地铁车站照明设计及创新
摘 要 介绍目前地铁地下车站照明设计普遍采用的方案,从照明控制方面提出新的设计方案,包括系统组成、功能、控制要求,并对由综合监控实现的照明控制系统和智能照明控制系统进行比较。
关键词 地铁车站; 照明设计; 照明控制; 智能照明
地铁车站照明功率大、供电时间长,按照通常的照明模式,典型的地下 2 层车站年耗电量可达数十万kW·h 以上,在地铁的用电设备中属于用电大户。因此,优化照明配电与控制设计,选择高效节能的灯具,对节约能源、降低运营成本、方便系统维护具有重要的意义。下面阐述地铁照明设计和控制的一般做法,提出新的照明控制方案。
1 照明分类及配电
地铁车站照明分为正常照明、应急照明、值班照明和过渡照明。车站正常照明又可细分为公共区节电照明、工作照明以及设备房工作照明,变电所电缆夹层和站台板下安全照明、广告照明、标志照明等; 应急照明包括疏散照明、备用照明。
地下车站站厅、站台公共区照明属于一级负荷,由变电所两段母线各负担一半负荷,采用分块控制、交叉供电的配电方式,不采用双电源切换后配电的方式。在车站的站厅层、站台层每端分别设置照明配电室,负责车站及相邻半个区间的照明配电及控制。车站的每个照明配电室内宜设两个照明总配电箱,电源分别由变电所不同低压母线供电。两个照明总配电箱交叉向工作照明、节电照明供电,每个照明总配电箱各带50%负荷。
地下车站站厅、站台公共区的广告照明属于三级负荷,电源由变电所三级负荷母线供电。当供电系统一路进线电源失电时,自动切除广告照明。
2 目前的照明控制状况
各照明配电室设工作照明和节电照明总箱,每箱向公共区照明灯具交叉配电,每箱设一定数量的单相回路,回路上安装接触器,回路采用接触器控制。广告照明配电箱安装在照明配电室,在箱内进线开关处安装接触器,进线回路采用接触器控制。公共区应急照明不设就地控制,设备区应急照明采用双控开关设就地控制,火灾时强制点亮,区间应急照明不设就地控制。各回路用控制电缆与安装在照明配电室的综合监控的控制箱连接,综合监控的控制器通过总线与主控制器连接,监控主站设置在车站控制室,形成地铁照明控制系统。这种控制模式所用的控制电缆、综合监控的控制器、接触器较多,接线较复杂,需要控制的回路多,各种照明模式的切换较为复杂。
车站公共区照明按照正常模式、节电模式、停运模式、火灾模式进行控制,根据不同的模式开启关闭相应的照明回路。在正常模式时,开启全部照明回路; 在节电模式时,开启节电照明回路,关闭正常照明回路; 在停运模式时,关闭正常照明和节电照明,保持应急照明作为值班照明,夜间列车停运后供内部人员通行和巡视时使用; 在火灾模式时,根据着火区位置关闭相应的正常照明、节电照明,强制开启应急照明。
公共区广告照明: 在运营时间内通过综合监控开启,在运营结束后关闭。
3 车站智能照明控制系统
智能照明控制系统是一种由数据总线构成网络的照明控制系统。网络上每一个照明配电回路都有一个地址,通过总线将所有部件连接而组成一个控制网络。智能照明控制系统由回路开关模块/调光模块、总线、网络设备、网关、监视主机、软件组成。
1) 分布式控制。网络上的所有部件都是智能的,能独立控制,扩展能力强,技术先进。
2) 场景控制。在车站每层、每端的照明配电室,可设一场景控制器来控制本区域的多个照明回路; 也可整个控制系统设一个场景控制器来控制所有回路,场景控制器安装在车站控制室,可进行多达数十种的场景控制。
3) 调光控制。调光控制可分模拟量调光和数字式调光,同时调光时间长短也可任意设定。调光模块种类多,有 LED 灯、荧光灯、白炽灯等,适合地铁的照明灯具类型。
4) 开关模块。每个照明回路均与开关模块的一个通道相连接,以完成相应回路的开关或调光控制。
5) 定时控制。时间控制器可将所控区内的照明回路进行预编程。根据实际需要,定时开关一组、多组或区域的照明灯具,可使灯具在设定的时间内,以设定的间隔逐次点亮和关闭,并可设置循环。
6) 与消防等的集成联动。在网络接口处,可与综合监控系统联动。例如,当某区域发生消防报警时,通过综合监控系统主机的输出信号,将该区域的普通照明强制关闭。
7) 设计接口划分。控制系统通过接口设备与综合监控系统连接,接口设备完成协议的转换,照明控制系统以单一的接口将控制网络接入综合监控,接口设备可安装在照明配电室内,控制面板可安装于车站控制室,监视主机与综合监控主机合用,系统软件与综合监控软件以组态软件方式集成。
标准地铁车站的智能照明控制如图 1 所示。

4 两种照明控制系统比较
对综合监控实现的照明控制系统与智能照明控制系统的各项进行对比,列出相应的优缺点,如表 1 所示。通过比较可以看出,智能照明控制相对于传统的综合监控具有诸多优势。

5 结语
智能照明控制系统已日趋成熟完善,在楼宇中已得到广泛应用。由于其接线简单、扩张性强、控制方便的特点,地铁采用智能照明是大势所趋。
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