配电箱标准化在地铁车站内的应用与分析

引言

地铁车站涉及众多专业,出于运维管理的独立性,每个专业基本都会配备专门的配电箱,因此不管是从种类还是数量上统计,车站的配电箱都比较多。由于站点的设计者不同,同一负荷的配电箱,不同站点也会存在差异性,如此一条线路下来,配电箱系统图各式各样,给生产、运营和管理增加了困难,所以引发了配电箱标准化在地铁车站内应用的尝试。本文针对广州地区地铁车站内不同的负荷类型,分析讨论配电箱标准化的维度以及可行性。

1系统专业类负荷

系统专业类负荷指的是地铁车站内的火灾自动报警系统、通信系统、信号系统、环境与设备监控系统、门禁系统、自动售检票设备等。系统专业类负荷要实现配电箱标准化是相对比较容易的,因为这类负荷一般需求比较稳定,且与车站建筑的关联性不大,无站点差异性,只要根据各专业的配电需求,统一配电箱系统图,基本可以做到全线完全标准化。对于其中的信号系统负荷,配电需求会分为两种类别:信号集中站和信号非集中站。由此,将信号配电箱相应地分为信号集中站和信号非集中站两种类型即可做到统一。

2基础设备类负荷

地铁车站内会设置电梯、扶梯、水泵、站台门等基础设备,基础设备类负荷指的就是上述负荷。此类负荷一般与车站建筑形式有关,难以做到像系统专业类负荷一样,直接一个配电箱全线通用。为此,在保证配电箱内元器件选型标准化的情况下,保留箱内进线及馈出断路器整定值的灵活性,方便各站点设计时根据实际负荷情况调整断路器整定值,以提高基础设备类负荷配电箱标准化的适用性。下面对这几类负荷一一做出分析说明。

2.1电梯类

一般情况下,车站会在站内公共区和出入口各设置一台电梯。少数情况下,如车站建筑面积比较大、换乘车站客流较多等,会适当增加电梯台数。电梯的设备功率基本全线一致,引起各站不一致的原因也只是在于电梯的台数,对于此类负荷,以标准站的设置作为配电箱基准,特殊站点根据需要增加配电箱台数,以实现多台负荷配电。这种方案虽然对于个别站点会引起成本的少量增加,但从生产以及日后的运维、管理角度而言,还是具有无可比拟的优越性。基于绝大部分车站的电梯设置情况,公共区电梯配电箱系统图主要考虑了一台电梯的配电,同时也兼顾了少部分如双岛车站设置两台电梯的情况,具备一定的灵活性。出入口电梯一般在出入口处设置一台,同时需考虑防雷需求,所以与站内电梯配电箱有所不同。具体如图1、图2所示。

2.2扶梯类

扶梯的负荷情况是这几类负荷里面比较复杂的,不仅扶梯的台数存在差异,扶梯的功率也与车站建筑有极大关系。一般车站会在公共区和出入口设置多处扶梯,每处扶梯有1~4台不等,换乘站还会酌情设置换乘扶梯。扶梯的功率与扶梯的提升高度有关,所以即使是同一车站,站内公共区扶梯与出入口扶梯的功率也极大可能不同。除此之外,扶梯是否用于疏散也影响负荷的配电等级。站内公共区扶梯基本都用于疏散,需要采用双电源切换箱:出入口扶梯、换乘扶梯若不用于疏散则采用普通配电箱。以上这些因素在扶梯配电箱标准化过程中都需要考虑在内。因此,站内公共区扶梯采用双电源切换箱,以基本单元一处两台扶梯为基准,回路断路器根据常见的几种功率确定额定电流,站点设计根据扶梯实际功率调整整定值,多处扶梯的情况需要增加配电箱:同理,出入口扶梯配电箱标准化也是采用这个思路,仅仅是将双电源切换箱换成普通配电箱。对于极少数的高抬升扶梯,可以采取个性化处理,若要纳入标准化统一范围,反而会因此提高此箱体的成本,必要性不大。

扶梯的功率及其控制箱进线开关与提升高度的关系如表1所示。

根据表1,可以基于实际车站的扶梯功率,对应选择配电箱进线及馈线的断路器额定值,以及调整馈线断路器的整定值,从而在一定范围内保证配电箱内部系统结构的统一性。具体配电箱系统图如图3、图4所示。

2.3水泵类

车站内一般会有消防泵、污水泵、废水泵、集水泵等几类水泵,这里面除集水泵一般设在风亭、出入口处,功率及数量比较稳定外,其他几类皆与车站建筑相关。各类水泵的功率,不同站点差异性较大,但一般也是在几个固定电机功率内选择。由此根据几个常用的水泵功率,确定水泵配电箱回路断路器的额定电流,各站点设计根据水泵功率实际情况调整整定值,保证水泵配电箱体内元器件型号的统一。各类水泵配电箱系统图如图5、图6、图7所示。

2.4站台门类

站台门的负荷情况主要与车站的建筑形式有关,确切地说,是与车站的站台形式有关,岛式、侧式、双岛、一侧一岛等都会影响站台门的负荷功率。一般以岛式站台作为配电箱基准,对于双岛、一侧一岛等则通过改变进线断路器整定值或更换大一级断路器,增加馈线数量,以落实配电箱标准化。单、双岛车站的站台门配电箱系统图如图8、图9所示。

3动力照明类负荷

照明配电箱和小动力配电箱是车站内的基本负荷,主要与车站建筑面积大小和布局有关。对于照明和小动力配电箱,根据以往线路经验,配电箱标准化的关键在于合适的回路数。若车站需求较大,可视情况增加配电箱数量,不影响箱体的标准化。设备区照明、小动力配电箱系统图如图10、图11所示。

4其他类负荷

上述几点都是从配电箱系统图方面着手进行的标准化,其实配电箱标准化的角度不是唯一的。不只是箱体内部元器件的统一,也可以是从箱体尺寸上进行标准化,如统一几类箱体尺寸,在外观材质上做要求,都是标准化的形式。就算是系统图标准化,也不只是车站建筑面积的影响,车站的形式,如高架站、地下站、地面站等也会影响到箱内结构的统一,这些都是标准化应该考虑注意的问题。总而言之,配电箱标准化是个多维度的工作,需要通过工程实践不断加以完善。

5结语

配电箱标准化具有能加快箱体生产流程,缩短厂家与设计人员沟通对接的时间:有利于运营人员后续的一体化管理、运维:有利于统一备品备件的种类,增强不同站点间元器件的可替换性等优点。同时配电箱标准化可以取得阶段性成果,但追求完美永远没有尽头,需要通过不断实践来进一步完善。