丁 赟 (中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063)

1 前言

随着土地资源的稀缺，较多城市的轨道交通选择修建地下式车辆段(或停车场)，即车辆段(或停车场)位于地下或设置有上盖(上盖上再做物业开发)。通风空调系统是为了给工作人员提供良好的工作环境；给设备提供良好的运行环境；以及发生火灾时满足安全疏散和消防扑救的需要，因此在车辆段有上盖的库内设置了大量的排风机及排烟风机。针对此情况，低压配电专业应如何合理解决风机的配电及工艺要求的控制问题，本文结合武汉地铁二号线常青车辆段项目提出了一种灵活的解决思路，其他属于常规负荷的配电和控制，不在此论述。

2 风机控制要求

武汉地铁二号线常青车辆段采用上盖物业开发方案[1]，盖下主要为运用库(为地铁车辆停车、检修用)，库内风机的设置情况及控制要求如下 ：

2.1 运用库南端

设轴流排风兼排烟机72台，对应每台风机设置1台排烟防火阀，共设72台。排烟防火阀与风机的关系为：排烟防火阀常开，关闭时联锁排烟风机关闭并输出关闭信号。

72台排风兼排烟机采用模式控制方式，共设21种模式，除正常运行、停机工况模式外，其余模式均为火灾状态下的控制模式。每个火灾状态下的模式控制解读为：72台风机分为18组，每组4台，当该组区域发生火灾时，除该组区域风机启动外，相邻组风机亦启动(即最多共3组、12台风机启动)。

2.2 运用库北端

设排烟风机9台、排风机9台，其中3台排烟风机及3台排风机设有联动电动风阀。9台排烟风机每台对应设置1台排烟防火阀，排烟防火阀与风机的关系为：排烟防火阀常开，关闭时联锁排烟风机关闭并输出关闭信号。

3 风机配电方式

3.1 运用库南端

运用库南端的72台风机为排风兼排烟风机，为一级负荷。考虑到风机较多，配电距离远，如按常规方式在每台风机处设末端切换箱对风机配电，配电方式复杂，且不利于集中管理。因此，按照地铁集中设置环控电控室的概念(即对暖通的风机和风阀进行集中配电和控制，且视环控电控室为终端切换箱)，在运用库南端的边跨设置了1、2、3号三处配电室，实现对南端的72台风机配电。每台风机对应一个配电柜抽屉小室，即每台风机对应一个配电回路，控制回路设于该配电抽屉内，并将单回路电源引至风机。其中，1、2号配电室每处负责28台风机的配电；3号配电室负责16台风机的配电。配电室电源由设于运用库旁的35/0.4kV变电所通过防水型封闭母线引来2路电源，其中2、3号配电室共用2路电源。

3.2 运用库北端

运用库北端的排烟风机及排风机，设置比较分散，因此，按照负荷等级，分别在排烟风机附近设置双电源切换箱；在排风机附近设置一般控制箱配电，其电源由较靠近的35/0.4kV变电所通过电缆引来1路或2路电源，并按照相近切换箱共用电源原则配电。

4 风机的控制

4.1 智能控制方案

上述运用库南、北端的风机按照暖通工艺[2]的要求，均要实现模式控制，即一种模式对应多台风机、风阀的联动控制。以本工程实例来说，共设置21种模式，如果通过控制电缆及相应的二次接线来实现这种多模式的控制，则控制线将是非常复杂的，因此，我们引入了智能控制方式，具体方案如下：

在运用库南端的1、2、3号配电室每个风机回路以及北端风机切换箱(控制箱)风机回路设置智能马达保护模块；在电动风阀回路设置小型PLC(仅北端风机有联动电动风阀)；在2号配电室设置一台PLC及相应的网关设备等，并配置工作站(电脑终端)，PLC与各回路智能马达保护模块通过总线连接。正常工况下，由工作站控制各台风机、电动风阀的运行；火灾状况下，由火灾报警系统(FAS)发布模式指令给配电室的PLC，PLC按照预设的模式启动相应风机。

4.2 与火灾自动报警(FAS)的接口处理

1)通信接口

FAS与2号配电间PLC自动部分接口为通信接口，通过FAS侧FACP盘的RS485接口与PLC通信连接实现。

2)硬线接口

按照火灾自动报警规范要求，发生火灾时，排烟风机除应实现自动控制外，还应由联动控制盘实现手动控制[3]。因此，按照常规设置方式，FAS的联动控制盘应设置81根(南端72台、北端9台排烟风机)手动控制电缆至排烟风机控制箱(或回路)，但由于排烟风机在火灾状态下均按模式控制，所以，只需从联动控制盘设置21根模式控制电缆至2号配电室的PLC即可。

注：按照地铁设计规范及设计原则，排烟风机与正常通风合用的风机，可由FAS发布模式指令，BAS启动相应火灾控制模式，并在IBP盘(亦称紧急综合后备盘，在盘内设置PLC)上设置模式控制按钮，达到直接启动排烟风机的目的[5]。上述运用库内的排烟风机均为与正常通风合用的风机，因此，上述设计是满足规范要求的。

运用库智能控制方案见图1。

4.3 风机与排烟防火阀、电动风阀的联动

1)排烟风机与排烟防火阀的联动

排烟防火阀与排烟风机的联动要求为：排烟防火阀常开，关闭时联锁排烟风机关闭并输出关闭信号。因此，每台排烟风机控制回路需设置1根与排烟防火阀的联动控制电缆，排烟防火阀关闭信号应输出至FAS监视。

2)普通风机与电动风阀的联动

普通风机与电动风阀的联动要求为：风机启动时，风阀开启。因此，每台风机控制回路需设置1根与电动风阀的联动控制电缆。

5 结论

采用上述设计方案后，达到了对风机的集中、智能化管理，运营人员可方便地对每台风机或多台风机进行操作控制，也可对控制命令进行修改等。

为了满足轨道交通发展的不同需求，在低压配电及其接口设计中应充分考虑各种设备的控制要求及特点，利用自动化控制领域的成熟产品达到智能控制的目的，提高轨道交通低压配电的自动化水平。

[1]武汉轨道交通2号线一期工程常青车辆段和上盖综合开发工程初步设计及外部市政工程可行性研究 [M].2008.

[2]武汉地铁二号线常青车辆段低压配电施工设计说明书[R].

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50157-2003地铁设计规范[S].北京: 中国计划出版社, 2001.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50490-2009城市轨道交通技术规范[S].北京: 中国建筑工业出版社, 2009.

[5]中华人民共和国公安部.GB50116-2008火灾自动报警系统设计规范[S].北京: 中国计划出版社, 2008.