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地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)

地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)(簡稱：環(huán)控系統(tǒng))是以計算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合機(jī)電設(shè)備自動化控制原理，以專門的地鐵環(huán)境通風(fēng)空調(diào)及防災(zāi)處理等理論為基礎(chǔ)的自動化控制系統(tǒng)。

主要作用

對于地鐵這樣大規(guī)模的而且非常重要的地下設(shè)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合沒有一套完善可靠的自動化控制系統(tǒng)來對地鐵內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)視和控制，使其在正常情況下滿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。

方案說明及特點

■ 采用先進(jìn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建硬件平臺，并集成系統(tǒng)軟件、通過接口，實現(xiàn)對各類設(shè)備的監(jiān)控。

■?采用成熟的以太網(wǎng)技術(shù)車站BAS與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的連接。

■?當(dāng)脫離綜合監(jiān)控系統(tǒng)時，車站BAS系統(tǒng)及BAS內(nèi)各子系統(tǒng)可相對獨立工作。

■?PLC采用可靠的工業(yè)級產(chǎn)品,PLC系統(tǒng)冗余和現(xiàn)場總線鏈接冗余雙重保證了BAS系統(tǒng)能全天侯7-24小時不間斷工作。

■?采用模塊化設(shè)計,易于擴(kuò)展。

■?能為今后系統(tǒng)增容預(yù)留一定的條件。

監(jiān)控對象

■?BAS系統(tǒng)監(jiān)控的設(shè)備

■?IBP盤

■?智能馬達(dá)控制中心（或稱智能低壓柜，用于各種風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥、電動蝶閥的電氣控制與保護(hù)等）

■?變頻器

■?冷水機(jī)組

■?自動扶梯、電梯

■?給排水設(shè)備

■?各種照明

■?隧道及站臺通風(fēng)設(shè)備

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

BAS系統(tǒng)是基于分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

■?中央級：BAS的中央級主要是OCC的調(diào)度工作站,由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)

■?車站級:包括車站級各就地監(jiān)控功能和車站BAS監(jiān)控功能。

■?現(xiàn)場級:位于車站各就地監(jiān)控點或數(shù)據(jù)采集點,具體包括各類傳感器、執(zhí)行器、遠(yuǎn)程I/O模塊、接口模塊或裝置等。

軟件結(jié)構(gòu)

■?數(shù)據(jù)接口層：運(yùn)行于各子系統(tǒng)PLC控制器中的智能接口模塊。數(shù)據(jù)接口層通過串口通訊或以太網(wǎng)連接并管理所有設(shè)備。

■?數(shù)據(jù)處理層：此軟件層以軟件和其專用數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，通過其內(nèi)置的通訊軟件同各控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

■?人機(jī)界面層：人機(jī)界面通過內(nèi)部軟件時時獲得數(shù)據(jù)和服務(wù)，實現(xiàn)用戶友好的信息顯示和操作。

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BAS系統(tǒng)構(gòu)成

■?BAS網(wǎng)絡(luò)采用分層分布式現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，由PLC控制設(shè)備、現(xiàn)場傳感器、維護(hù)終端、RI/O、現(xiàn)場總線、IBP盤等組成。

■?地下車站的兩端環(huán)控柜各設(shè)一套PLC，對本站所轄區(qū)間隧道及車站的通風(fēng)空調(diào)大系統(tǒng)、小系統(tǒng)及其水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯、自動扶梯、給排水系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控及管理，同時對相關(guān)設(shè)備用房和公共區(qū)的環(huán)境溫濕度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。

■?以靠近車站綜合控制室（Ａ端）的PLC為主控制器并兼作與綜。合監(jiān)控系統(tǒng)的接口，并通過冗余現(xiàn)場總線與車站ＢＡＳ維護(hù)工作站、ＩＢＰ盤ＰＬＣ、ＦＡＳ通訊網(wǎng)關(guān)及車站從控制器進(jìn)行連接，同時負(fù)責(zé)本端的設(shè)備監(jiān)控。

■?另外一端（B端）的PLC為從控制器，通過冗余現(xiàn)場總線與車站BAS主控制器進(jìn)行通訊連接，同時負(fù)責(zé)本端的設(shè)備監(jiān)控。

■?兩端PLC下設(shè)置雙總線將各類RI/O、具有智能通訊口的現(xiàn)場設(shè)備和就地現(xiàn)場小型控制器等設(shè)備統(tǒng)一接入。分別對車站兩端的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理。

■?在車站綜合控制室IBP盤（綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供）設(shè)置一套PLC控制器及一套應(yīng)急操作終端與主控制相連構(gòu)成車站級BAS系統(tǒng)。實現(xiàn)IBP盤盤面監(jiān)視和控制。并配置通訊網(wǎng)關(guān)用于實現(xiàn)與FAS的通訊接口，接收FAS主機(jī)傳送的火災(zāi)報警模式號，實現(xiàn)車站BAS在火災(zāi)工況下對設(shè)備聯(lián)動控制

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設(shè)備監(jiān)控

■?控制中心和車站系統(tǒng)對所有區(qū)間隧道和各層的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)中央級、車站級的分層控制，自動和手動完成通風(fēng)、空調(diào)、消防、突發(fā)事故以及照明、疏散等運(yùn)行模式。

■?通風(fēng)模式控制：正常運(yùn)營情況下，根據(jù)站內(nèi)和站外的環(huán)境溫度、濕度進(jìn)行全新風(fēng)、小新風(fēng)、空調(diào)等模式的運(yùn)行和切換。

■?消防模式控制：在車站火災(zāi)或區(qū)間隧道火災(zāi)時，按照消防要求，自動或人工啟動通風(fēng)、排煙模式，啟動疏散指示。

■?PID調(diào)節(jié)：根據(jù)車站內(nèi)溫度濕度場的分布，進(jìn)行計算，求解最佳控制模型，保證車站內(nèi)部穩(wěn)定舒適的環(huán)境。

■?水系統(tǒng)控制：控制集中冷站、空調(diào)機(jī)的水系統(tǒng)，為空調(diào)系統(tǒng)提供足夠和均衡的冷源。

■?報警記錄和統(tǒng)計報表：記錄全線設(shè)備狀態(tài)信息、系統(tǒng)信息，記錄和語音提示各種報警狀態(tài)，記錄各種設(shè)備操作情況，生成運(yùn)營和設(shè)備運(yùn)行的幾十種統(tǒng)計報表。

■?口令與權(quán)限：可以對控制中心和車站操作人員、維護(hù)人員進(jìn)行口令和權(quán)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(tǒng)平臺，具有強(qiáng)大的功能和卓越的性能，而且具有更高的可靠性、更佳的開放性和易用性。

高速發(fā)展的軌道交通行業(yè)

隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，中國的工業(yè)化水平、城鎮(zhèn)化水平、生態(tài)環(huán)境和人民生活等將全面提升，跨區(qū)域經(jīng)濟(jì)交流與合作將進(jìn)一步加強(qiáng)。為滿足不斷增長的客運(yùn)需求，交通基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸裝備規(guī)模就需要有一個較快的發(fā)展。因此，軌道交通到了高速?發(fā)展的關(guān)鍵時期.

客戶關(guān)注

配電安全性：軌道交通運(yùn)載能力大，所以提高安全系數(shù)是軌道交通發(fā)展的重中之重。

降低電網(wǎng)污染：機(jī)車運(yùn)行會對電網(wǎng)造成污染。如何提高電能的利用率，節(jié)約電能成本，同樣被運(yùn)營商所關(guān)注。

環(huán)?？沙掷m(xù)：綠色可持續(xù)能源應(yīng)用，可降低運(yùn)營維護(hù)成本，保護(hù)環(huán)境。

軌道交通建設(shè)提供系列產(chǎn)品與解決方案

作為電力和自動化領(lǐng)域的廠商，將軌道交通列為重要業(yè)務(wù)領(lǐng)域之一，為客戶提供高質(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(shè)計理念相結(jié)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，也推出一系列的優(yōu)化方案，以滿足日益増長的市場需求。在低壓領(lǐng)域的產(chǎn)品與解決方案，涵蓋了車站、車輛段、變配電所等各種應(yīng)用，為綠色交通系統(tǒng)的建設(shè)提供了可靠的保證。

400V低壓配電方案

軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營涉及成千上萬乘客的安全，因而必須不斷地研究和提高整個系統(tǒng)的安全性和可靠性。積累多年以來的經(jīng)臉碩果，憑借其一應(yīng)俱全的高性能產(chǎn)品，和在軌道交通行業(yè)上的廣泛應(yīng)用，滿足了各種將殊環(huán)境的需求。

低壓配電方案，包含配電、電動機(jī)保護(hù)、無功補(bǔ)償、諧波治理、防雷等各個部分,全面解決車站等軌道交通建筑可能遇到的電氣問題，整個方案通過整體優(yōu)化設(shè)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低壓開關(guān)柜的數(shù)量，減少投資與運(yùn)營總體費(fèi)用，而且提髙了配電系統(tǒng)安全性、可靠性，保障軌道交通系統(tǒng)正常運(yùn)營。

主要400V配電設(shè)備

品牌低壓開關(guān)柜融合國際知名公司（西門子、施耐德）最先進(jìn)的開關(guān)和自動化技術(shù)生產(chǎn)的國際最新的低壓開關(guān)設(shè)備,其主要的優(yōu)點：

1、柜體采用標(biāo)準(zhǔn)型材制作，柜體強(qiáng)度好。

2、占地面積，設(shè)計方案靈活。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)備斷電時間。

5、整體配電線路分級對用電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，做好的保護(hù)系統(tǒng)的連續(xù)性和可靠性。

技術(shù)參數(shù)

35kV電氣系統(tǒng)

35 kV開關(guān)柜是地鐵供電系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，對整個地鐵系統(tǒng)的安全可靠具有決定性的作用，一旦出現(xiàn)問題可能使整個地鐵系統(tǒng)陷于癱瘓。35 kV開關(guān)柜按照絕緣方式分為空氣絕緣開關(guān)柜(AIS)和氣體絕緣開關(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)的開關(guān)柜。受空氣絕緣性能的限制，在35 kV的額定電壓下，開關(guān)柜的相間絕緣距離約為300 mm，使得開關(guān)柜的體積比較大，即使采用了一些固體絕緣技術(shù)和母線包封技術(shù)，開關(guān)柜的寬度也不能小于1 200 mm，柜內(nèi)的一些帶電裸露部分依然容易發(fā)生放電現(xiàn)象。在城市軌道交通工程中，由于空間所限，空氣比較潮濕，易于受小動物侵害，AIS類開關(guān)柜的內(nèi)部故障率較高。

GIS是主要一次設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、母線、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(nèi)的開關(guān)柜。SF6氣體是一種大分子量的惰性氣體，性能穩(wěn)定、難于電離，熱絕緣系數(shù)小，經(jīng)過拉弧擊穿后能夠自行恢復(fù)原介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，氣體無毒無腐蝕性，對人員和設(shè)備安全。SF6氣體絕緣性能遠(yuǎn)高于空氣，開關(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，使得開關(guān)柜的體積大幅減小，開關(guān)柜的寬度減小至600 mm時還能保持可靠的絕緣強(qiáng)度。制造GIS采用了機(jī)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(qiáng)的科研、開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、售后服務(wù)能力。GIS生產(chǎn)商均掌握了均勻電場的設(shè)計方法，開關(guān)柜內(nèi)采用C型或D型母線，盡量使柜內(nèi)電場均勻，能夠最大限度地減少放電現(xiàn)象的發(fā)生。開關(guān)柜氣室采用先進(jìn)焊接技術(shù)，滿足IP65的防護(hù)等級，在開關(guān)柜間采用固體絕緣和插接技術(shù)，即使在開關(guān)柜拼接時也不會降低氣室的密封水平。開關(guān)柜內(nèi)的名牌斷路器也是設(shè)備可靠性的一個重要保證。

GIS開關(guān)柜的特點

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。SF6氣體是一種大分子量的惰性氣體，性能穩(wěn)定、難于電離，絕熱系數(shù)小，經(jīng)過拉弧擊穿后能夠自行恢復(fù)原介質(zhì)絕緣強(qiáng)度，氣體無毒無腐蝕性，對人員和設(shè)備安全，SF6氣體絕緣性能為空氣的2～3倍，并且隨著電壓等級的升高，優(yōu)勢更加明顯。

采用真空斷路器

GIS所配開關(guān)以真空斷路器為主，真空滅弧室具有開斷能力強(qiáng)、電壽命長、可靠性高、滅弧室部分免維護(hù)等特點，真空斷路器在開斷過程中不會產(chǎn)生很高的壓力，因而爆炸的危險性較小，開斷短路電流時也不會有很大的噪聲。目前在普通空氣絕緣開關(guān)柜中也大都采用真空斷路器。

可實現(xiàn)小型化

由于采用了氣體絕緣介質(zhì)以及合理的絕緣結(jié)構(gòu)，使高壓元件尺寸得以縮小;在箱形容器內(nèi)布置高壓元件，排列方便、集裝程度高，使設(shè)備得以小型化。GIS比空氣絕緣開關(guān)柜(簡稱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。

可靠性較高

因氣體壓力低，密封問題已不突出，氣密性可達(dá)30年不用補(bǔ)氣。因高壓帶電導(dǎo)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)、小動物等的影響，無銹蝕、氧化程度很低，可靠性較高。

三相共箱方箱型結(jié)構(gòu)占主流

GIS的結(jié)構(gòu)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(xiàn)，GIS密封箱體在制造過程中可以利用現(xiàn)代先進(jìn)的板材下料、折彎、焊接設(shè)備以及氦氣檢漏技術(shù)，使密封箱體的精度、剛度、強(qiáng)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。現(xiàn)在新開發(fā)的產(chǎn)品大多為三相共箱方箱型。

三種母線結(jié)構(gòu)共存

GIS的母線結(jié)構(gòu)包括氣體絕緣母線、插接式固體絕緣母線2種。氣體絕緣母線現(xiàn)場安裝時需要打開密封蓋板進(jìn)行母線的聯(lián)接，然后進(jìn)行抽真空、充氣SF6;插接式固體絕緣母線現(xiàn)場安裝時不需要打開密封蓋板，用插接件將母線單相地連接起來，母線是干式的。氣體絕緣母線，現(xiàn)場連接復(fù)雜，但對制造和現(xiàn)場安裝精度的要求較低;插接式固體絕緣母線，便于現(xiàn)場的母線連接，但對制造和現(xiàn)場安裝的精度要求較高。

結(jié)構(gòu)模塊化

GIS采用積木方式，模塊化設(shè)計，使結(jié)構(gòu)簡化、統(tǒng)一、靈活，各氣室之間互不影響，通過密封箱體上預(yù)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(jù)需要，可很方便地通過預(yù)留的電纜插座來增加進(jìn)出線電纜的數(shù)量，也可以很方便地向柜體兩邊擴(kuò)展。

全屏蔽電纜終端進(jìn)出線

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(hù)

因在柜內(nèi)配置了電壽命長、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在整個壽命期主回路可以做到不檢修;同時又由于密封技術(shù)的提高，氣室的漏氣率極低，在壽命期內(nèi)無需補(bǔ)氣。

信息化

GIS正朝著信息化、智能化方向發(fā)展，GIS同現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，使GIS具有控制、保護(hù)、測量、通信、顯示、故障錄波和事件記錄等功能，并可實現(xiàn)運(yùn)行狀況的實時監(jiān)測和故障預(yù)測。

GIS開關(guān)柜方案

斷路器柜

·?隔離柜

母線分段柜

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GIS柜技術(shù)參數(shù)