地铁电力照明节能技术

地铁电力照明节能技术

秦燕斌

南宁轨道交通运营有限公司 广西 南宁 530029

摘要：地铁车辆客室照明系统为乘客提供适宜的灯光光照强度，用电量占整个车辆总用电量的1/8左右。根据地铁车辆节能减排、环保降耗的要求，结合客室照明系统的运营需求，开展地铁车辆客室照明系统节能研究，提出客室照明系统节能控制方案（以下简称“控制方案”）。

关键词：地铁；照明；节能技术

引言

地铁站照明可以分为设备区域照明、公共区域照明和分区照明。其中，装备区照明主要是地铁站的装备室照明、管理室照明、装备区入口通道照明、以及仅限于人员活动区的航空通道照明；公共照明是车站公共场所的照明，如车站大厅、车站公共空间、出入口等；区间照明是地铁隧道和车辆行车线上的照明。地铁站照明系统可分为应急照明(包括疏散照明和应急照明)、普通照明和广告照明。地铁照明系统能耗分析和控制有助于降低地铁站的照明能耗。

1照明分类

根据使用位置的不同，车站照明可以分为公共区域照明、设备区域照明和区域照明。公共照明包括乘客出入区的照明，包括车站大厅公共空间、车站公共空间、出入口通道和天花板；设备区照明包括人员出入区的照明，包括设备使用室、行政室和设备区入口；间隔照明包括车辆行驶和停靠区域(如间隔隧道、停车线等)的照明。根据使用情况，车站照明可以分为应急照明、一般照明和广告照明。紧急照明是站级负荷，在停电等紧急情况下，可以自动切换到备用电源，为人员疏散和紧急疏散提供适当的照明，也可以作为非紧急情况下的一般照明；一般照明，即站的一般照明，主要为站的正常运作和维修等提供照明。当火被扑灭时，它会被切断电源广告照明主要为车站的商业广告或公共服务广告提供照明，为车站的三级负荷提供照明。

2控制原理

客室照明系统通过光感应器采集客室内照度，上传至调光控制器。调光控制器收到照度数据后进行计算处理，并根据车辆输入状态信号，输出脉冲宽度调制（pulsewidthmodulation，PWM）控制信号给灯具驱动器。灯具驱动器内置调光金属-氧化物半导体场效应晶体管（以下简称“MOS管”），通过接收电路将PWM控制信号转化成可以调节MOS管的驱动信号。调光控制器可通过输出的PWM控制信号的占空比大小（0~100%）调节MOS管开关状态，从而调节灯具驱动器的输出电压，进而控制LED灯具光源亮灭（开关频率大于人眼识别率），实现灯具亮度自适应调节。当客室内照度大于设定值时，调光控制器通过软件调整PWM控制信号占空比。在不改变PWM方波周期的前提下，减小输出的PWM控制信号占空比，使MOS管截止时间在整个周期中所占的比增大，灯具驱动器输出功率降低，LED灯具亮度就会变暗。当客室内照度小于设定值时，调光控制器通过软件调整PWM控制信号占空比，增大输出的PWM控制信号占空比，使MOS管导通时间在整个周期内所占的比例增大，灯具驱动器输出功率升高，LED灯具亮度就会变亮。通过调光控制器自动控制客室照明，使客室内照度恒定。在司机室操纵台上设置控制按钮，用于输出调光控制器的控制使能信号，控制客室照明系统控制电路的接通或关断。控制按钮配置手动、自动、关闭共3个档位。当控制按钮处于手动档位时，客室照明系统控制功能关闭，照明灯具以设定的额定功率工作；当控制按钮处于自动档位时，客室照明系统控制功能开启，照明灯具根据客室内光强自动调节亮度；当控制按钮处于关闭档位时，客室照明灯具全部关闭。

3地铁电力照明技术的改进策略

3.1优化的照明设备设计

照明设备的优化设计包括两个方面。一方面是优化车站公共区域的灯的布置据相关研究显示，地铁站出入口时间非常短，一般出入口时间约5分钟，出入口约3分钟，因此地铁上灯光的布置应不同集中。在楼梯、扶梯和月台门等区域 对于没有特殊照明效果的出入口等区域，只需按照国家有关的照明标准进行设置即可。 另一方面，照明设备的优化本身——即使随着技术的进步、照明质量和能量转换率不断提高，市场上出现了各种节能照明设备，也有可能选择与地铁环境兼容的照明设备

3.2提高智能照明系统的研发水平

必须根据地铁运营技术的特点对地铁节能模式的运行要求进行有效研究，特别是考虑到照明均匀性影响的各个方面，以便照明系统的灯具数量设计和施工要求能够智能照明系统的具体研发工作还应总结接触器的应用效率，根据电气触点的特性制定分区控制计划的具体战略，以便满足照明相关技术的应用需求。

3.3广告照明优化设计

广告牌也是地铁照明能耗的重要组成部分。大多数广告牌通常安装在平台前面的侧壁上，但由于地铁封闭平台的门被挡住，广告商可以大幅增加亮度和色彩，以改善广告灯箱的视觉效果，从而导致消费因此，许多地铁站的广告照明需要优化，主要有两个方面:一是通过技术手段优化广告灯的设计，二是降低广告灯的能耗；二是确保广告照明用公告牌的合理布置代替部分普通照明，同时也起到广告和广告的作用。

3.4提高新光源的利用率

在地铁节能技术方案设计过程中，需要有效总结新光源的突出应用价值，特别是分析LED技术的主要应用优势，使充电点能够以更意想不到的方式实现扩散运动，并有助于控制科学需要进一步研究电子一体化进程中的能源排放特征，特别是深入审查新光源的发光原则，以便更好地理解和应对新光源与传统光源之间的差异单管或双管荧光灯最初设计为普通管，每个部件中有一个或两个普通管。普通白炽灯每台配备60瓦管灯。

3.5之间照明的节能布置

地下隧道间隔通常每6米安装一个照明装置(例如，全国平均城市的地铁1号线)，总照明和紧急照明的交叉配置量为该数字的一半。在运行期间，紧急照明通常只在区间隧道内启用，而一般照明则被禁用；在维护作业期间，会启用一般照明并启用所有照明。由于地铁列车火灾照明距离超过100米，适当减少紧急照明次数对列车司机观察隧道情况几乎没有影响。因此，建议将现有的紧急照明变更为两个回路控制项，一个正常开启，另一个连接，也就是说，它会在防火状态下自动启动，维护作业会以与一般照明相同的按钮开启，又达到最大限度节能的目的。

结束语

为节约客室照明系统电能，满足客户运营要求，提出客室照明系统控制要求，设计客室照明系统节能控制电路，介绍客室照明系统节能控制方案配置。针对某城市地铁线路，统计客室照明系统采用和不采用节能控制方案时的照明系统电能消耗，并进行能耗分析。分析结果表明，采用节能控制方案，客室照明系统可节约30%电能，实现了照明系统节能降耗目标，为后续地铁车辆照明系统节能设计提供参考。

参考文献

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