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摘要：地铁电压配置结构，是保障地铁正常运行的主要构成部分，具有综合性、结构化、以及关联性等特征，在现代城市交通体系发展中占有重要地位。基于此，本文结合地铁低压配电系统的设计要点，着重分析地铁低电压结构的优化措施，以达到优化城市发展结构，实现城市资源综合利用的目的。
关键词：地铁；低压配电系统设计；设计要点
引言
地铁是城市重要的有轨交通，而地铁低压配电系统为地铁所有低压负荷提供电能。保证地铁低压配网系统动力、照明、主排水泵、雨水泵、射流风机等设备配电的可靠、经济运行，是保证交通系统通畅的重要条件。但是由于地铁内部服务性的设备较多，运行工况相对比较复杂，因此在设计地铁低压配电系统时，应注意设备的运行工况及其与其他设备之间的配合，这是进行地铁配电系统设计的重要条件。
一、地铁低压配电系统概述
因地铁低压配电系统接触的电压相对较高，为促使地铁的用电需求能够得到满足，需要将其转化为380 V/220 V，这样可以在一定程度上降低电力负荷，为其他设备的运行提供充足动力，还可确保地铁中照明系统的正常运作。通常情况下，如果结合电力重要性等级，划分地铁系统负荷，会将其分为3个等级。
（1）一级负荷，一级负荷对供电可靠性与供电安全性有着较高的要求，为保供电服务质量，要同时具备2个电源装置与供电线路，同时要配备相应的应急电源。
（2）二级负荷，二级负荷在整个地铁的供电系统中发挥着不可替代的作用。二级负荷与一级负荷之间存在一定的一致性，那就是都需要双电源确保供电服务。二级负荷的输电线路可以是单回路，通常会将其连接到电梯系统、乘客信息系统以及自动扶梯系统当中。
（3）三级负荷，三级负荷相较于一级负荷与二级负荷而言，重要性相对较低。在展开地铁低压配电系统设计工作时，对于不同负荷的实际情况与实际需求要有正确认识，这样才能更好应对突发情况。
二、地铁低压配电系统设计优化措施
2.1区间负荷用电环境
一般来说，地铁区间电力设施在实际运行时负载容量不大，设备额定容量大于实际使用容量和负载位置相对分散，一些设施分布半径超过五百米，甚至更大的分布情况将专注于配电半径在传输的过程中损失灵敏度校准保护等。一级负荷的风扇和水泵，雨烟主排水泵设计超过两台，通常情况下，在运行时根据需要启动相应数量的设备，这类设备通常使用电动机运行，电机启动时，当前的负载较大，远高于电动机的额定电流，通常超过七次，和峰值电流达到14次，在这种情况下，影响低压配电系统的可靠性。
2.2区域性低压配电调节
地铁低压配电系统，与地铁安全运用有着直接性关联。为了能够保障地铁低压配电系统的设计细节完善，避免地铁低压配电系统运行，存在小区域损坏，造成大规模受影响状态，可以按照地铁站区域规划，实行低压配电系统的区域性配电。更为具体的来说，就是地铁A站部分站台站照明、地铁交通指示灯等地铁外部服务部分，均是与其他B站、C站相互割裂的。一旦地铁A车站服务部分出现电力供应故障，也只是该区域照明故障，不会对其他地铁站台产生电力干扰。这种“切割”化的设计方式，能够最小的缩小低压配电系统故障影响范围，是地铁运输区域安全保障的前提条件。
同时，区域性低压配电系统结构的设计，又通过电子程序沟通平台，与地铁车厢、其他站台之间存在着沟通关系。一旦某一站台出现低压配电系统故障，则部分的站台服务系统，将在第一时间启动电力运用安全预警系统，对地铁车厢、其他站台给予电力故障波动信号，确保地铁低压配电系统资源供应的安全。
2.3地铁动力配电系统的设计要点
地铁动力配电系统的设计，是从降压变电所到各个动力用电设备。地铁动力配电供电方式的设计，遵循以放射式供电为主、树干式供电为辅的原则。对于大容量或重要的电力设备，最适合使用放射式供电方式；对于检修电源等二、三级负荷，最适合使用树干式供电方式。遵循这一原则，才能在配电系统发生故障时，将故障限制在最小范围内，以保证供电系统的可靠性。
水泵、电梯、通信等双路电源，要直接通过低压母线进行放射式配电，并通过TN-S进行有效保护。地铁站还有区间维修的使用电，要运用链式供电方式，并且每间隔100 m就要加装插座箱。对地铁里数量众多的通风空调，在车站的通风空调机房附近设置环控电控室，使用放射式供电方式，实现远方集中控制。
2.4照明配电设计
（1）明确照明分类与设置。照明类型分为一般照明、应急照明以及广告照明等。一般照明、应急照明以及广告照明通常会将其设置在地铁站台层公共区域或出入口通道处位置。对于关键性区域，比如2个一般照明总箱、1台广告照明箱与应急照明箱。车站公共区照明为更好地实现交叉供电，往往会采取双电源分组供电方式。
当其中的1个电源母线出现问题时，也能够保证现场照明，避免全部失去照明的情况产生。车站设备照明与管理用房照明，要保证与公共区域照明的相对独立，防止电源发生故障后，对彼此造成影响。
（2）选用灯具并明确照明质量。照明光源技术指标包含许多不同内容，如光源的寿命、光效以及显色性等。地铁照明相较于其他照明而言存在一定的特殊性，如照明时间较长、被照面积较大、光度标准较高、节能需求较强等不同特点。
2.5低压开关柜设计
（1）低压开关柜的外壳以及隔板要使用特平钢板制作，其厚度要超过2 mm，并将其架设在稳定性较强的柜架上。柜架的骨架要保证与螺栓相互连接，必须配备加固角架、回转边缘等。
（2）在低压开关柜的隔板设置期间，要按照型式 4b 的方式，不同单元的进线开关装置、馈线开关装置以及其他功能单元等，都需要采取横向抽屉式方式。在此期间，可以将个别开关装置以及功能单元进行完全抽离。这样才能保证在基本正常操作的情况下，对其中的任意一条线路进行维护与保养，都不会对其他开关柜产生影响。
（3）抽屉式单元要配置相应的机械联锁与测试装置，并保证自身功能的完善性。比如除进线开关装置、馈线开关装置出现分闸现象或者跳闸现象，否则单元的门或者盖不可以被打开。在抽出单元后，进线开关装置与馈线开关装置的闭合位置处，不可以在其中插入开关柜。进线开关装置以及馈线开关装置不可以进行合闸，除非该装置已经完善抽出或者插入。
2.6变频柜设计
在地铁的低压配电系统设计过程中，变频器设计对于整个地铁低压配电系统设计而言具有重要作用。变频器的主电路是交－直－交原理，在实际设计工作的展开，要注意以下2点问题。
（1）无源滤波实质上就是电抗器的安装，提升变频器供电电源阻抗，通过从外部的形式。在变频器的交流侧安装电抗器或者在直流侧安装电抗器，可以在很大程度上对谐波电流进行抑制。在对电抗器的合理应用之后，谐波畸变情况大大减少。虽然可以在一定程度上起到作用，但是，因为无源滤波更加适用于谐波含量固定的特定系统中，因此，其使用有着一定条件。在此背景下，对于无源滤波的设置要结合实际情况，这样才能将其作用与价值充分发挥。
（2）在对谐波的抑制中，还可以采取有源电力滤波器的方式，有源电力滤波器会通过串联的方式或者并联的方式设置在电路中，从而及时对补偿对象中的谐波电流情况进行检测。有源电力滤波器还能够实现对不断变化的频率、幅值展开跟踪补偿，并且有源电力滤波器自身的特性并不会受到系统的制约与影响，不会出现无谐波放大风险问题。变频器自身具备较强的方便性与节能效果，同时也因为变频器自身结构问题，在使用过程中不可避免会出现谐波情况。有源电力滤波器功能更加强大，谐波消除效果更加明显，但是其造价较高，因此，适用于谐波补偿中。
三、系统配电装置优化
当优化地铁供电区，人员可以从防空电源和单电源设备转换成双电源切换系统根据一级防空电源的负载特性，提高供电质量。在电源优化过程中，应合理选择专业防空接口的连接位置。在配置过程中，需要根据人防专业需求指标确定双电源开关箱，并从中选择相应的材料，以确保双电源开关箱的使用安全。
在优化地铁区域配网过程中，应做好配网系统的安全防护工作，并设置若干防护装置，防止因系统泄漏而引起的安全事故。人员应在双电源开关箱内设置相应断路器的漏电保护装置，设置完成后进行漏电保护试验，观察漏电保护效果。同时，在泄漏保护装置完成后，还需要人员对双电源开关箱进行三级交换，以防止系统配电过程中可能出现的误操作，提高配电可靠性。
在进行系统优化的过程当中，相关的工作人员要进行对于现阶段系统的情况，地铁的低压配电系统漏电保护断路器电流Inb ≥ ILD。所以在优化进行的过程当中，应当加强对于固体电流保护的整定值的控制。还有就是在优化低压配电的过程当中，要加强对于双电源开关的保护，从而使得断路器的跳闸其灵敏度能够得到提高，进一步的提高断路器的保护效益。并且对于低压配电系统进行优化还能够使得地铁的低压运行的效率得到提高，对系统的配电质量具有非常积极的意义。
四、结束语
综上所述，地铁低压配电系统设计细节分析与优化，是从城市建筑的视角出发，实现建筑设计体系的科学规划，在城市发展中发挥着基础性地位。在此基础上，全面把握地铁运输过程中，电力资源供应的优势，应采取区域性低压配电调节、结构化核心点控制、以及建立备用电力保障体系的措施，引导地铁运输电力体系的升级。因此，浅析地铁低压配电系统设计细节分析与优化，是城市交通运输方式自我完善升级的体现。
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