试析地铁车站负荷计算方法的探讨

李京睿

中铁隆工程集团有限公司 四川省成都市 610000

【摘要】：根据笔者多年来地铁动力照明设计经验以及对地铁车站配电变压器负荷率调查发现，目前地铁车站配电变压器负荷率普遍较低，一般为变压器容量的30%，个别车站甚至只有变压器容量的10%，与正常情况下变压器负载率70%有较大差距，造成了较大的资源浪费。本文以地铁车站负荷计算为对象，针对车站负荷计算方法进行计算研究分析，现将对应的处理结果阐述如下。

【关键词】：地铁车站；负荷计算；方法探讨

对地铁车站而言，现行的计算负荷也被称之为最大负荷计算方法，其属于一个设想的持续负荷，即为在相等的时间内，被计算为变动负荷的最大热效应，针对系数方法的预测分析，可以计算负荷曲线的变化，满足车站负荷的数据分析。

基于经验的计算方法，该方式适合长期运行的负载计算方法，计算简单，权威，并在民工建设方面被广泛运用，也是现代低压配电设计的主要计算方法。该技术在车站配电设计中广为运用。

对地铁的运行负载系数研究分析

针对主要的计算方法研究，整个用电设备的系数计算方法主要通过用电设备的管理，并针对对应的功率计算研究，最后再采用多个设备的计算功率研究再乘上系数。

这种计算方法的精确度比对民工建设的统一计算类型有差异性，因为所有用电设备的系数计算方法和整体的运行之间存在关联性，且针对对于惯用的建筑产品，地铁车站负荷计算方法有独特的计算运行模式，如下图所示，图1为某地铁车站动力照明系统各设备需要系数。

（图1 某地铁线的选用的系数分析）

以上述研究可知，常见的两层标准站的计算方法功率多在1600KW以上，为了控制整个负载率在85%以内，建议选用 2×1000kVA 或 2×1250kVA的变压器。

2.对车站用电设备运行模式分析

地铁车站主要用电设备有通风空调，给排水，站台门，电动扶梯以及照明，通信设备等，这些设备的综合运行，需要掌握对应的负荷运行模式进行分析，且不能够对负荷进行简单的加减处理，具体的计算时候，应当基于对应的季节影响综合考量，本次研究以夏季为耗能观察对象，现将其实际耗能以及额定功率的运行分析阐述如下。针对低压配电专业的容量需求，整个耗电体系以及荷载运行，考虑容量，空间配合模式的计算进行以下分析。

2.1针对通风空调以及给排水设备分析

值得注意的是，通风空调设备和负载都占据了整个车站总负荷的百分之五十以上，整个体系被分成了隧道通风、空调、风机及设备房备用空调几个部分，隧道风机一般需要早晚开启半小时，车辆运行期间采用活塞通风，隧道风机关闭。排烟风机等与消防相关的风机平时关闭，火灾的时候才会开启。且公共区排烟风机和设备区排烟风机不会同时运行。大系统空调和风机多会采用变频调控技术，并在夏季的早晚高峰期进行全功率运行。

其他时段外，整个空调的运行功率也被控制在了0.3-0.6之间，水系统设备和对应的大系统运行类似，负载持续也应当控制在0.5-0.8之间，对于一些小系统设备，整个运营的管理时段都应当采用设计全功率运行，但是整个备用系统以及小系统的设备在整个功能上较为重合，且两者都不会同时运行，在整个计算体系中也不能叠加。所以整个通风空调用电负荷应根据设备运行模式计算负荷。

初步计算分析，地下两层的标准站夏季的通风空调负荷限定在450kw左右。给排水设备的主要内容有消防泵、出入口、水泵以及对应的污水泵等，整个排水排污泵属于短时间内工作制体系，大多采用业液位控制体系。

2.2对站台门和电扶梯设备分析

站台门是一个周期性的工作负荷体系，在开启以及关闭的过程中才有电能消耗，若电源开关耗时超过了10s，按照车辆的远期运行密度来看，需要将负载持续率控制在18%左右，整个电扶梯的功率和提升的高度有关，满载额定功率也应当按照每阶梯站人的计算方式，通过采用变频控制方法，并在无人时候采用低速运行处理，在控制地下站的时候，将整个站台基于站厅以及出、入口通道进行管理分析，工作人员可以将时间错位计算，减小计算误差。

2.3照明以及弱电系统计算

地铁车站的照明区域分为了公共区照明和设备区照明。车控室，值班室，警务室等人员房间照明为常开，其余房间的灯光多处于关闭状态。公共照明区域在早晚高峰时间全部打开，且在平峰时间段通过对应的节电设备，及时关闭或者是降低功率运行。

整个地铁通信信号等弱电系统负荷利用率普遍较低，平时运行负荷只有供电设计负荷百分之二十左右，各弱电专业应根据设备运行模式，尽量为供电专业提供一个较为准确的功率。

3.地铁车站的负荷计算要点

针对地铁车站的负荷计算需求分析，整个计算的目的是保证计算时候接近最大负荷，和常规的房屋建筑工程要求不一致，整个地铁车站系统运行模式是周而复始，多元化以及综合化的，针对不同的运行工作模式，其负荷计算的结果和数值有较大差异。

3.1非消防模式

经前文的阐述和比较，可以得出车站负荷计算主要考虑非消防时夏季早晚高峰运行的负荷。在知晓了各系统设备的运行状况后，可以结合需要系数对各类设备进行分组负荷计算。上述系统、设备在夏季高峰时期可能同时运行，将各设备组及其他零散负荷（乘需要系数后）的计算功率直接相加，即可得车站用电设备的最大运行负荷，即计算负荷。按80%负载率选取变压器，则在平峰时间，变压器负载率又会有所降低。

3.2消防运行模式分析

根据《地铁设计规范》，一条地铁线一时间段内仅考虑一处火灾，并规定的车站消防疏散时间为6分钟。当火灾发生在车站时，所有非消防二三级负荷会被切除，与消防以及行车安全等无关的一级负荷也会被切除（视设备情况立即或延时切除），并由 FAS 系统及 BAS 系统联动相关消防设备。

4.结语

综上所述，随着地铁车站建设范围不断延伸，我国加强了对地铁车站的负荷计算研究，针对车站的配电变压器负荷率较低问题进行了深入研究。一方面由于各专业所需要的用电需求富裕量太大，没有为地铁工程负荷计算制定统一化的标准和依据，另一方面由于目前负荷计算中对各类用电设备功率进行乘以需要系数再简单叠加来计算，没根据各类设备的实际运行模式来计算负荷，导致车站配电变压器负荷率普遍较低。本文从分析各类用电负荷特点及运行模式入手，针对车站用电设备负荷计算进行研究，希望能较为准确的计算车站负荷，选用合适容量的配电变压器，节约投资，为进一步优化地铁供电管理奠定基础。

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