智能低壓配電系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用探討

徐 娟

陜西省西安市地下鐵道有限責(zé)任公司運(yùn)營分公司

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，交通行業(yè)越來越發(fā)達(dá)，使人們對作為當(dāng)前交通結(jié)構(gòu)中最重要組成部分的地鐵提出了更高要求。因此，為了能夠滿足人們對舒適度和安全性越來越高的出行要求，地鐵開始注重對自身自動(dòng)化水平的提升，其中，智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用，就是其工作中的重點(diǎn)。在地鐵中應(yīng)用智能低壓配電系統(tǒng)，能夠?qū)Φ罔F低壓配電系統(tǒng)的管理和控制水平進(jìn)行有效提升，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)地鐵低壓配電系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化水平，對促進(jìn)地鐵行業(yè)的快速發(fā)展具有較為重要的推動(dòng)作用。接下來，為了能夠加強(qiáng)相關(guān)人員對智能低壓配電系統(tǒng)的了解，提升其在地鐵中的應(yīng)用水平，本文就將對智能低壓配電系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用進(jìn)行深入探討。

在地鐵中應(yīng)用智能低壓配電系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢

實(shí)現(xiàn)地鐵低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的智能化

智能化是智能低壓配電系統(tǒng)所具有的主要特點(diǎn)，也是其在地鐵中應(yīng)用所具有的最大優(yōu)勢。當(dāng)前在智能低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用在地鐵的過程中，更多體現(xiàn)的是管理和控制的自動(dòng)化，智能化特點(diǎn)雖然也有所體現(xiàn)，但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，更達(dá)不到解放人力資源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理、控制以及配置調(diào)度全智能化的要求。但是，可以肯定的是，智能化就是智能低壓配置系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的，也是整個(gè)地鐵低壓配電系統(tǒng)未來的主要發(fā)展方向。

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的虛擬化

之前，在地鐵低壓配電系統(tǒng)的管理和控制過程中，一切工作都需要人工管理來完成，包括配電和調(diào)度，也都需要通過人工操作才能夠滿足工作需求。而在應(yīng)用了智能低壓配電系統(tǒng)之后，雖然沒有全面實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化和智能化，但也大大解放了人力資源，減輕了工作人員的工作負(fù)擔(dān)，也提升了系統(tǒng)運(yùn)行的精確度。在智能低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行和管理的虛擬化，在智能系統(tǒng)中，直接通過專業(yè)設(shè)備或者是程序，就能夠直接利用操作界面對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行模擬和管理，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理的虛擬化。這種管理方式，可以通過計(jì)算機(jī)對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行模擬和監(jiān)視，不需要工作人員再親自對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督和管理，既降低了系統(tǒng)運(yùn)行管理的難度，也有效節(jié)省了管理時(shí)間。

對智能低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的基本原則

可視化管理

智能低壓配電系統(tǒng)是通過系統(tǒng)自動(dòng)對地鐵低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化和智能化管理，如果在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，系統(tǒng)不能對自身的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督和檢查，就會(huì)導(dǎo)致問題的出現(xiàn)，影響低壓配電的系統(tǒng)正常運(yùn)行，進(jìn)而對整個(gè)地鐵的正常運(yùn)行造成影響。所以，在對智能低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該遵循可視化管理原則，在計(jì)算機(jī)終端為工作人員提供可視化操作界面，讓工作人員能夠直接通過操作界面對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督和控制。

智能化設(shè)計(jì)

智能低壓配電系統(tǒng)應(yīng)該具有智能性，在智能低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，應(yīng)該能夠根據(jù)系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序?qū)Φ罔F的低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)督和管理，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需求對整個(gè)配電系統(tǒng)的配電情況進(jìn)行智能化和自動(dòng)化調(diào)度，以從根本上滿足地鐵的運(yùn)行需求，不斷提升地鐵運(yùn)行的舒適性和安全性。

系統(tǒng)管理與調(diào)度一體化

圖1 模式二結(jié)構(gòu)圖示

在地鐵中，對智能低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的主要目的，就是為了能夠?qū)崿F(xiàn)對配電系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行智能調(diào)度，使其滿足地鐵運(yùn)行需求。因此，為了方便更好的對低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行管理，在智能低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該對遵循系統(tǒng)管理與調(diào)度一體化的設(shè)計(jì)原則。如此一來，在對低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度的過程中就可以同步實(shí)現(xiàn)對配電系統(tǒng)的有效管理，而不至于顧此失彼，影響配電系統(tǒng)和地鐵的正常運(yùn)行。

智能低壓配電系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用

對變壓所低壓進(jìn)行有效降低

根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（G B 50157）20035 的要求，在對地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理的過程中，應(yīng)該對系統(tǒng)中的低壓部分進(jìn)行充分考慮，而其低壓部分主要包括進(jìn)線斷路器、三級負(fù)荷低壓開關(guān)以及母聯(lián)斷路器。因此，在地鐵中應(yīng)用智能低壓配電系統(tǒng)，就要對變電所的低壓進(jìn)行降壓控制。

當(dāng)前，智能低壓配電系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用，對變電所低壓進(jìn)行有效控制的模式主要有兩種。第一種，是通過遙測和遙控的方式，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)對進(jìn)線斷路器、三級負(fù)荷低壓開關(guān)以及母聯(lián)斷路器進(jìn)行有效控制，達(dá)到降低變電壓低壓的目的。

在第二種模式中，其主要是通過利用以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、智能開關(guān)、PLC 控制器和數(shù)字儀表等組成的控制網(wǎng)絡(luò)對進(jìn)線斷路器、三級負(fù)荷低壓開關(guān)以及母聯(lián)斷路器等進(jìn)行有效控制。并且，在該模式中，通過控制網(wǎng)絡(luò)同樣能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行遙測和遙控，功能結(jié)構(gòu)比較全，其主要結(jié)構(gòu)形式，如圖1 所示。

智能斷路器的應(yīng)用

在智能低壓配電系統(tǒng)中，智能斷路器是其中最重要的組成部分，對整個(gè)系統(tǒng)的順利、高效運(yùn)行具有較為重要的影響。智能斷路器是一種較為先進(jìn)的高科技電子設(shè)備，其不僅包括了電子技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、軟件技術(shù)，還包括了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及現(xiàn)代智能控制技術(shù)等。與傳統(tǒng)斷路器相比，智能斷路器不僅更加適合在智能低壓配電系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，其還能夠有效實(shí)現(xiàn)對整個(gè)智能低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的保護(hù)和監(jiān)控，同時(shí)也是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遙測和嚴(yán)控功能的基礎(chǔ)。

當(dāng)前，在地鐵的智能低壓配電系統(tǒng)中，普遍采用的智能斷路器主要有西門子3WL 智能斷路器和ABB 的E 系列智能化萬能式斷路器兩種。這兩種智能斷路器具有較高的穩(wěn)定性和兼容性，能夠有效實(shí)現(xiàn)智能低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的智能化和自動(dòng)化。通常情況下，智能斷路器的工作都是依靠系統(tǒng)自動(dòng)檢測到故障電流情況進(jìn)行分閘，并通過自動(dòng)操作結(jié)構(gòu)或者是滅弧裝置來達(dá)到最佳分閘效果。

現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)場總線技術(shù)是近年來興起的一種較為先進(jìn)的工業(yè)數(shù)據(jù)總線技術(shù)，在各種自動(dòng)化和智能化系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛。在智能低壓配電系統(tǒng)中，現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升整個(gè)系統(tǒng)中各設(shè)備之間連接的緊密性和數(shù)據(jù)交換的通暢性，對確保整個(gè)系統(tǒng)的高效運(yùn)行具有較為重要的影響。通過現(xiàn)場總線技術(shù)，能夠有效解決智能低壓配電系統(tǒng)中設(shè)備之間各種信號傳遞的問題，進(jìn)而提升整個(gè)系統(tǒng)管理的高效性和精確性，避免管理問題的出現(xiàn)。除此之外，通過現(xiàn)場總線技術(shù)的有效應(yīng)用，還能夠?qū)崿F(xiàn)通信的數(shù)字化，進(jìn)一步提升的智能低壓配電系統(tǒng)管理和控制的高效性，進(jìn)而提升智能低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的高效性和可靠性，為推動(dòng)智能低壓配電系統(tǒng)的發(fā)展提供強(qiáng)大動(dòng)力。

結(jié)束語

在地鐵中，智能低壓配電系統(tǒng)是確保整個(gè)地鐵能夠可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，因此，在地鐵建設(shè)和管理過程中，一定要對智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用和完善引起足夠重視，并通過加強(qiáng)智能斷路器和現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用水平等方式不斷提升智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用水平。