重庆地铁六号线机电设备监控与智能低压电器探析

　　摘要本文通过分析智能低压系统在轨道交通工程中的设计和应用，并结合重庆市地铁六号线工程，本文通过对环控系统机电设备的自动化监控及管理进行分析和探讨，以及该系统调试和试运行分析结果，论述低压电器的智能为整个轨道交通系统安全可靠运行提供了基础保障。
　　【关键词】地铁工程 低压电器智能化 城市轨道交通自动化系统
　　地铁深处地下是人流聚集的公共场所，为了营造安全舒适的地下乘车环境，就必须对地铁机电设备进行全面、有效的自动化监控和管理，确保设备处于高效、节能、可靠的最佳运行状态，特别是在地铁发生火灾或阻塞等紧急情况时，通过协调和调度车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和设备的正常运行尤为重要。地铁通风空调系统是地铁内部的关键工艺系统，本文通过重庆地铁六号线一期工程实例，论述近年来低压电器及其成套设备的智能化、信息化，从根本上提高了城市轨道交通机电设备的控制智能化和管理网络化。
　　1 重庆地铁六号线工程特点分析
　　重庆市是著名的山城，其地铁建设因地形、气候因素受限较多，共设置16座车站，很多车站因埋深问题都采取TBM暗挖过站的方式，车站内机电、环控等专业设备数量多、系统复杂。其车站内监控系统主要通过PLC控制器配置有与环控设备智能低压控制柜、冷水机组以及给排水水泵等的通讯接口、硬线接口，实现对相关设备的监控。
　　2 环控机电设备配电柜的智能化
　　重庆地铁六号线一期工程车站通风空调系统主要包括：
　　（1）车站内通风空调系统分为两个系统，大系统：公共区通风空调系统，兼做公共区排烟系统。小系统：车站设备与管理用房通风空调系统设备，兼做设备区排烟系统。
　　（2）空调水系统设备，系统的监控对象是冷水机组及其配套设备，以及各类调节阀。调节点一般是末端装置，及调节阀。
　　（3）各类传感器、执行器。按照环控系统与FAS系统的设计，火灾模式下，立即停止车站大系统的空调水系统，同时停止车站小系统运行。由站台回排风系统及隧道通风系统同时运作排烟，并进行人员疏散，整个车站控制系统进入消防联动模式，以上论述的环控系统模式切换和切除非消防负荷是重要的手段。
　　环控机电设备由智能化环控低压柜负责配电及控制，主要实现对通风空调机电设备的测量、控制、保护等功能。智能低压控制系统由智能元件、现场总线、通信管理器等组成，通信管理器是环控低压柜与BAS系统的接口。智能低压控制系统示意图如图1。
　　3 应用智能低压电器对环控机电设备运行的改善
　　智能低压电器的运用容易实现对电机的各种保护，如过载、三相不平衡、短路等；而且易于实现在火灾时电机过载故障只动作于信号不动作于跳闸。六号线一期工程的环控柜内部采用了大量智能低压单元实现对用电设备的监视、测量、控制和保护，提高了开关设备运行的可靠性和准确性，同时其采用智能控保装置，对电动机提供准确的过热保护。
　　电动机的积累过热量θΣ为：
　　 θΣ= dt
　　=Δt
　　式中，Δt积累过热量计算间隔时间，本装置取Δt= 0.1S。
　　式中，Tfr为电动机的发热时间常数
　　当θΣ≥θT时，过热保护动作。θΣ=0表示电动机已达到热平衡，无积累过热量。电动机在冷态(即初始过热量θΣ=0)的情况下，过热保护的动作时间为：
　　t=
　　重庆地铁六号线一期工程采用ABB公司的可嵌入式web技术低压设备，其智能化程度具备上述功能，提高了开关设备运行的可靠性和准确性，实时为用户提供所需要的信息，为系统的智能化管理提供了极大的便利。
　　4 光电园车站机电设备监控及系统调试结果
　　以下以重庆六号线一期工程典型车站光电园站为例，论述智能低压电器在环控机电设备监控中的应用以及其调试结果。
　　光电园站现场控制箱布置在车站的环控机房、重要的设备房屋等，根据各个系统专业提供的监控分类和数量资料，具体确定各个区域的I/O模块的类型和数量。就环控系统来说，是将其要求的温度量、湿度量、二氧化碳浓度量这三类经常检测的环境参加，通过传感器模数转换成电信号，实现环控机电设备运行环境的实时监控。
　　光电园站通风空调机电设备的控制采用中央级、车站级和就地级三级控制，对于通风空调系统的调试，该系统的调试主要检验通风空调系统与监控系统通讯及数据传递的正确性，以保证实现所有功能。表1是光电园站正式验收、联调联试时的部分数据。
　　由上述对系统接口和联动功能的联调测试结果，可以看出环控机电设备监控系统在使用了大量智能低压电器后，该系统控制模式执行正确，被控设备能够正常运作。
　　5 结语
　　本文以重庆轨道交通6 号线一期工程为例，简要论述了地铁工程中环控系统机电设备的监控系统以及其下端控制单元中，使用了大量智能低压元件，节省了二次电缆和I/O设备，在降低了整个监控系统造价的基础上，提高了系统的可靠性。并通过工程验收的通过系统联调测试，验证了机电监控系统能够对相关机电设备实现安全可靠的实时监控，达到了预期的要求。随着国内城市轨道交通建设的发展，低压电器的智能化是地铁内机电监控系统安全可靠运行的重要保障。
　　
　　参考文献
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　　作者单位
　　中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西省西安市71004