摘　要　通过深圳地铁开通运行的实测数据,反映出目前地铁设计中配电变压器容量普遍偏大的情况,并指出设计负荷计算偏大的若干原因;通过计算,阐述配电变压器偏大对运营成本的影响。

　　深圳地铁一期工程开通之后运行基本趋于正常,但在供电系统中存在着较为突出的两个问题:一是各车站配电变压器的选择偏大,正常运行时段的负载率较低,运行实测负荷情况远低于其设计计算负荷;二是即便在各车站低压无功补偿均不投入的情况下,110kV主所仍存在着无功反送现象。上述两个问题不仅增加了地铁的一次性投资和运行成本,同时也给地铁的运行带来诸多不利的问题。

　　1 存在的问题及原因分析

　　图1是2005年5月1日节假日空调全部投入运行和车站照明全部开启情况下深圳地铁1号线各站配电变压器在正常运行时段变压器负载率情况。均低于30%。全线平均负载率为17.8%。上述数据从图1中可以看出,在正常运行时段(6∶30~23∶30),80%以上的配电变压器的负载率低于30%以下,只有不到20%的变压器的负载率在30%~50%之间。经统计计算得出,在地铁正常运行时段全线配电变压器的平均负载率为20.77%,全天的平均负载率为18.58%。此外,根据各车站半年的负荷统计计算得知,除一个车站的平均负载率略大于30%外,其他车站远低于我国目前干式变压器50%~60%效益最佳负载率的状况,更低于电力工程设计规范配电变压器负载率一般取70%~85%的要求。

　　另外,根据我们调查的情况得知,广州地铁1号线在运行6年之后,除少数几台配电变压器在正常运行时段负载率超过40%外,大多数都低于40%。经了解,上海地铁也同样存在动力照明系统计算负荷严重偏大、配电变压器负载率偏低的现象。全国各地铁为什么普遍存在上述现象,经分析主要有以下几种原因。

　　(1)《地铁设计规范》对地铁的用电系统计算负荷的方式没有明确,特别是对地铁系统各设备组的负荷计算所用的系数没有详尽规定,同时地铁变电所低压母线负荷系数的选用也没有明确。目前,各设计院仍采用工业和民用建筑的设计规范来进行地铁的负荷计算,导致计算负荷与实际负荷严重不符。

　　(2)地铁车站用电负荷作为一种新的负荷类型有着与工业和民用建筑完全不同特点的负荷特性,各设计院对此没有充分认识或认识有差异,导致对重要负荷需用系数的选取差异较大。

　　(3)地铁是按照远期考虑(25年后)来进行负荷计算的。由于远期动力照明负荷会比初期和近期增大多少大家心中没数,规范上也没有明确,因此在设计时普遍存在“负荷计算大一点比少一点要安全”的理念。

　　(4)设计单位对配电变压器负载率偏低对地铁运营成本的影响,以及由此引起的其他方面的问题认识不足。

　　2 引起地铁动力照明系统负荷计算过于偏大的原因

　　2.1 隧道风机的负荷计算

　　地下车站动力负荷较大的原因之一是各车站风系统中4台隧道风机。根据隧道的不同情况,通常风机的功率设计为75~90kW。隧道风机只是在两种情况下才启动运行:一是在早、晚运行前后半小时各开启一次风机,运行30min,用于抽排隧道区间的废气;二是事故状态(或火灾状态)下机车阻塞在隧道区间内,向区间内送风或者火灾事故排烟。在第一种情况下,风机每天仅运行一或两次,每次运行时间很短;而第二种情况(事故状态)下的送风和排烟的几率更少。但是隧道风机由于承担了事故状态下的防排烟功能,要列为一类负荷来计算,这样4台风机的需用系数应该如何考虑是值得研究的。目前多数设计院按长期运行状态下的负荷(需要系数)来进行计算,这就是造成动力系统负荷计算偏大的主要原因之一。

　　2.2 地铁消防系统设备的负荷计算

　　按规范要求,凡是与消防有关联的负荷都是一类重要负荷,但是这类负荷往往不全是经常使用的负荷一旦发生火灾,通常地铁车站机电设备系统是要降级运行的,机车也不可还按照原定时间间隔模式去运行也就是说一旦消防系统启用时,所有与消防无关的负荷应尽可能的切除。而不是与其它在正常运行的负荷进行完全叠加计算。因此该类负荷在车站的负荷计算中是否应该列入,或按多大的需用系数折算也是值得研究的。因而,该类负荷也是车站动力负荷计算

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