的品种,且各个品种间存在明显差异。利用电功率有0.5kW-400kW,供配电距离保持1-2千米,甚至是数十米,而功率过大、供配电距离过长,也会造成不利影响。
三、各个系统设备直流电压等级的选取
结合城市轨道交通用电仪器性能与电压等级选取基本原则,根据用电仪器类型与功率选取低压直流配电系统主母线电压等级。经研究发现,多数负载能够在直流条件下有序运作,并能适应较宽条件下的直流电压水平。基于此,能够根据不同系统仪器用电要求在分类原则的基础上,选取适当的电压等级。
第一,有关于照明、自动控制系统以及小功率一般运用DC 220(±110)V。结合相关研究发现[2],DC 220(±110)V供电能力和常规AC 220V基本相同。除此之外,消防应急照明的要求指出,直流特低电压如DC 36V、DC 24V供电,需要局部照明运用用DC 110V,区间照明可利用DC 220V。
然而,有关于信号、综合监控装置、自动化火警报警系统、站台门等自动化、控制类负荷都属于直流用电仪器,都能在车站应用标准之内,供电距离比较近,且用电功率比较小的情况下,直接运用DC 220V进行供电处理。然而,对于通信、信号系统需要配置DC 220V/DC 48A变换器装置,综合监控装置、自动化火灾报警系统、自动售检票仪器均配备DC 220V/DC 24V变换仪器,而变电直流控制系统运用,使站柜台能够与DC 220KV相互介入。
第二,动力过大、中功率利用DC 750(±375)V。结合当前电机节能技术的完善发展,自动化扶梯、电梯主要运用直流无刷电动仪器,所以可运用直流供电方式。一般情况下,自动化扶手与电梯设备功率能选取10-44Kw左右,水泵、风机仪器功率能够处于1.1kW-200kW之间,作为中功率负荷与小功率负荷,同时出于对自动扶梯、电梯车辆出入通风道,风机与蹦极在车站主体建筑之外供电距离需要保持超出500m之上。基于此,自动扶手、电梯、水泵等电动机类型的仪器设备,特别是大功率仪器,例如冷水机组需要运用DC 750(±375)V供电形式。
四、DC 750(±375)V供电容量概述
如若配电线路运用单芯绝缘电力YJV22-0.6/kV-50mm2,并利用AC 380V和DC 750(±375)V的供电线路展开对比探究,运用相关计算方法,发现如若供配电距离达到300米情况下,DCC 750(±375)V供电水平,将会是A380V供电能力的2.5倍。如若在供配电相距500米情况下,此时DC 750(±375)V供电线路电力达到AC380供电线路的4倍左右。如若公配点距离超过1600米情况下,此时DC 750(±375)V供电能力是AC 380V供电线路的4.5倍左右[3]。由此可见,在供配电距离相同的状况下,DC 750(±375)V,相比于AC 380V供电能力明显较大。为此,在远距离供电情况下,直流供配电系统的优势愈发明显,DC 750(±375)V能够符合城市轨道交通供电的基本要求。
结束语:
相较于交流配电方式,低压直流配电能够使其安全性、可靠性进一步提升,能够有效降低线路损耗、强化电能质量,减少由AD/DC整流仪器与功率因数补偿电路,节约建造成本,在工业领域发展中运用效果明显。同时,选取适当的电压等级,不但关乎于城市轨道交通低压直流配电系统的供电功能、接地方式等,还会影响着城市轨道交通工程施工难度与造价成本,而这也成为分析直流低压直流配电系统的关键。
参考文献
[1] 龙潭、崔洪敏、何帅. 城市轨道交通低压直流配电系统研究[J].都市快轨交通, 2020,166(06):135-141.
[2] 蔡伟栋.城市轨道交通低压配电系统保护选择性分析[J].中国标准化,2019,558(22):245-246.
[3] 鄭钧曦.城市轨道交通的低压配电分析及照明优化配置研究[J].电力系统装备,2019,000(006):95-96.
关键词:城市轨道交通;低压直流配电系统;电压等级
直流配电系统有着供电线路损耗比较低、电能品质高、电能转换装置过少的优势作用。同时,在日常生活领域中,直流配电装置在光伏发电、电动汽车充电桩、公共通信已经有许多成功案例。尤其在节能技术完善发展的今天,城市轨道交通低压直流用电仪器频繁增加,例如直流变频空调、直流电梯等运用十分常见,也使直流配电技术发展愈发完善。
一、用电装置的特殊性
(一)多样性特点
城市轨道交通低压直流配电系统装置,往往需要运用数十种系统用电仪器,例如通信、信号、全面监控、通风空调、自动扶梯、电梯等用电仪器,由于用电仪器种类丰富、对于电源需求有较大差异、用电安全要求不尽相同。所以,这也展现出城市轨道交通低压直流配电系统用电仪器选取的多样性特点。
(二)分布性特点
各个系统用电仪器分散至车站仪器区域、公共区域、区间等不同场地。供电电距离并不相同,最多可达到数十米,工作环境较为复杂恶劣。
(三)可靠性特点
现如今,城市轨道交通用电仪器对配电可靠性有着较高的要求,尤其对于一级、二级负荷月是整体用电仪器的负荷需超过70%以上。
二、电压登记选取的基本原则
(一)电压等级不能过多
城市轨道交通低压直流配电系统中,应该确保电压等级不能过多,需要根据不超过三级设定标准,不能超出三级标准进行设定。电压等级一旦过多,会使工程施工难度、工程造价成本进一步升高,弱化直流配电的优势作用。
(二)选取适当的电压值
结合《标准电压》、《中低压直流配电电压标准》等有关要求[1],低压直流配电系统主要运用需要选取称电压等级,和有关标准仪器相互匹配,能够减少非标设备应用,确保直流配电系统与用电装置标准相统一,为后期的运作维护带来便利。
(三)选用多元电气设备
城市轨道交通用电仪器有着丰富的品种,且各个品种间存在明显差异。利用电功率有0.5kW-400kW,供配电距离保持1-2千米,甚至是数十米,而功率过大、供配电距离过长,也会造成不利影响。
三、各个系统设备直流电压等级的选取
结合城市轨道交通用电仪器性能与电压等级选取基本原则,根据用电仪器类型与功率选取低压直流配电系统主母线电压等级。经研究发现,多数负载能够在直流条件下有序运作,并能适应较宽条件下的直流电压水平。基于此,能够根据不同系统仪器用电要求在分类原则的基础上,选取适当的电压等级。
第一,有关于照明、自动控制系统以及小功率一般运用DC 220(±110)V。结合相关研究发现[2],DC 220(±110)V供电能力和常规AC 220V基本相同。除此之外,消防应急照明的要求指出,直流特低电压如DC 36V、DC 24V供电,需要局部照明运用用DC 110V,区间照明可利用DC 220V。
然而,有关于信号、综合监控装置、自动化火警报警系统、站台门等自动化、控制类负荷都属于直流用电仪器,都能在车站应用标准之内,供电距离比较近,且用电功率比较小的情况下,直接运用DC 220V进行供电处理。然而,对于通信、信号系统需要配置DC 220V/DC 48A变换器装置,综合监控装置、自动化火灾报警系统、自动售检票仪器均配备DC 220V/DC 24V变换仪器,而变电直流控制系统运用,使站柜台能够与DC 220KV相互介入。
第二,动力过大、中功率利用DC 750(±375)V。结合当前电机节能技术的完善发展,自动化扶梯、电梯主要运用直流无刷电动仪器,所以可运用直流供电方式。一般情况下,自动化扶手与电梯设备功率能选取10-44Kw左右,水泵、风机仪器功率能够处于1.1kW-200kW之间,作为中功率负荷与小功率负荷,同时出于对自动扶梯、电梯车辆出入通风道,风机与蹦极在车站主体建筑之外供电距离需要保持超出500m之上。基于此,自动扶手、电梯、水泵等电动机类型的仪器设备,特别是大功率仪器,例如冷水机组需要运用DC 750(±375)V供电形式。
四、DC 750(±375)V供电容量概述
如若配电线路运用单芯绝缘电力YJV22-0.6/kV-50mm2,并利用AC 380V和DC 750(±375)V的供电线路展开对比探究,运用相关计算方法,发现如若供配电距离达到300米情况下,DCC 750(±375)V供电水平,将会是A380V供电能力的2.5倍。如若在供配电相距500米情况下,此时DC 750(±375)V供电线路电力达到AC380供电线路的4倍左右。如若公配点距离超过1600米情况下,此时DC 750(±375)V供电能力是AC 380V供电线路的4.5倍左右[3]。由此可见,在供配电距离相同的状况下,DC 750(±375)V,相比于AC 380V供电能力明显较大。为此,在远距离供电情况下,直流供配电系统的优势愈发明显,DC 750(±375)V能够符合城市轨道交通供电的基本要求。
结束语:
相较于交流配电方式,低压直流配电能够使其安全性、可靠性进一步提升,能够有效降低线路损耗、强化电能质量,减少由AD/DC整流仪器与功率因数补偿电路,节约建造成本,在工业领域发展中运用效果明显。同时,选取适当的电压等级,不但关乎于城市轨道交通低压直流配电系统的供电功能、接地方式等,还会影响着城市轨道交通工程施工难度与造价成本,而这也成为分析直流低压直流配电系统的关键。
参考文献
[1] 龙潭、崔洪敏、何帅. 城市轨道交通低压直流配电系统研究[J].都市快轨交通, 2020,166(06):135-141.
[2] 蔡伟栋.城市轨道交通低压配电系统保护选择性分析[J].中国标准化,2019,558(22):245-246.
[3] 鄭钧曦.城市轨道交通的低压配电分析及照明优化配置研究[J].电力系统装备,2019,000(006):95-96.