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摘 要：在现阶段我国的轨道工程建设中，电气能耗高是普遍存在的问题，所以在轨道工程的电气设计中，一定要加强节能措施的应用研究，并且还要适当的、借鉴国外成功经验，笔者经过多年的电气设计，以重庆轻轨较场口车站电气设计为例，简单阐述了节能设计的原则、最后详细论述了各个部分的电气设计。
关键词：轨道工程；电气；节能；照明；变压器
前言
城市中的轨道工程是一个用电大户，其照明、空调、通风、电梯等设备用电量非常大，而且这些设备必须长时间运行和使用，所以轨道工程的电气设计节能非常有必要。。
一、项目慨况
较场口站位于重庆市渝中区较场口，是重庆轨道交通二号线起点站，车站编号201。也是地铁一号线与轻轨二号线换乘站，所以人流量非常大，电梯16部，空调无数台。
二、节能设计的原则
1.满足轨道的功能
即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻。
2.考虑实际经济效益
节能设计应平衡初始投资与节能收益的关系，不能因为追求更节能而过高地增加建设资金，而是应该让增加的部分投资，能够在几年或较短的时间内通过节能减少下来的运行费用进行回收。
三、轨道工程电气设计节能的途径
1.照明节能
由于城市轨道交通沿线车站的照明种类很多，是能耗的重点方面。轨道2号线一期工程试运营以来，其2014年全年全线牵引用电累计为3075.38万度，占全线用电量的39.73%。环控与照明累计为4664.57万度，占全线用电量的60.27%。因此，正确选择节能灯具，会减少照明系统的能耗。
（1）照明光源选择
现在轨道照明设计中，普遍采用的照明光源为三基色细管径（t8或t5）直管荧光灯和LED灯具。其中荧光灯的光效比较好，而且配套的灯具都比较成熟，目前市场上出现的LED灯具和常规的荧光灯相比较，其寿命比较长、发热量比较小、维护成本比较低，随着技术的进步，其光衰问题有了较好的改善，成本也会有所下降。在不远的将来，LED灯具的普及程度就会超过荧光灯，其带来的节能效果会越来越好。
LED作为一种绿色环保节能光源主要体现在以下几个方面：
①LED实际上是二极管发光光源，在材料上不会使用到汞；
②LED光源的发光效率比较高，实验室发光效率已经达到161lm/w，目前国内大功率工厂生产LED光效也应达到110lm/w，且LED光源的技术目前还处于高速发展时期，未来发光效率将越来越高；
③LED光源的寿命长，是荧光灯等一般光源无法比拟的，LED灯在5万个小时时的光衰不超过20%，理论寿命在10万个小时，制约LED灯寿命的因素主要在于LED灯散热问题，随着LED灯驱动电路效率的提高，以及散热方式的改进，LED灯的寿命会越来越长。
（2）智能照明控制系统
①调光控制 智能照明控制系统调光控制采用数字式调光，同时调光时间长短也可作任意设定。调光模块种类多，调光功率有多种选择。
②模式控制 根据轨道运营需要可将所控区域的灯光预先设定为各种模式，如正常模式、节电模式、火灾模式、停运模式等。需要时可通过就地面板控制、时间自动控制、照明终端中央监控控制等。
③定时控制 智能照明控制系统时间控制器可将所控区内照明回路进行预编程。根据实际景观需要定时开关一组、多组或区域的照明灯具，可使灯具在设定的时间内以设定的间隔逐次点亮和关闭，并可设置循环。
2.减少线路上的能量损耗
（1）应选用电阻率较小的材质做导线轨道用电线材质均采用铜芯，但同时也要贯彻节约用铜的原则。
（2）减小导线长度
首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；
其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面外，适当加大一级导线截面。
（3）配电应深入负荷中心
轨道2号线一期工程中，在某站配线上方设置有物业开发区，物业开发区宽度18米，长度约150米。在这个狭长区域布置有几十平、上百平不等的经营铺位，在为这些铺位提供可靠配电的同时，必须考虑减小线路损耗。因此，需将配电柜设置在整个物业开发区居中部位，这样，既可以缩短从正线变电所引出的干线电缆长度，又可以减少从配电柜到各铺位的电缆长度，从而有效降低线路损耗。
3.供电系统的节能设计
（1）主变电所设置、主变压器容量的设计
在轨道工程的电气设计节能中，要合理进行主变电所的设置，最好选择在两条电力线路的交汇点，并且尽量靠近供电主线路，这样既实现了电力资源的共享，而且达到了预期的节能效果。由于轨道工程的线路较长，而且多数存在线路重叠的现象，在主变电所的位置选定时，要尽量位于供电范围中心，以保证不同主变电所承担的负荷距离基本相等，从而减少电力在传输过程中的能量消耗。例如：在轨道工程的主变压器容量设计时，必须合理进行负荷计算，国内一般是将用电负荷的功率因数设定为0.85，但是现阶段使用的弱电系统设备通常都是自带UPS装置，UPS系统中包括自带无功补偿装置，实际上功率因数基本上实在0.95以上，在进行负荷计算时，弱电用电负荷的功率因数需要取0.95或更大，在负荷计算时需合理取值。
（2）中压网络接线形式的选择
在轨道工程中压网络接线形式的选择时，以坚持合理分区、易于调度的原则。无论选取何种接线形式，都要注意电气设备和电力线路的能量损耗，进而达到节能的目的。目前，国内在轨道工程的电气设计中，常见的中压网络接线形式主要有：放射式、环网式等。从电气设计节能的角度进行分析，放射式中压网络接线中，电缆承担的总负荷相对较小，电力线路的损耗也明显降低，对于轨道工程供电系统的节能具有重要的作用。但是放射式中压网络接线中的电缆数量、电缆回路较多，总体投资也较大，其经济性相对较差，而且在工程项目运行中也存在能耗较高的弊端。环网式中压网络接线中，电缆数量相对较少，经济性能良好，但是电缆承担的总负荷较大，电力线路损耗也相对较大，其总体节能效果略差于放射式中压网络接线。但是环网式中压网络接线的可靠性较好，而且具有节省投资的特点，国内目前主要采用此种中压网络接线形式。
（3）环控系统的节能设计
在轨道工程电气设计节能中，环控系统是耗电量较大的项目之一，也是运用节能措施的关键环节。轨道工程的环控系统主要包括：车站空调通风系统、隧道通风系统等，其中车站空调通风系统由站台公共区、车站设备管理用房、车站站厅的空调通风/排烟系统组成；隧道通风系统由区间隧道活塞通风机械、车站屏蔽门外的排热/排烟/通风系统组成。目前，国内在轨道工程环控系统的节能设计中，主要是应用变频调速技术，不但可以节省大量的能源，而且也改善了电气设备的运行工况。
三、结束语
在我国各大中城市全面加快轨道工程建设的背景下，相关单位和技术人员一定要加强对于电气设计节能问题的研究，并且在设计工作中要综合分析经济、工艺、技术等方面的影响因素。在轨道工程的电气设计节能中，要注重新型节能设备的研发和应用，并且积极引进外国的先进工艺和技术经验，从而构建具有中国特色的电气设计节能技术体系。
参考文献
[1]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].第三版.北京：中国电
作者简介：
张国兰（1973年-），女，重庆市垫江县人，专科，中级职称，从事工程造价及工程管理工作。
关键词：轨道工程；电气；节能；照明；变压器
前言
城市中的轨道工程是一个用电大户，其照明、空调、通风、电梯等设备用电量非常大，而且这些设备必须长时间运行和使用，所以轨道工程的电气设计节能非常有必要。。
一、项目慨况
较场口站位于重庆市渝中区较场口，是重庆轨道交通二号线起点站，车站编号201。也是地铁一号线与轻轨二号线换乘站，所以人流量非常大，电梯16部，空调无数台。
二、节能设计的原则
1.满足轨道的功能
即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻。
2.考虑实际经济效益
节能设计应平衡初始投资与节能收益的关系，不能因为追求更节能而过高地增加建设资金，而是应该让增加的部分投资，能够在几年或较短的时间内通过节能减少下来的运行费用进行回收。
三、轨道工程电气设计节能的途径
1.照明节能
由于城市轨道交通沿线车站的照明种类很多，是能耗的重点方面。轨道2号线一期工程试运营以来，其2014年全年全线牵引用电累计为3075.38万度，占全线用电量的39.73%。环控与照明累计为4664.57万度，占全线用电量的60.27%。因此，正确选择节能灯具，会减少照明系统的能耗。
（1）照明光源选择
现在轨道照明设计中，普遍采用的照明光源为三基色细管径（t8或t5）直管荧光灯和LED灯具。其中荧光灯的光效比较好，而且配套的灯具都比较成熟，目前市场上出现的LED灯具和常规的荧光灯相比较，其寿命比较长、发热量比较小、维护成本比较低，随着技术的进步，其光衰问题有了较好的改善，成本也会有所下降。在不远的将来，LED灯具的普及程度就会超过荧光灯，其带来的节能效果会越来越好。
LED作为一种绿色环保节能光源主要体现在以下几个方面：
①LED实际上是二极管发光光源，在材料上不会使用到汞；
②LED光源的发光效率比较高，实验室发光效率已经达到161lm/w，目前国内大功率工厂生产LED光效也应达到110lm/w，且LED光源的技术目前还处于高速发展时期，未来发光效率将越来越高；
③LED光源的寿命长，是荧光灯等一般光源无法比拟的，LED灯在5万个小时时的光衰不超过20%，理论寿命在10万个小时，制约LED灯寿命的因素主要在于LED灯散热问题，随着LED灯驱动电路效率的提高，以及散热方式的改进，LED灯的寿命会越来越长。
（2）智能照明控制系统
①调光控制 智能照明控制系统调光控制采用数字式调光，同时调光时间长短也可作任意设定。调光模块种类多，调光功率有多种选择。
②模式控制 根据轨道运营需要可将所控区域的灯光预先设定为各种模式，如正常模式、节电模式、火灾模式、停运模式等。需要时可通过就地面板控制、时间自动控制、照明终端中央监控控制等。
③定时控制 智能照明控制系统时间控制器可将所控区内照明回路进行预编程。根据实际景观需要定时开关一组、多组或区域的照明灯具，可使灯具在设定的时间内以设定的间隔逐次点亮和关闭，并可设置循环。
2.减少线路上的能量损耗
（1）应选用电阻率较小的材质做导线轨道用电线材质均采用铜芯，但同时也要贯彻节约用铜的原则。
（2）减小导线长度
首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；
其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面外，适当加大一级导线截面。
（3）配电应深入负荷中心
轨道2号线一期工程中，在某站配线上方设置有物业开发区，物业开发区宽度18米，长度约150米。在这个狭长区域布置有几十平、上百平不等的经营铺位，在为这些铺位提供可靠配电的同时，必须考虑减小线路损耗。因此，需将配电柜设置在整个物业开发区居中部位，这样，既可以缩短从正线变电所引出的干线电缆长度，又可以减少从配电柜到各铺位的电缆长度，从而有效降低线路损耗。
3.供电系统的节能设计
（1）主变电所设置、主变压器容量的设计
在轨道工程的电气设计节能中，要合理进行主变电所的设置，最好选择在两条电力线路的交汇点，并且尽量靠近供电主线路，这样既实现了电力资源的共享，而且达到了预期的节能效果。由于轨道工程的线路较长，而且多数存在线路重叠的现象，在主变电所的位置选定时，要尽量位于供电范围中心，以保证不同主变电所承担的负荷距离基本相等，从而减少电力在传输过程中的能量消耗。例如：在轨道工程的主变压器容量设计时，必须合理进行负荷计算，国内一般是将用电负荷的功率因数设定为0.85，但是现阶段使用的弱电系统设备通常都是自带UPS装置，UPS系统中包括自带无功补偿装置，实际上功率因数基本上实在0.95以上，在进行负荷计算时，弱电用电负荷的功率因数需要取0.95或更大，在负荷计算时需合理取值。
（2）中压网络接线形式的选择
在轨道工程中压网络接线形式的选择时，以坚持合理分区、易于调度的原则。无论选取何种接线形式，都要注意电气设备和电力线路的能量损耗，进而达到节能的目的。目前，国内在轨道工程的电气设计中，常见的中压网络接线形式主要有：放射式、环网式等。从电气设计节能的角度进行分析，放射式中压网络接线中，电缆承担的总负荷相对较小，电力线路的损耗也明显降低，对于轨道工程供电系统的节能具有重要的作用。但是放射式中压网络接线中的电缆数量、电缆回路较多，总体投资也较大，其经济性相对较差，而且在工程项目运行中也存在能耗较高的弊端。环网式中压网络接线中，电缆数量相对较少，经济性能良好，但是电缆承担的总负荷较大，电力线路损耗也相对较大，其总体节能效果略差于放射式中压网络接线。但是环网式中压网络接线的可靠性较好，而且具有节省投资的特点，国内目前主要采用此种中压网络接线形式。
（3）环控系统的节能设计
在轨道工程电气设计节能中，环控系统是耗电量较大的项目之一，也是运用节能措施的关键环节。轨道工程的环控系统主要包括：车站空调通风系统、隧道通风系统等，其中车站空调通风系统由站台公共区、车站设备管理用房、车站站厅的空调通风/排烟系统组成；隧道通风系统由区间隧道活塞通风机械、车站屏蔽门外的排热/排烟/通风系统组成。目前，国内在轨道工程环控系统的节能设计中，主要是应用变频调速技术，不但可以节省大量的能源，而且也改善了电气设备的运行工况。
三、结束语
在我国各大中城市全面加快轨道工程建设的背景下，相关单位和技术人员一定要加强对于电气设计节能问题的研究，并且在设计工作中要综合分析经济、工艺、技术等方面的影响因素。在轨道工程的电气设计节能中，要注重新型节能设备的研发和应用，并且积极引进外国的先进工艺和技术经验，从而构建具有中国特色的电气设计节能技术体系。
参考文献
[1]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].第三版.北京：中国电
作者简介：
张国兰（1973年-），女，重庆市垫江县人，专科，中级职称，从事工程造价及工程管理工作。