智能低压系统在地铁中的应用
摘要：智能低压系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能。地铁应用智能低压系统较传统低压开关柜具有可靠性好、自动化程度高等特点，同时具备收集、分析设备运行参数功能，能够为地铁节能减耗和能源管理提供数据和依据。
关键词：智能低压 地铁 应用
随着现代工业的发展，计算机技术、微电子技术、电力电子技术、抗干扰技术的发展，特别是网络通讯技术的发展，电气设备自动化和智能化的程度越来越高，使得智能低压配电系统得到了空前的发展。
1 智能低压系统的优势
传统的低压配电控制主要是通过断路器、接触器、继电器、互感器及电流表、电压表、电能表等组合成套的低压开关控制柜来实现配电的控制、保护、监视等功能。这种低压开关柜对于较为复杂的控制逻辑实现起来较为困难，需要的元器件比较多，柜内接线较为繁琐，占用的安装空间比较大；出现问题，因无智能诊断功能，须依照图纸用检修仪表一步步查找；开关柜以人工直接操作为主，给生产和维修带来极大的不便。
2地铁智能低压系统的组成
2.1 环控柜低压部分智能低压系统
地铁环控柜低压部分智能低压系统，采用对所有馈出回路进行监控和保护的功能，单独设置前端控制器。系统主要由监控主机、数据采集前端控制器、现场智能装置以及通讯网络等四部分组成，结构如下图所示：
监控主机：监控主机由后台监控器和远程监控中心组成。后台监控器通过数据采集前端控制器获得配电设备的控制和保护信息，并下达前端控制器控制指令，实现对配电设备的保护和控制功能。远程监控中心通过软件完成图元显示和操作、报表生成、曲线分析、系统管理等功能。
数据采集前端控制器：作为监控主机和现场智能器件的中间环节，是整体系统的控制核心，是实现智能低压系统遥测、遥控、遥信的关键部件。与现场智能装置通信，实现采集实时数据和命令下达等主要功能；与监控主机通信，打包上传运行信息、测量参数等各类数据。
现场智能装置：现场智能装置完成低压开关柜的开关量采集（遥信）、模拟量采集（遥测）、开关操作（遥控）、电动机保护以及电量采集等功能。
通讯网络：是监控系统的神经网络，系统通过通信网络连接，在保证可靠性和抗干扰能力的前提下，将智能装置内采集到的数据信息上传至远程监控中心进行人机互动，构成了一个有机协调的智能低压监控系统。
3 智能低压系统在地铁中的应用
地铁低压电气系统直接面向控制终端，设备多、分布广、现场条件复杂，系统本身及设备频繁操作、故障脱扣等产生的强电磁及谐波干扰等特点，智能低压系统能实现面向对象的操作模式，具有强抗干扰能力，满足系统运行的实时、快速及可靠性的要求。
智能低压配电系统在地铁系统中以新型的智能电力仪表、智能元器件、监控模块、远程监视平台、监控软件和网络为基础，实现对配电主回路和各分路的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、电量等电参数的实时监测；对控制回路的分合进行控制和监视；通信网络和远程监控软件，实现对低压配电系统的“四遥”功能：（1）遥测：实时采集各种电参数，显示和分析，并生成报表。（2）遥信：实时监视控制电器的运行状态，提示故障和报警信息，记录并打印。（3）遥控：控制相应电器动作，记录操作的时间、类型和操作对象等。（4）遥调：对各智能模块的运行参数值和故障报警保护值进行整定。
3.2 现场发生供电故障时，智能低压系统可以通过传统的声光报警通知值班人员，可迅速使相关人员获得故障的位置、原因及故障电流等多种参数，帮助工作人员快速排除故障，减少停电损失。并且通过分析系统运行的波形记录和相关数据，可对产生预报警的回路进行分析，提前发现这些可能出现的故障，防患于未然。
3.3 智能低压配电系统应用在地铁低压配电系统的环控电控部分，实现了针对电动机的综合保护、测量、监控的功能。智能低压系统实现了对电动机的各种保护，如堵转、过载、定/反时限热保护、缺相/相不平衡、接地、过载、欠/过电压故障报警等；实现了电动机各种不同的启动控制方式，包括直接启动、正反转启动、双速控制，同时结合现场智能控制元件实现大负荷的软启动方式和变频启动方式，更好的保护了电动机和供电系统；实现了所有供配电回路的测量、计量、监视、故障分析、故障报警功能。提高系统的可靠性和自动化程度，大大缩短了系统的安装调试时间。
3.4 节能降耗在地铁管理中非常重要，智能低压系统参与测量和采集的各类数据信息，可以为地铁节能减排提供数据参考和制定有效的节能方案。
例如空调系统的夏季工况，由于地铁车站人流量在每天不同时段有很大的变化，空调和通风系统应该避免“大流量小温差”或“定流量”的浪费能源现象。通过智能低压系统可以采集新风干球温度和湿球温度、送风干球温度和送风量、回风干球温度和湿球温度和回风量、车站站厅、站台干球温度和湿球温度、站台的CO2浓度值等信息，通过焓值计算和软件分析，得到最节能、最合适的控制方案，比如调节冷机二通阀大小、调节空调系统设备的运行状态（启/停、工频/变频运行），节约运行损耗，降低运行成本。
3.5 参与地铁电能管理，地铁用电管理通过集中管理和控制各设备的用电信息，实现对电能消耗的有效管理，提高电能利用效率，降低运营成本。智能低压系统便于测量统计地铁各设备用电信息，（1）智能仪表实时采集设备的电能使用数据，并传入监控中心进行保存，方便分析、形成报表。（2）通过系统测定电能质量，发现潜在电能质量危害，如谐波、电压偏移等。（3）发现系统越限情况和能源消耗异常情况，能够及时发出报警信息，提高生产效率。（4）通过用电数据的收集和设备状态的分析，能够发现节能空间比较大的领域，评估各项节能措施。（5）定时控制，根据地铁的运行管理模式，对设备分合闸定时控制，避免在非工作时间设备仍在开启状态，造成能源的浪费。
4 结语
地铁采用智能低压系统，智能元器件的选用和系统结构均根据相关专业工艺和运营功能等要求设置，与传统的低压系统相比，功能强大、可靠性高，接线简单、自动化程度高，由于减少了大量的现场接线，缩短了现场安装调试周期，更便于运营维护。
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