地铁项目交流配电箱创新设计方案.pdf

JIANGXITONGXINKEJI2023第2期江西通信科技地铁项目交流配电箱创新设计方案刘伟福建省邮电规划设计院有限公司福州市刘伟福建省邮电规划设计院有限公司福州市350003350003摘要摘要：地铁交流配电箱需要接入大量负载地铁交流配电箱需要接入大量负载，三大运营商的负载需求不同三大运营商的负载需求不同，总功率差异较大总功率差异较大，容易造成电路三容易造成电路三相不均衡问题相不均衡问题，使得电能损耗过大使得电能损耗过大，线路损坏过快线路损坏过快。为此针对性地设计交流配电箱结构和接入方案为此针对性地设计交流配电箱结构和接入方案，避免出现三相避免出现三相不均衡问题不均衡问题，对电流精确的测量数据对电流精确的测量数据，以便准确地计算出电费以便准确地计算出电费。关键词关键词：地铁交流配电箱汇流排钳式感应器地铁交流配电箱汇流排钳式感应器0引言某市地铁通信设计系统由该市铁塔公司承建某市地铁通信设计系统由该市铁塔公司承建，三家三家运营商提出建设需求运营商提出建设需求。在以往的建设中在以往的建设中，存在电路三相存在电路三相不平衡问题不平衡问题，同时电费结算时同时电费结算时，由于负载载荷不同由于负载载荷不同，容容易造成扯皮现象易造成扯皮现象，不利于高效运营不利于高效运营，需要解决电费的精需要解决电费的精确计算问题确计算问题。1项目方案设计背景在高速铁路在高速铁路、高速公路的隧道以及城市地铁等场景高速公路的隧道以及城市地铁等场景需要进行移动通信网络无线信号覆盖时需要进行移动通信网络无线信号覆盖时，施工难度大施工难度大，限制多限制多，为避免重复投资为避免重复投资，通常由一家承建通信网络通常由一家承建通信网络，多家运营商共用多家运营商共用。多个负载需要考虑负载均衡问题多个负载需要考虑负载均衡问题，以以避免单相电流过大导致线路供电效率下降避免单相电流过大导致线路供电效率下降，热损耗过热损耗过大大，以及重负荷相超载过多以及重负荷相超载过多，造成某相导线损毁的造成某相导线损毁的情况情况。同时在以上场景因建设场景特殊同时在以上场景因建设场景特殊，人员进入现场限人员进入现场限制条件多制条件多，安全无法有效保障安全无法有效保障。另外人工抄表困难另外人工抄表困难，电电表读数不准确表读数不准确，多家运营商存在互不认可电表读数的情多家运营商存在互不认可电表读数的情况况，结算电费时出现运营商不认可情况结算电费时出现运营商不认可情况，给运营维护带给运营维护带来困难来困难。客户要求设计团队解决上述问题客户要求设计团队解决上述问题。在充分了解现有在充分了解现有问题后问题后，经过深入讨论经过深入讨论，设计团队设计了一种具有三相设计团队设计了一种具有三相均衡的交流配电箱均衡的交流配电箱，解决配电箱多负载不均衡导致线路解决配电箱多负载不均衡导致线路供电效率下降供电效率下降，热损耗过大热损耗过大，重负荷超载过多重负荷超载过多，导致某导致某相导线损毁的问题相导线损毁的问题。同时可以读取电流计量数据同时可以读取电流计量数据，自动自动远程回传电表读数远程回传电表读数，通过通过ABCABC三项电流读数精确分配电三项电流读数精确分配电费费，为运行维护提供便利为运行维护提供便利，保护人员安全保护人员安全，降低人工降低人工成本成本。2详细设计方案普通交流配电箱通过总输出开关普通交流配电箱通过总输出开关，直接与断路器连直接与断路器连接接，负载由于功耗不同负载由于功耗不同，某个较大功耗的负载接入后某个较大功耗的负载接入后，会造成相电压之间的不均衡会造成相电压之间的不均衡。针对特殊的地铁项目针对特殊的地铁项目，通通过一种定制化的交流配电箱设计方案过一种定制化的交流配电箱设计方案，以解决相电流负以解决相电流负载不均衡问题载不均衡问题，大大降低相电流热损耗大大降低相电流热损耗，保证设备正常保证设备正常运行运行，减少故障率和线路损坏情况减少故障率和线路损坏情况，降低运行维护降低运行维护成本成本。设计团队在地铁项目交流配电箱设计时设计团队在地铁项目交流配电箱设计时，采用了全采用了全新的设计理念新的设计理念，除传统的箱体除传统的箱体、接线端子接线端子、交流接入空交流接入空气开关气开关、微型断路器以外微型断路器以外，新增了新增了A A相汇流排相汇流排、B B相汇相汇流排流排、C C相汇流排相汇流排，增设了钳式感应器增设了钳式感应器，并增加了具有并增加了具有无线功能的智能回传模块无线功能的智能回传模块。接线端子的输入端连接于三相电源电缆接线端子的输入端连接于三相电源电缆，接线端子接线端子的输出端包括的输出端包括A A相输出端相输出端、B B相输出端以及相输出端以及C C相输出端相输出端，接线端子的接线端子的A/B/CA/B/C相输出端通过交流接入空气开关连接相输出端通过交流接入空气开关连接于于A/B/CA/B/C相汇流排的输入端相汇流排的输入端，A/B/CA/B/C相汇流排包括若干相汇流排包括若干个输出端个输出端，输出端连接于对应的微型断路器输出端连接于对应的微型断路器。采用在总输出交流开关加装采用在总输出交流开关加装ABCABC三相汇流排三相汇流排，再通再通过汇流排连接到各断路器的方案过汇流排连接到各断路器的方案，控制三相负载载荷控制三相负载载荷。接入到汇流排的负载可以根据功耗进行分配接入到汇流排的负载可以根据功耗进行分配，有效解决有效解决了相间电压不平衡问题了相间电压不平衡问题。1009-0940-2023（2）-10-121010通信前沿同时在设计方案中加装了相电流测量设备钳式感应同时在设计方案中加装了相电流测量设备钳式感应器和智能电表器和智能电表。智能电表能提供有功功率智能电表能提供有功功率、无功功率无功功率、相电压相电压、线电压线电压、每相回路电流每相回路电流、每相回路电度及告警每相回路电度及告警功能功能，智能电表三相交流电压信号应在交流输入空气开智能电表三相交流电压信号应在交流输入空气开关的下桩头处和交流配电箱电路连接示意图标示位置取关的下桩头处和交流配电箱电路连接示意图标示位置取得得，且具有智能接口且具有智能接口，可供监控采集上传可供监控采集上传。通过钳式感通过钳式感应器可以准确地测量出应器可以准确地测量出ABCABC各相电流各相电流（智能电表计量点智能电表计量点2 2、3 3、4 4）及总电流及总电流（智能电表计量点智能电表计量点1 1），），并在智能电并在智能电表中反映出电流读数表中反映出电流读数，从而精确控制相电流基本一致从而精确控制相电流基本一致。通过在现有智能电表上加装通过在现有智能电表上加装SIMSIM卡卡，使用使用4 4G G移动公众通移动公众通信网络信网络，将数据回传监控中心将数据回传监控中心，将电流数据反映在网管将电流数据反映在网管平台上平台上。图图1 1交流配电箱电路连接示意交流配电箱电路连接示意图图2 2交流配电箱电气设计原理图交流配电箱电气设计原理图11 11JIANGXITONGXINKEJI2023第2期江西通信科技表表1 1空开分配表空开分配表开关序号开关序号输入输入1 1输出输出1 1输出输出2 2输出输出3 3输出输出4 4输出输出5 5输出输出6 6输出输出7 7输出输出8 8输出输出9 9输出输出1010输出输出1111输出输出1212输出输出1313输出输出1414输出输出1515输出输出1616输出输出1717输出输出1818型号型号3232A/A/3 3P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P1010A/A/1 1P P连接设备连接设备基站配电箱输出基站配电箱输出A A相相（运营商运营商1 1用用）B B相相（运营商运营商1 1用用）C C相相（运营商运营商1 1用用）A A相相（运营商运营商1 1用用）B B相相（运营商运营商1 1用用）C C相相（运营商运营商1 1用用）A A相相（运营商运营商2 2用用）B B相相（运营商运营商2 2用用）C C相相（运营商运营商2 2用用）A A相相（运营商运营商2 2用用）B B相相（运营商运营商2 2用用）C C相相（运营商运营商2 2用用）A A相相（运营商运营商3 3用用）B B相相（运营商运营商3 3用用）C C相相（运营商运营商3 3用用）A A相相（运营商运营商3 3用用）B B相相（运营商运营商3 3用用）C C相相（运营商运营商3 3用用）种类种类微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器是否需计量是否需计量智能电表计量点智能电表计量点1 1智能电表计量点智能电表计量点2 2智能电表计量点智能电表计量点3 3智能电表计量点智能电表计量点4 43产品结构及特点产品的整体设计结构如下图所示产品的整体设计结构如下图所示。包含接线端子包含接线端子、互感器互感器、防雷器防雷器、接线铜排接线铜排、工作地排工作地排、智能电表智能电表、保保险丝险丝、信号灯信号灯，各类空开等结构件各类空开等结构件。图图3 3交流配电箱内部结构交流配电箱内部结构通过设计团队创造性地设计方案通过设计团队创造性地设计方案，实现了以下普通实现了以下普通交流配电箱不具备的功能交流配电箱不具备的功能：三相负载均衡三相负载均衡，减少电能损耗减少电能损耗，避免线路损坏避免线路损坏过快过快；便于新增负载的接入便于新增负载的接入，利于系统扩容利于系统扩容；自动提取相电流数据自动提取相电流数据，做到精确相电流读取做到精确相电流读取，便于相电流控制便于相电流控制；避免施工中负载接入不规范避免施工中负载接入不规范，导致新增负载接导致新增负载接入插花现象入插花现象；考虑到地铁的维护空间狭小考虑到地铁的维护空间狭小，要求设备占用空间不要求设备占用空间不大于大于250250mmmm，故设计采用上下开门方式故设计采用上下开门方式，而非传统的左而非传统的左右开门方式右开门方式。大大减少了维护空间大大减少了维护空间，降低维护难度降低维护难度。图图4 4交流配电箱门结构交流配电箱门结构4结束语地铁通信系统的设计较为复杂地铁通信系统的设计较为复杂，由于狭长的隧道场由于狭长的隧道场景景，会出现一些特殊的要求会出现一些特殊的要求，此类要求都是结合以往工此类要求都是结合以往工程经验在实践中逐步摸索出来的宝贵财富程经验在实践中逐步摸索出来的宝贵财富，对于工程执对于工程执行行、维护维护、项目运营都有显著帮助项目运营都有显著帮助。在设计阶段在设计阶段，需要需要充分有效沟通充分有效沟通，避免在工程中出现类似的问题避免在工程中出现类似的问题，真正体真正体现设计方案的价值现设计方案的价值。1212