1、引言

　　北京地铁五号线南起丰台宋家庄，经天坛，崇文门，东单，北至昌平太平庄北站。线路全长约27公里，其中地下线约17公里。全线共设有22个车站，其中16座地下站，6座地上站，一个车辆段、一个停车场、一个指挥中心，预计2006年底建成通车。

　　2、地铁工程空调通风系统工艺要求概述

　　地铁工程中地下车站及区间除车站出入口、风亭及地下线路两端隧道洞口外，基本与大气隔绝。通风空调系统的任务是对地下车站，区间隧道内温度、湿度、风速、事故工况排烟等进行全面控制。车站两端各设置新风井及排风井各一座，风井面积因通风量而异。

　　北京地铁五号线工程空调通风系统制式采用闭式系统，开、闭式运行。空调通风系统由以下四部分组成:车站公共区空调通风/区间通风系统(大系统)、设备管理用房空调通风系统(小系统),空调水系统(水系统)、其他区间通风系统(中间风井，洞口空气幕，即射流风机)。

　　隧道通风系统中车站的公共区夏季采用空调，其余季节通风换气。车站公共区空调通风机与至车站的区间隧道风机合而为一，及车站空调通风兼容区间隧道风机功能。采用变频控制，工况不同时，风量不同，达到节能运行。

　　地铁运营正常工况时，通风空调设备排除余热和余湿，为乘客在地铁车站创造一个往返于地面至列车内的过渡性舒适环境。隧道通风机通过送，回风管对车站公共区空调通风。当区间夜间通风和区间隧道阻塞工况时，通过组合风阀转换开关控制实现对区间的通风换气。风机根据运行模式的要求进行正转或反转运行，已达到向车站和区间隧道送风和排风的目的。同时该风机兼送车站机区间火灾事故风，通风空调设备向乘客和消防人员提供必要的新风量，形成一定迎面风速，诱导乘客安全撤离，并具有排烟功能。

　　3、地铁隧道风机对变频控制的要求

　　基于以上地铁工程隧道通风系统工艺要求，对于采用变频器控制隧道风机，有以下综合功能要求。

　　3.1控制方式要求

　　由于风机需要由中央控制、车站控制、就地控制三级组成，所以变频器的受控要考虑三地的命令，以及不同的运转方式。

　　其中中央控制室对全线风机变频通风设备进行监控。在正常工况下，中控室显示风机的工作状态，在事故工况下，风机及其相应的风阀接受中央控制室的信号，通过变频进行正转/逆转运行，以保证列车正常运行及乘客疏散;火灾工况下，由中央控制室统一调度。

　　车站控制室确保在正常工况下，对车站及其所控区间风机作变频控制及显示，在事故工况下，风机及相应的变频器能接受车站控制、中央控制室控制;火灾工况下，由中央控制室统一调度。

　　就地控制是在风机变频控制柜处进行操作，供机组安装、调试、检修时在现场使用。

　　根据控制方式的不同要求，变频控制系统要求设有就地(手动)/远程(自动)控制转换开关，工频/变频运行控制转换开关。就地控制时其他操作屏蔽。远程自动控制通过bas(环控系统)，实现远程启停风机，同时可以反馈风机启、停、正、逆转运行状态、故障信号、变频运行控制转换开关位置信号，反馈自动控制/就地转换开关位置信号等。而在火灾发生时，远程控制要通过fas(火灾控制系统)系统实现，可反馈风机运行状态和故障信号、运行控制转换位置信号，可远程启停风机，同时还能屏蔽bas系统运行操作。

　　3.2变频器的性能及要求

　　北京地铁五号线工程项目车站可逆转耐高温轴流风机，区间风井隧道可逆转轴流风机共计采用施耐德atv38hc13nx变频器56台，atv38hc15nx变频器8台，ats48c21q软启动器2台。其中atv38hc13nx变频器对应轴流风机电机功率为90kw，atv38hc15nx变频器对应轴流风机电机功率为110kw，为可靠运行考虑计，要求变频器按风机的负载功率均加大一档选择。

　　atv38变频器是施耐德电气公司针对风机水泵等变转矩负载而开发的一款用于三相异步电动机的变频器，功率范围从0.75kw到315kw,电压范围:380v~10%至460v+10%,广泛用于工业与民用建筑供热，通风，供水，空调等各类应用场合。其主要特点如下:

　　(1)产品适用性强

　　针对风机应用，atv38变频器可以通过磁通优化，调节优化电动机效率，提高节能效果，根据速度调整电流限制，使用速度检测自动捕捉旋转负载，内置pid调节，自动降低电机噪音等。

　　(2)集成性好

　　atv38系列变频器具有4个逻辑输入，2个继电器输出，2个模拟输入和1个模拟输出，另可通过i/o扩展卡满足增加要求，标准配置一个符合modbus协议的rs-485多点串口连接。因此可以满足多方控制及多种控制要求。

　　(3)保护功能齐全

　　可以在连续运行中防止过电流和过载，以及缺相，短路保护，可以实现ptc热传感器对电机进行热保护，并可配置各种报警输出等。

　　(4)电磁兼容性好

　　可配置各种滤波器，输入、输出电抗器，以满足抗射频辐射干扰和传导辐射干扰要求，以及降低对电网的谐波注入。

　　3.3变频器与控制系统简介

　　变频器控制系统主回路如图1所示。

　　主回路(以110kw)为例，由塑壳断路器1qf(施耐德产品，型号ns250-ma)，进线交流接触器、出线交流接触器、工频旁路正转接触器、工频旁路反转接触器1km,2km,3km,4km(施耐德产品，型号lc1d245m5c),热继电器1fr(施耐德产品，型号lr9f7375),构成过载，过流，过热等保护功能执行回路系统，以及完成故障分断隔离(进线接触器)，强制通风，排烟(工频正反转)等工艺运行要求。

　　变频器fc(atv38hc15n4x),进线端增加射抗频干扰滤波器c(型号vw368402)，进线电抗器l(型号vw368503),用于控制风机，改善变频器对电网的谐波影响，及用于满足严格的电磁兼容性标准要求。

　　变频器的4个逻辑输入端，分别定义为风机正转，反转，直流制动，给定切换功能，两路继电器输出信号分别定义为报警输出，出线接触器控制等，在模拟输入ai1的+10v与ai1端，通过ki5的控制，实现强制变频器在紧急情况下，达到频率输出。