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地鐵環(huán)控系統(tǒng)變頻技術(shù)的應用
變頻技術(shù)是一種把直流電逆變成不同頻率的交流電的轉(zhuǎn)換技術(shù)。它可把交流電變成直流電后再逆變成不同頻率的交流電，或是把直流電變成交流電后再把交流電變成直流電。總之這一切都只有頻率的變化，而沒有電能的變化。
摘要：當今地鐵處于發(fā)展的高峰期，地鐵環(huán)控系統(tǒng)如何保證在正常運營以及不影響乘客舒適度情況下，達到節(jié)能降耗的目的，是目前研究的熱點，縱觀當代地鐵環(huán)控系統(tǒng)，大多的系統(tǒng)中采用變頻技術(shù)，使用變頻能夠提高地鐵環(huán)控系統(tǒng)的運行效率，從而達到節(jié)能減排的要求;其次在地鐵環(huán)控系統(tǒng)的各個運行環(huán)節(jié)，包括通風風機、排熱風機、回排風機、組合式空調(diào)機組等采用變頻技術(shù)進行控制，可以激發(fā)環(huán)控系統(tǒng)的巨大潛力，在地鐵環(huán)控系統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)提高運行效率并節(jié)能降耗的同時，能夠有效提升地鐵運營的乘客體驗。本文在介紹地鐵環(huán)控系統(tǒng)的組成以及結(jié)構(gòu)的同時，將變頻技術(shù)在地鐵環(huán)控中的應用做了介紹。
關鍵詞：環(huán)控系統(tǒng);變頻;應用;通風空調(diào)
一、地鐵環(huán)空系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與設計要點
1.1 結(jié)構(gòu)與組成
地鐵環(huán)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，包括通排風以及空調(diào)等設備，例如負責通排風的各類風機、風閥以及空調(diào)系統(tǒng)的組合式空調(diào)機組、水冷冷水機組、風冷冷水機組等，在地鐵環(huán)控系統(tǒng)的隧道風機、排熱風機以及組合式空調(diào)機組中使用的變頻器，內(nèi)置具有功率因數(shù)校正功能的整流器，同時內(nèi)置逆變器，還具有其他各種功能作用的控制電路，由MCU根據(jù)變風量需求的設計方案對環(huán)控系統(tǒng)的設備進行控制，環(huán)境溫度、多聯(lián)機信息以及室內(nèi)機的通信同樣也主要依靠該系統(tǒng)實現(xiàn)。壓縮機與風機的驅(qū)動控制系統(tǒng)中，無位置傳感器矢量是控制功能實現(xiàn)的關鍵，在高溫、高壓、密封運行空間中能夠盡量減少其影響，實現(xiàn)通風排風以及空調(diào)制冷按照環(huán)境溫度控制要求運行。
1.2 設計要求
地鐵環(huán)控設計首先是要保證正常運行期間，乘客的舒適度，而在此基礎上，我們要分析車站公共區(qū)域的熱濕負荷變化規(guī)律，確定出相應的風機變頻轉(zhuǎn)速變化規(guī)律，針對上述要求，可編程控制器PLC可以選作環(huán)控系統(tǒng)的關鍵控制單元，環(huán)控控制系統(tǒng)的一般要求，一、地鐵正常運行時對車站公共區(qū)域以及隧道進行排熱排濕，保證車站內(nèi)乘客舒適度的同時，隧道內(nèi)的熱濕負荷也要符合相關設計規(guī)范。此外，對于隧道環(huán)控通風以及車站的環(huán)控空調(diào)系統(tǒng)，如各種送、排風機、排熱風機以及各自的聯(lián)動裝置和風閥以及組合式空調(diào)機組、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔等都要求相應的IO接口，該接口能夠與PLC控制系統(tǒng)進行實時通信，將設備狀態(tài)和信息傳輸?shù)奖O(jiān)控設備中。
二、變頻技術(shù)在環(huán)控系統(tǒng)中的應用
2.1 節(jié)能降耗
當今時代國家提倡可持續(xù)發(fā)展，地鐵環(huán)控系統(tǒng)采用變頻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)國家能源的可持續(xù)利用，同時利用微型計算機進行智能控制，可以實現(xiàn)地鐵環(huán)控系統(tǒng)對負載的自動適應和調(diào)整，拉高供電電網(wǎng)的功率因數(shù)，有效降低能耗。將變頻技術(shù)應用到環(huán)控供水系統(tǒng)中，水泵揚程與供水流量的需求也可以得到最大程度滿足，供水系統(tǒng)中的節(jié)水器，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速與管道水流量的同時，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的閥門功能，還能夠達到節(jié)能降耗的目的。環(huán)控系統(tǒng)中的變頻器技術(shù)，可以利用網(wǎng)絡對地鐵內(nèi)的設備能耗進行實時監(jiān)控，最終可以形成對不同設備用電的數(shù)據(jù)分析，并將其進行對比，改變控制方法以及程序，在遠程就可以實現(xiàn)故障報警，可以有效減少變頻設備的故障發(fā)生率，因此可以減少設備因為故障而導致的能源的浪費，確保地鐵安全運行的同時，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
2.2 地鐵熱濕負荷的智能控制
地鐵公共區(qū)域的熱濕負荷是隨著客流量、列車運行圖以及氣候不斷變化的一個變量，首先我們要確定上述這行因素引起負荷的波動規(guī)律，進而根據(jù)這個波動規(guī)律我們可以計算出車站公共區(qū)域逐時通風量，而利用變頻系統(tǒng)中的溫濕度變送器數(shù)據(jù)，可以對環(huán)控系統(tǒng)中風道的進風以及排風的風量進行檢查和計算，可以根據(jù)上述數(shù)據(jù)對通風空調(diào)的系統(tǒng)模式進行定期變更，這樣可以保證地鐵公共區(qū)域內(nèi)的熱濕負荷處于正常范圍。
2.3 對環(huán)境保護有利
變頻技術(shù)引入地鐵環(huán)控系統(tǒng)中，可以實現(xiàn)對環(huán)境的有效保護，在降低環(huán)境污染的同時，可以實現(xiàn)有效的節(jié)能降耗。針對環(huán)保節(jié)能的要求，在環(huán)控的變頻設計中，需要將水系統(tǒng)的變流量做相應的改造，這樣在有效節(jié)約電能的同時，同時改造后可以使通風空調(diào)等設備在最優(yōu)的狀態(tài)下開啟通風制冷模式，這樣做的結(jié)果同時順應國家節(jié)能的號召。此外利用變頻技術(shù)可以實現(xiàn)對空調(diào)水系統(tǒng)，包括冷卻塔等的水資源的節(jié)約，從而能夠在變流量模式下進行控制，空調(diào)水系統(tǒng)中含有很多種類的腐蝕性生物，在流速較低的狀況下對水管的材質(zhì)具有很大的影響，變流量的控制策略中的冷水機組，利用特殊物質(zhì)進行改造，這樣的吸收式冷水機組，能夠確保水系統(tǒng)在變流量的情況下運行，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。此外還可以降低系統(tǒng)中設備故障的發(fā)生。
2.4 提高環(huán)控系統(tǒng)設備的壽命
利用地鐵內(nèi)相關風管和水管傳感器的數(shù)據(jù)分析，可以得到環(huán)境控制所需要的各種參數(shù)，在環(huán)控系統(tǒng)中采用變頻技術(shù)，利用微型計算機對系統(tǒng)進行智能控制，可以實現(xiàn)地鐵環(huán)控系統(tǒng)對負載的自動適應和調(diào)整，拉高供電電網(wǎng)的功率因數(shù)，有效降低能耗，同時減小通風空調(diào)系統(tǒng)的機械磨損，電機的使用壽命也可以得到延長;另外地鐵環(huán)控系統(tǒng)采用變頻技術(shù)，還便于工人對環(huán)控設備進行維修，同時變頻技術(shù)可以對電流限幅、過壓失速以及短路、過壓等實現(xiàn)保護，降低電能以及水資源的消耗，節(jié)電器的軟啟動功能也能夠較好的實現(xiàn)，同時空調(diào)水流量也可以得到有效調(diào)節(jié)，減少沖擊的發(fā)生。
三、結(jié)束語
變頻技術(shù)在地鐵環(huán)控系統(tǒng)中的使用，可以控制風機進行分級運行，按照不同時間段的需求進行連續(xù)變頻運行，在降低地鐵電力以及水資源能耗的同時，使系統(tǒng)設備的使用壽命得到了延長，能量轉(zhuǎn)化效率也得到了有效提高，在環(huán)控系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大的作用，可以實現(xiàn)對地鐵環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能減排的目的。
參考文獻：
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