地鐵環(huán)境控制系統(簡(jiǎn)稱(chēng):環(huán)控系統)是以計算機及其網(wǎng)絡(luò )技術(shù)結合機電設備自動(dòng)化控制原理,以專(zhuān)門(mén)的地鐵環(huán)境通風(fēng)空調及防災處理等理論為基礎的自動(dòng)化控制系統。
對于地鐵這樣大規模的而且非常重要的地下設施,其環(huán)境條件與地上空氣相對封閉,乘客人員流量非常集中,如果對如此重要的場(chǎng)合沒(méi)有一套完善可靠的自動(dòng)化控制系統來(lái)對地鐵內的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監視和控制,使其在正常情況下滿(mǎn)足乘客舒適度的要求,并在緊急情況下提供正確可靠的信息保證乘客人員安全。
■ 采用先進(jìn)的計算機網(wǎng)絡(luò )構建硬件平臺,并集成系統軟件、通過(guò)接口,實(shí)現對各類(lèi)設備的監控。
■?采用成熟的以太網(wǎng)技術(shù)車(chē)站BAS與綜合監控系統的連接。
■?當脫離綜合監控系統時(shí),車(chē)站BAS系統及BAS內各子系統可相對獨立工作。
■?PLC采用可靠的工業(yè)級產(chǎn)品,PLC系統冗余和現場(chǎng)總線(xiàn)鏈接冗余雙重保證了BAS系統能全天侯7-24小時(shí)不間斷工作。
■?采用模塊化設計,易于擴展。
■?能為今后系統增容預留一定的條件。
■?BAS系統監控的設備
■?IBP盤(pán)
■?智能馬達控制中心(或稱(chēng)智能低壓柜,用于各種風(fēng)機、風(fēng)閥、電動(dòng)蝶閥的電氣控制與保護等)
■?變頻器
■?冷水機組
■?自動(dòng)扶梯、電梯
■?給排水設備
■?各種照明
■?隧道及站臺通風(fēng)設備
BAS系統是基于分層分布式系統結構
■?中央級:BAS的中央級主要是OCC的調度工作站,由綜合監控系統實(shí)現
■?車(chē)站級:包括車(chē)站級各就地監控功能和車(chē)站BAS監控功能。
■?現場(chǎng)級:位于車(chē)站各就地監控點(diǎn)或數據采集點(diǎn),具體包括各類(lèi)傳感器、執行器、遠程I/O模塊、接口模塊或裝置等。
■?數據接口層:運行于各子系統PLC控制器中的智能接口模塊。數據接口層通過(guò)串口通訊或以太網(wǎng)連接并管理所有設備。
■?數據處理層:此軟件層以軟件和其專(zhuān)用數據庫為基礎,通過(guò)其內置的通訊軟件同各控制器進(jìn)行數據交換。
■?人機界面層:人機界面通過(guò)內部軟件時(shí)時(shí)獲得數據和服務(wù),實(shí)現用戶(hù)友好的信息顯示和操作。
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■?BAS網(wǎng)絡(luò )采用分層分布式現場(chǎng)總線(xiàn)結構,由PLC控制設備、現場(chǎng)傳感器、維護終端、RI/O、現場(chǎng)總線(xiàn)、IBP盤(pán)等組成。
■?地下車(chē)站的兩端環(huán)控柜各設一套PLC,對本站所轄區間隧道及車(chē)站的通風(fēng)空調大系統、小系統及其水系統、照明系統、電梯、自動(dòng)扶梯、給排水系統相關(guān)的設備進(jìn)行監控及管理,同時(shí)對相關(guān)設備用房和公共區的環(huán)境溫濕度等參數進(jìn)行監測。
■?以靠近車(chē)站綜合控制室(A端)的PLC為主控制器并兼作與綜。合監控系統的接口,并通過(guò)冗余現場(chǎng)總線(xiàn)與車(chē)站BAS維護工作站、IBP盤(pán)PLC、FAS通訊網(wǎng)關(guān)及車(chē)站從控制器進(jìn)行連接,同時(shí)負責本端的設備監控。
■?另外一端(B端)的PLC為從控制器,通過(guò)冗余現場(chǎng)總線(xiàn)與車(chē)站BAS主控制器進(jìn)行通訊連接,同時(shí)負責本端的設備監控。
■?兩端PLC下設置雙總線(xiàn)將各類(lèi)RI/O、具有智能通訊口的現場(chǎng)設備和就地現場(chǎng)小型控制器等設備統一接入。分別對車(chē)站兩端的機電設備進(jìn)行監控管理。
■?在車(chē)站綜合控制室IBP盤(pán)(綜合監控系統提供)設置一套PLC控制器及一套應急操作終端與主控制相連構成車(chē)站級BAS系統。實(shí)現IBP盤(pán)盤(pán)面監視和控制。并配置通訊網(wǎng)關(guān)用于實(shí)現與FAS的通訊接口,接收FAS主機傳送的火災報警模式號,實(shí)現車(chē)站BAS在火災工況下對設備聯(lián)動(dòng)控制
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■?控制中心和車(chē)站系統對所有區間隧道和各層的設備進(jìn)行監控,實(shí)現中央級、車(chē)站級的分層控制,自動(dòng)和手動(dòng)完成通風(fēng)、空調、消防、突發(fā)事故以及照明、疏散等運行模式。
■?通風(fēng)模式控制:正常運營(yíng)情況下,根據站內和站外的環(huán)境溫度、濕度進(jìn)行全新風(fēng)、小新風(fēng)、空調等模式的運行和切換。
■?消防模式控制:在車(chē)站火災或區間隧道火災時(shí),按照消防要求,自動(dòng)或人工啟動(dòng)通風(fēng)、排煙模式,啟動(dòng)疏散指示。
■?PID調節:根據車(chē)站內溫度濕度場(chǎng)的分布,進(jìn)行計算,求解最佳控制模型,保證車(chē)站內部穩定舒適的環(huán)境。
■?水系統控制:控制集中冷站、空調機的水系統,為空調系統提供足夠和均衡的冷源。
■?報警記錄和統計報表:記錄全線(xiàn)設備狀態(tài)信息、系統信息,記錄和語(yǔ)音提示各種報警狀態(tài),記錄各種設備操作情況,生成運營(yíng)和設備運行的幾十種統計報表。
■?口令與權限:可以對控制中心和車(chē)站操作人員、維護人員進(jìn)行口令和權限管理。
本地鐵站環(huán)境控制成套解決方案,采用通用的系統平臺,具有強大的功能和卓越的性能,而且具有更高的可靠性、更佳的開(kāi)放性和易用性。
隨著(zhù)中國經(jīng)濟的持續發(fā)展,中國的工業(yè)化水平、城鎮化水平、生態(tài)環(huán)境和人民生活等將全面提升,跨區域經(jīng)濟交流與合作將進(jìn)一步加強。為滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的客運需求,交通基礎設施和運輸裝備規模就需要有一個(gè)較快的發(fā)展。因此,軌道交通到了高速?發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期.
配電安全性:軌道交通運載能力大,所以提高安全系數是軌道交通發(fā)展的重中之重。
降低電網(wǎng)污染:機車(chē)運行會(huì )對電網(wǎng)造成污染。如何提高電能的利用率,節約電能成本,同樣被運營(yíng)商所關(guān)注。
環(huán)??沙掷m:綠色可持續能源應用,可降低運營(yíng)維護成本,保護環(huán)境。
作為電力和自動(dòng)化領(lǐng)域的廠(chǎng)商,將軌道交通列為重要業(yè)務(wù)領(lǐng)域之一,為客戶(hù)提供高質(zhì)量的、環(huán)保的產(chǎn)品與服務(wù)。將不斷創(chuàng )新的技術(shù)與全新的設計理念相結合,不斷推出性能更先進(jìn)、系列更齊全,且符合軌道交通配電行業(yè)需求的高品質(zhì)產(chǎn)品。與此同時(shí),也推出一系列的優(yōu)化方案,以滿(mǎn)足日益増長(cháng)的市場(chǎng)需求。在低壓領(lǐng)域的產(chǎn)品與解決方案,涵蓋了車(chē)站、車(chē)輛段、變配電所等各種應用,為綠色交通系統的建設提供了可靠的保證。
軌道交通系統的運營(yíng)涉及成千上萬(wàn)乘客的安全,因而必須不斷地研究和提高整個(gè)系統的安全性和可靠性。積累多年以來(lái)的經(jīng)臉碩果,憑借其一應俱全的高性能產(chǎn)品,和在軌道交通行業(yè)上的廣泛應用,滿(mǎn)足了各種將殊環(huán)境的需求。
低壓配電方案,包含配電、電動(dòng)機保護、無(wú)功補償、諧波治理、防雷等各個(gè)部分,全面解決車(chē)站等軌道交通建筑可能遇到的電氣問(wèn)題,整個(gè)方案通過(guò)整體優(yōu)化設計,選擇具有領(lǐng)先技術(shù)的元器件,合理整合饋出回路,不僅可以合理減少0.4kV低壓開(kāi)關(guān)柜的數量,減少投資與運營(yíng)總體費用,而且提髙了配電系統安全性、可靠性,保障軌道交通系統正常運營(yíng)。
品牌低壓開(kāi)關(guān)柜融合國際知名公司(西門(mén)子、施耐德)最先進(jìn)的開(kāi)關(guān)和自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)的國際最新的低壓開(kāi)關(guān)設備,其主要的優(yōu)點(diǎn):
1、柜體采用標準型材制作,柜體強度好。
2、占地面積,設計方案靈活。
3、結構設計緊湊,較小的空間能容納較多的功能元件。
4、單元互換靈活,減少設備斷電時(shí)間。
5、整體配電線(xiàn)路分級對用電系統進(jìn)行保護,做好的保護系統的連續性和可靠性。
項 目 | 單位 | 數 據 | |
主電路額定電壓 | V | AC400 | |
輔助電路額定電壓 | V | AC230 | |
主電路額定絕緣電壓 | V | 1000 | |
額定頻率? | Hz | 50 | |
主母線(xiàn)額定峰值耐受電流(0.1s) | kA | 250 | |
垂直母線(xiàn)額定峰值耐受電流(0.1s) | kA | 176 | |
防護等級 | IP40 | ||
工頻試驗電壓(1min) | 主電路 | V | 2500 |
輔助電路 | V | 2000 | |
額定沖擊耐受電壓 Uimp | V | 8000 | |
過(guò)電壓等級 | Ⅲ | ||
污穢等級 | 3 |
35 kV開(kāi)關(guān)柜是地鐵供電系統中最重要的設備之一,對整個(gè)地鐵系統的安全可靠具有決定性的作用,一旦出現問(wèn)題可能使整個(gè)地鐵系統陷于癱瘓。35 kV開(kāi)關(guān)柜按照絕緣方式分為空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜(AIS)和氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜(GIS)
AIS是全部電氣元器件均處在空氣中,以空氣作為絕緣介質(zhì)的開(kāi)關(guān)柜。受空氣絕緣性能的限制,在35 kV的額定電壓下,開(kāi)關(guān)柜的相間絕緣距離約為300 mm,使得開(kāi)關(guān)柜的體積比較大,即使采用了一些固體絕緣技術(shù)和母線(xiàn)包封技術(shù),開(kāi)關(guān)柜的寬度也不能小于1 200 mm,柜內的一些帶電裸露部分依然容易發(fā)生放電現象。在城市軌道交通工程中,由于空間所限,空氣比較潮濕,易于受小動(dòng)物侵害,AIS類(lèi)開(kāi)關(guān)柜的內部故障率較高。
GIS是主要一次設備(斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)、電流互感器等)安裝于以SF6氣體作為絕緣介質(zhì)的密封箱體內的開(kāi)關(guān)柜。SF6氣體是一種大分子量的惰性氣體,性能穩定、難于電離,熱絕緣系數小,經(jīng)過(guò)拉弧擊穿后能夠自行恢復原介質(zhì)的絕緣強度,氣體無(wú)毒無(wú)腐蝕性,對人員和設備安全。SF6氣體絕緣性能遠高于空氣,開(kāi)關(guān)柜的相間絕緣距離大為縮小,兼之固體絕緣技術(shù)的采用,使得開(kāi)關(guān)柜的體積大幅減小,開(kāi)關(guān)柜的寬度減小至600 mm時(shí)還能保持可靠的絕緣強度。制造GIS采用了機械制造、鈑金、焊接、密封、查漏等多方面的先進(jìn)技術(shù),其生產(chǎn)商均為國際知名的優(yōu)秀企業(yè),具有較強的科研、開(kāi)發(fā)、設計、生產(chǎn)、售后服務(wù)能力。GIS生產(chǎn)商均掌握了均勻電場(chǎng)的設計方法,開(kāi)關(guān)柜內采用C型或D型母線(xiàn),盡量使柜內電場(chǎng)均勻,能夠最大限度地減少放電現象的發(fā)生。開(kāi)關(guān)柜氣室采用先進(jìn)焊接技術(shù),滿(mǎn)足IP65的防護等級,在開(kāi)關(guān)柜間采用固體絕緣和插接技術(shù),即使在開(kāi)關(guān)柜拼接時(shí)也不會(huì )降低氣室的密封水平。開(kāi)關(guān)柜內的名牌斷路器也是設備可靠性的一個(gè)重要保證。
采用低壓力氣體作介質(zhì)絕緣
依靠低壓力的SF6等氣體作絕緣介質(zhì),可以充分發(fā)揮氣體介質(zhì)絕緣性能的優(yōu)點(diǎn)。SF6氣體是一種大分子量的惰性氣體,性能穩定、難于電離,絕熱系數小,經(jīng)過(guò)拉弧擊穿后能夠自行恢復原介質(zhì)絕緣強度,氣體無(wú)毒無(wú)腐蝕性,對人員和設備安全,SF6氣體絕緣性能為空氣的2~3倍,并且隨著(zhù)電壓等級的升高,優(yōu)勢更加明顯。
采用真空斷路器
GIS所配開(kāi)關(guān)以真空斷路器為主,真空滅弧室具有開(kāi)斷能力強、電壽命長(cháng)、可靠性高、滅弧室部分免維護等特點(diǎn),真空斷路器在開(kāi)斷過(guò)程中不會(huì )產(chǎn)生很高的壓力,因而爆炸的危險性較小,開(kāi)斷短路電流時(shí)也不會(huì )有很大的噪聲。目前在普通空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜中也大都采用真空斷路器。
可實(shí)現小型化
由于采用了氣體絕緣介質(zhì)以及合理的絕緣結構,使高壓元件尺寸得以縮小;在箱形容器內布置高壓元件,排列方便、集裝程度高,使設備得以小型化。GIS比空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜(簡(jiǎn)稱(chēng)AIS)占地面積減小了約1/3,體積減小了約1/2;35kV等級GIS的占地面積、體積減小得更加顯著(zhù)。
可靠性較高
因氣體壓力低,密封問(wèn)題已不突出,氣密性可達30年不用補氣。因高壓帶電導體要么密封于低壓力的SF6等絕緣氣體中,要么用具有接地屏蔽的固體絕緣件封閉,故GIS的最大優(yōu)點(diǎn)是不受外界環(huán)境,如凝露、污穢、海拔高度、化學(xué)物質(zhì)、小動(dòng)物等的影響,無(wú)銹蝕、氧化程度很低,可靠性較高。
三相共箱方箱型結構占主流
GIS的結構包括分相型、三相共箱圓筒形、三相共箱方箱型3種。由于新的制造技術(shù)、焊接技術(shù)和材料的出現,GIS密封箱體在制造過(guò)程中可以利用現代先進(jìn)的板材下料、折彎、焊接設備以及氦氣檢漏技術(shù),使密封箱體的精度、剛度、強度提高,漏氣率降低。密封箱體制造技術(shù)的提高給GIS向方箱型發(fā)展提供了條件?,F在新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品大多為三相共箱方箱型。
三種母線(xiàn)結構共存
GIS的母線(xiàn)結構包括氣體絕緣母線(xiàn)、插接式固體絕緣母線(xiàn)2種。氣體絕緣母線(xiàn)現場(chǎng)安裝時(shí)需要打開(kāi)密封蓋板進(jìn)行母線(xiàn)的聯(lián)接,然后進(jìn)行抽真空、充氣SF6;插接式固體絕緣母線(xiàn)現場(chǎng)安裝時(shí)不需要打開(kāi)密封蓋板,用插接件將母線(xiàn)單相地連接起來(lái),母線(xiàn)是干式的。氣體絕緣母線(xiàn),現場(chǎng)連接復雜,但對制造和現場(chǎng)安裝精度的要求較低;插接式固體絕緣母線(xiàn),便于現場(chǎng)的母線(xiàn)連接,但對制造和現場(chǎng)安裝的精度要求較高。
結構模塊化
GIS采用積木方式,模塊化設計,使結構簡(jiǎn)化、統一、靈活,各氣室之間互不影響,通過(guò)密封箱體上預留的插座孔插接避雷器、電壓互感器、電纜終端以及進(jìn)行密封箱體間的插接。根據需要,可很方便地通過(guò)預留的電纜插座來(lái)增加進(jìn)出線(xiàn)電纜的數量,也可以很方便地向柜體兩邊擴展。
全屏蔽電纜終端進(jìn)出線(xiàn)
GIS采用電纜作為電源的引入、引出。插接式電纜終端可配用不同截面的電纜。
免維護
因在柜內配置了電壽命長(cháng)、可靠性高的真空斷路器,以及其他高壓元件可靠性的提高,GIS在整個(gè)壽命期主回路可以做到不檢修;同時(shí)又由于密封技術(shù)的提高,氣室的漏氣率極低,在壽命期內無(wú)需補氣。
信息化
GIS正朝著(zhù)信息化、智能化方向發(fā)展,GIS同現代計算機技術(shù)進(jìn)行了有機結合,使GIS具有控制、保護、測量、通信、顯示、故障錄波和事件記錄等功能,并可實(shí)現運行狀況的實(shí)時(shí)監測和故障預測。
斷路器柜
·?隔離柜
母線(xiàn)分段柜
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序號 | 描述 | 單位 | 技術(shù)參數 |
1 | 額定電壓 | kV | 40.5 |
2 | 額定頻率 | HZ | 50/60 |
3 | 額定工頻耐受電壓 | kV | 95 |
4 | 額定雷電沖擊耐受電壓 | kV | 185 |
5 | 額定峰值耐受電流 | kA | 100/104 |
6 | 額定短路關(guān)合電流 | kA | 100/104 |
7 | 額定短時(shí)耐受電流,3S | kA | 40 |
8 | 額定短路開(kāi)斷電流 | kA | 40 |
9 | 額定母線(xiàn)電流 | A | 5000 |
10 | 額定饋線(xiàn)電流 | A | 2500/2750/3150 |
11 | 防護等級,高壓氣箱部分 | IP67 | |
12 | 防護等級,低壓室 | IP3X,IP4X | |
13 | 尺寸,寬度 | mm | 600 |
14 | 尺寸,設備深度(單母線(xiàn)) | mm | 1625 |
15 | 尺寸,設備深度(雙母線(xiàn)) | mm | 2665 |
16 | 設備高度(標準) | mm | 2350 |
17 | 設備高度(加高低箱) | mm | 2700 |