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摘 要：本文设计了一种适用于地铁车站的低压供电智能控制系统。第一，详细介绍了地铁工程中的智能低压站系统。其次，电源管理系统的总体结构是从硬件和软件两方面设计的。第三，从频率控制、电能质量控制和报警、谐波治理、节能、设备优化控制等方面对控制系统功能进行了深入分析。研究表明，该系统具有良好的可行性和可靠性，能够在网络集中控制的基础上实现设备能耗信息的最优控制，从而科学有效地控制能源消耗，提高能源利用率，节约变电站运行成本，值得推广应用。笔者结合自身多年工作经验，本次主要针对地铁工程中车站低压变电智能化电能管理系统设计，展开深入论述，所得文献与同行业人员共享，望对行业的前进起到一定的促进作用。
关键词：地铁车站;低压变电;智能化;电能管理
中图分类号：TP311.52;U231.8 文献标识码：A
0 引言
在地铁和电车的日常运行中，有两个重要方面：能量分布和动态照明，地铁和电车的发展过程中，地铁照明设计和地铁性能是两个关键环节。在运营过程中，需要开发大量的资金、物力和人力，以保证地铁的正常运行。地铁低压配电负荷分类及电力系统、地铁供电系统和地铁照明系统的设计需要足够的技术支持，以实现地铁车站系统运行模式的持续优化和完善，并在中国实现地铁的快速发展。同时，地铁车站的低压配电和改造系统的功能是提供地铁运行所需的机电设备的低压电力，但牵引负荷除外，功能可分为两类，即分支电路和电子环境控制，分支电路的任务是为变电站的通信和监控提供能量，而电子环境控制的任务是为风机和冷却塔提供能量。如果不能保证电力的稳定和可靠性，将不可避免地影响地铁的有序运行。
1 地铁工程中车站低压智能系统
1.1 降压变电低压系统
该部分，中国地铁车站降压改造的低压智能系统的形式，是以遥测遥控控制对象为基础，增加了对所有上行线路的遥测。智能低压系统包括以太网、智能交换机、PLC、数字设备等。该系统控制对象的远程控制是通过变送器实现的，而遥测和远程通信是通过数字仪器作为载波来实现的。
1.2 环控电控低压系统
低压智能系统的环境控制和电子控制不仅可以通过软起动和变频器全面保护和监控运动电路，还可以全面保护和监控所有输出电路。电子控制低压智能环境控制系统的任务是全面保护电机。低压系统配有独立的通信控制器，可收集有关的通风和空调数据，对其进行修改、计算和分析，然后将其实时传输到PLC控制系统中，以加强基于PLC的通风模式的有效控制。尤其是在发生火灾的情况下，地铁站的机电设备自动控制系统被连接起来。
1.3 硬件结构
第一，系统服务器的功能是接收和处理数据信息;第二，管理工作站的任务是为系统管理员提供更方便、更完善的环境;第三，网络设备实际上等同于网络交换机;第四，存储设备实际上是一个存储阵列，其任务是存储系统的历史数据信息。此外，电源管理系统还基于网络交换机和局域网，并使用外部接口系统对数据信息进行交互式管理和分析。
2 低压供电智能管理系统模块
2.1 频率管理模块
低压供电智能管理系统是一种主要的监控性能，它可以实时收集和监控整个过程中的频率变化，并及时将相关数据存储在历史数据库中。也可以设置高于系统限制的警报功能。如果出现异常情况，系统会及时发送音频和视觉警报信号，并将警报信息存储在历史数据库中，以便快速查询和解决错误。在系统频率降低的运动状态下，系统可以降低低频载荷，并通过系统的远程控制功能自动消除次要载荷。但是，当系统频率增加以减少生成器的处理量时，系统频率仍可快速恢复为远程控制的标称阈值，并关闭高频以进一步满足特定的频率管理需求。
2.2 电能质量监控与报警模块
通过测试系统和工作站的电源质量，我们可以发现潜在的威胁，如谐波、电压补偿、线路故障等。同时，它还可以利用超出系统限制和能耗的异常条件，及时发出警报信号，及时通知操作员、短消息、PDA、工作站等多种方式，有效降低设备性能不良的可能性，节约能源成本，有助于配电系统的科学合理规划，提高生产效率和水平，进而提供系统完善的能源观。
2.3 谐波管理模块
谐波分量不是电力监控系统的采集基础，但可以通过低压电力系统采集谐波。但是，检测到的谐波频率约为2～19倍，因此应根据谐波源的特性适当调整谐波频率的测量区域。对于负载快速变化的谐波源，一般控制31倍以上，部分电路明确指出应进行63次谐波部分检测。因此，谐波检测的数据量相对较大。系統对实时性和及时性的要求非常高。数据的记录、处理和分析每个回路的谐波失真率不仅会严重消耗系统资源，而且还会直接影响系统数据的实际时间和真实性。因此，对系统的谐波质量进行了优化和控制，主要是将关键电路的实时采集与批量定时采集和常规电路的调用相结合。其中关键电路与配电系统的电能质量密切相关。因此，选择了一种实时收集和关注和谐数据信息的方法，这主要是由于这种类型的电路相对较少。单个电路的数据量非常大，但经过科学合理的分布后，对系统实时性能的影响并不明显。但是，一般回路不会对系统的电源品质造成重大影响。因此，为避免资源使用高峰，采用了批量计时，并获得了批量计时数据信息。特定的计时时间也是根据回路和系统比例性质进一步定义的，这些性质可有效地促进系统资源的使用。此外，还可以调用故障电路进行收集，当故障发生时，可以实时收集谐波数据信息，以便可以详细了解和分析故障的具体原因。
2.4 节能与设备优化模块
详细的能源数据采集和设备状态分析可获得高能效区域的特定位置，并评估设备的节能措施和具体效果，包括恢复制动、谐波治理、照明控制等。电源管理系统参数显示模块可远程监控电力和配电线路的实际运行状态，并生成运行状态报告，如电力参数、功耗和分时测量。同时，还将根据使用管理系统软件收集的数据进一步研究历史负载、功耗和利润率，以提高系统设备的利用率。 3 地铁低压配电系统的组成
在地铁供电系统中，低压供电和配电系统可分为外接电源、牵引供电系统、主电源、电力照明系统、杂散电流腐蚀防护系统和电缆监控系统。地铁的低压配电系统分为照明配电和电力配电。地铁站能耗非常大，站内总负荷的一半是能源负荷。根据使用情况和重要性，可将荷载和照明效能分为主要荷载、次要荷载和第三荷载。径向分布模式用于主要负载，用于分配非常重要的负载，例如电源、应急照明、信号系统和电力系统中的自动火警系统;二次载荷使用应变分布和径向分布的组合模式。依赖于次要负载分布的设备包括控制和设备照明、电梯和入口和出口照明以及用于间隔维护的电源。
4 地铁的低压共配电系统的供电方式
照明设备和电力设备根据其重要性和负荷特性分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类负荷。电源也可作为如上所述电源分配的重要参考。对站内低压负荷进行分类时，应考虑运行要求和施工条件，并应详细了解各负荷的重要性，以确保双供电线路的适当和准确。在主负载下，两个电源应与主电源和辅助成本系统分开，并在切断电源的情况下，以确保普通电源和备用电源可在电源线末端的机架上自由滑动。在交叉电源和块功率分配控制条件下，照明主要在站台和大厅公共区域进行。在二次负载下，电源主要依赖于电力供应器的低压电源，或供电装置中的一次和二次负载总线供应到机架上。如果交流电源变为单路交流电源，则低压部分断路器将切换电源。三个卧室的负载主要由一个电源供应器供电。
5 地铁区间隧道风机的供配电方案
采用科学合理的分配方式来降低项目成本。根据地铁车站的主要位置和隧道风机之间的距离，分析了风机在三种情况下的具体输送方案和分布情况，并选择了较为合理的方案，同时降低了工程造价。第一种类型是地铁隧道风机与车站主体之间的直接距离超过300 m。目前，站与隧道风机之间的距离相当长。当然，如果采用大型电缆和总线模式来供电，会增加成本并降低电力和配电可靠性。当使用高压电源模式（即创建以下电源）时，只需要两个变压器和两个35 kvgs高压机架侧。此方案可以节省大量的低压电缆，从而节省大量的工程成本。第二种类型是地铁隧道风机与车站之间的距离小于300 m。在隧道式风扇周围设置了一个或多个电源，两个电源可以通过一个电源或一个盘柜无缝切换，从而实现地铁隧道式风扇的电源。传输过程中此模式的电压损失小于5%，这可能会满足主负载两个电源的自动负载平衡要求。第三种类型是地铁隧道风机布置在车站主体内。两个电源供应器（从电源线到环境控制和电子控制室）均采用单回路电源模式，以满足地铁隧道风扇的电源需求。通过环境控制和电子复印室，实现了自动双电源现场睡眠。
6 地铁变电所的设置方式
地铁线路设计和使用中应遵循的原则是在满足电源要求的同时，最大限度地降低经济成本。有三种特定的方案：一种电源模式、两种电源模式和一种房间电源模式。在电源模式下，在负荷站内设置了大型的减压装置;在两种电源模式下，在地铁区间的适当位置建立配电装置;在一个房间的电源模式下，会建立一个低电压的房间和一个电源，根据地铁的实际情况，选择不同的供电模式，以满足节能、合理、充足的供電需求。
7 总结
总而言之，在中国地铁建设和运营管理中，人们更加重视节能降耗。地铁供电不能有效保证，会导致运行困难，直接影响人们的顺利出行。因此，提高地铁供电可靠性和稳定性具有重要的现实意义。智能低压供电系统和ups可提供可靠、稳定、安全的地铁电源，具有广阔的应用前景。因此，本文针对地铁车站低压供电系统设计了智能电源管理系统。研究表明，该系统具有较好的可行性和可靠性，能够在网络集中控制的基础上实现设备能耗信息的最优控制，从而科学有效地控制能耗，提高能源利用率，节约变电站运行成本，值得推广应用。
参考文献：
[1]任晓娜，麦卫华.变电站智能地线管理系统的应用[J].电子世界，2019（23）：181-182.
[2]吴晓枫.电能管理系统在智能轨道交通中的设计与应用[J].通讯世界，2020（4）：137-138.
关键词：地铁车站;低压变电;智能化;电能管理
中图分类号：TP311.52;U231.8 文献标识码：A
0 引言
在地铁和电车的日常运行中，有两个重要方面：能量分布和动态照明，地铁和电车的发展过程中，地铁照明设计和地铁性能是两个关键环节。在运营过程中，需要开发大量的资金、物力和人力，以保证地铁的正常运行。地铁低压配电负荷分类及电力系统、地铁供电系统和地铁照明系统的设计需要足够的技术支持，以实现地铁车站系统运行模式的持续优化和完善，并在中国实现地铁的快速发展。同时，地铁车站的低压配电和改造系统的功能是提供地铁运行所需的机电设备的低压电力，但牵引负荷除外，功能可分为两类，即分支电路和电子环境控制，分支电路的任务是为变电站的通信和监控提供能量，而电子环境控制的任务是为风机和冷却塔提供能量。如果不能保证电力的稳定和可靠性，将不可避免地影响地铁的有序运行。
1 地铁工程中车站低压智能系统
1.1 降压变电低压系统
该部分，中国地铁车站降压改造的低压智能系统的形式，是以遥测遥控控制对象为基础，增加了对所有上行线路的遥测。智能低压系统包括以太网、智能交换机、PLC、数字设备等。该系统控制对象的远程控制是通过变送器实现的，而遥测和远程通信是通过数字仪器作为载波来实现的。
1.2 环控电控低压系统
低压智能系统的环境控制和电子控制不仅可以通过软起动和变频器全面保护和监控运动电路，还可以全面保护和监控所有输出电路。电子控制低压智能环境控制系统的任务是全面保护电机。低压系统配有独立的通信控制器，可收集有关的通风和空调数据，对其进行修改、计算和分析，然后将其实时传输到PLC控制系统中，以加强基于PLC的通风模式的有效控制。尤其是在发生火灾的情况下，地铁站的机电设备自动控制系统被连接起来。
1.3 硬件结构
第一，系统服务器的功能是接收和处理数据信息;第二，管理工作站的任务是为系统管理员提供更方便、更完善的环境;第三，网络设备实际上等同于网络交换机;第四，存储设备实际上是一个存储阵列，其任务是存储系统的历史数据信息。此外，电源管理系统还基于网络交换机和局域网，并使用外部接口系统对数据信息进行交互式管理和分析。
2 低压供电智能管理系统模块
2.1 频率管理模块
低压供电智能管理系统是一种主要的监控性能，它可以实时收集和监控整个过程中的频率变化，并及时将相关数据存储在历史数据库中。也可以设置高于系统限制的警报功能。如果出现异常情况，系统会及时发送音频和视觉警报信号，并将警报信息存储在历史数据库中，以便快速查询和解决错误。在系统频率降低的运动状态下，系统可以降低低频载荷，并通过系统的远程控制功能自动消除次要载荷。但是，当系统频率增加以减少生成器的处理量时，系统频率仍可快速恢复为远程控制的标称阈值，并关闭高频以进一步满足特定的频率管理需求。
2.2 电能质量监控与报警模块
通过测试系统和工作站的电源质量，我们可以发现潜在的威胁，如谐波、电压补偿、线路故障等。同时，它还可以利用超出系统限制和能耗的异常条件，及时发出警报信号，及时通知操作员、短消息、PDA、工作站等多种方式，有效降低设备性能不良的可能性，节约能源成本，有助于配电系统的科学合理规划，提高生产效率和水平，进而提供系统完善的能源观。
2.3 谐波管理模块
谐波分量不是电力监控系统的采集基础，但可以通过低压电力系统采集谐波。但是，检测到的谐波频率约为2～19倍，因此应根据谐波源的特性适当调整谐波频率的测量区域。对于负载快速变化的谐波源，一般控制31倍以上，部分电路明确指出应进行63次谐波部分检测。因此，谐波检测的数据量相对较大。系統对实时性和及时性的要求非常高。数据的记录、处理和分析每个回路的谐波失真率不仅会严重消耗系统资源，而且还会直接影响系统数据的实际时间和真实性。因此，对系统的谐波质量进行了优化和控制，主要是将关键电路的实时采集与批量定时采集和常规电路的调用相结合。其中关键电路与配电系统的电能质量密切相关。因此，选择了一种实时收集和关注和谐数据信息的方法，这主要是由于这种类型的电路相对较少。单个电路的数据量非常大，但经过科学合理的分布后，对系统实时性能的影响并不明显。但是，一般回路不会对系统的电源品质造成重大影响。因此，为避免资源使用高峰，采用了批量计时，并获得了批量计时数据信息。特定的计时时间也是根据回路和系统比例性质进一步定义的，这些性质可有效地促进系统资源的使用。此外，还可以调用故障电路进行收集，当故障发生时，可以实时收集谐波数据信息，以便可以详细了解和分析故障的具体原因。
2.4 节能与设备优化模块
详细的能源数据采集和设备状态分析可获得高能效区域的特定位置，并评估设备的节能措施和具体效果，包括恢复制动、谐波治理、照明控制等。电源管理系统参数显示模块可远程监控电力和配电线路的实际运行状态，并生成运行状态报告，如电力参数、功耗和分时测量。同时，还将根据使用管理系统软件收集的数据进一步研究历史负载、功耗和利润率，以提高系统设备的利用率。 3 地铁低压配电系统的组成
在地铁供电系统中，低压供电和配电系统可分为外接电源、牵引供电系统、主电源、电力照明系统、杂散电流腐蚀防护系统和电缆监控系统。地铁的低压配电系统分为照明配电和电力配电。地铁站能耗非常大，站内总负荷的一半是能源负荷。根据使用情况和重要性，可将荷载和照明效能分为主要荷载、次要荷载和第三荷载。径向分布模式用于主要负载，用于分配非常重要的负载，例如电源、应急照明、信号系统和电力系统中的自动火警系统;二次载荷使用应变分布和径向分布的组合模式。依赖于次要负载分布的设备包括控制和设备照明、电梯和入口和出口照明以及用于间隔维护的电源。
4 地铁的低压共配电系统的供电方式
照明设备和电力设备根据其重要性和负荷特性分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类负荷。电源也可作为如上所述电源分配的重要参考。对站内低压负荷进行分类时，应考虑运行要求和施工条件，并应详细了解各负荷的重要性，以确保双供电线路的适当和准确。在主负载下，两个电源应与主电源和辅助成本系统分开，并在切断电源的情况下，以确保普通电源和备用电源可在电源线末端的机架上自由滑动。在交叉电源和块功率分配控制条件下，照明主要在站台和大厅公共区域进行。在二次负载下，电源主要依赖于电力供应器的低压电源，或供电装置中的一次和二次负载总线供应到机架上。如果交流电源变为单路交流电源，则低压部分断路器将切换电源。三个卧室的负载主要由一个电源供应器供电。
5 地铁区间隧道风机的供配电方案
采用科学合理的分配方式来降低项目成本。根据地铁车站的主要位置和隧道风机之间的距离，分析了风机在三种情况下的具体输送方案和分布情况，并选择了较为合理的方案，同时降低了工程造价。第一种类型是地铁隧道风机与车站主体之间的直接距离超过300 m。目前，站与隧道风机之间的距离相当长。当然，如果采用大型电缆和总线模式来供电，会增加成本并降低电力和配电可靠性。当使用高压电源模式（即创建以下电源）时，只需要两个变压器和两个35 kvgs高压机架侧。此方案可以节省大量的低压电缆，从而节省大量的工程成本。第二种类型是地铁隧道风机与车站之间的距离小于300 m。在隧道式风扇周围设置了一个或多个电源，两个电源可以通过一个电源或一个盘柜无缝切换，从而实现地铁隧道式风扇的电源。传输过程中此模式的电压损失小于5%，这可能会满足主负载两个电源的自动负载平衡要求。第三种类型是地铁隧道风机布置在车站主体内。两个电源供应器（从电源线到环境控制和电子控制室）均采用单回路电源模式，以满足地铁隧道风扇的电源需求。通过环境控制和电子复印室，实现了自动双电源现场睡眠。
6 地铁变电所的设置方式
地铁线路设计和使用中应遵循的原则是在满足电源要求的同时，最大限度地降低经济成本。有三种特定的方案：一种电源模式、两种电源模式和一种房间电源模式。在电源模式下，在负荷站内设置了大型的减压装置;在两种电源模式下，在地铁区间的适当位置建立配电装置;在一个房间的电源模式下，会建立一个低电压的房间和一个电源，根据地铁的实际情况，选择不同的供电模式，以满足节能、合理、充足的供電需求。
7 总结
总而言之，在中国地铁建设和运营管理中，人们更加重视节能降耗。地铁供电不能有效保证，会导致运行困难，直接影响人们的顺利出行。因此，提高地铁供电可靠性和稳定性具有重要的现实意义。智能低压供电系统和ups可提供可靠、稳定、安全的地铁电源，具有广阔的应用前景。因此，本文针对地铁车站低压供电系统设计了智能电源管理系统。研究表明，该系统具有较好的可行性和可靠性，能够在网络集中控制的基础上实现设备能耗信息的最优控制，从而科学有效地控制能耗，提高能源利用率，节约变电站运行成本，值得推广应用。
参考文献：
[1]任晓娜，麦卫华.变电站智能地线管理系统的应用[J].电子世界，2019（23）：181-182.
[2]吴晓枫.电能管理系统在智能轨道交通中的设计与应用[J].通讯世界，2020（4）：137-138.