城市轨道交通降压变电所设置方式研究朱宗佳

城市轨道交通降压变电所设置方式研究朱宗佳

朱宗佳

(身份证号：42120219921022xxxx;南宁轨道交通集团有限责任公司广西南宁530031)

摘要：文章主要对城市轨道交通运行中变电所类型及供电系统进行分析，并针对降压变电所展开具体的探讨，希望通过文章能够让相关人员对轨道交通变电所工作有更多的了解。

关键词：城市轨道；轨道交通；变电所；降压变电所

引言

城轨变电所由牵引变电所和动力照明系统组成，其中动力照明系统肩负着为确保列车安全运行的信号系统、确保城市轨道交通正常运营的屏蔽门系统、火灾自动报警系统、通风空调系统、事故照明、工作照明等设备提供交流用电的重任。动力照明系统包括降压变电所和低压配电系统，降压变电所是整个动力照明系统的能源基础，其接受主变电所的中压电或者城市电网的中压电，将中压电能降压变为380V交流低压电能，为车站、车站左右半个区间、车辆段（停车场）及控制中心所有低压设备供给电源。

1城市轨道交通变电所相关概述

1.1变电所类型

一般来说,城市轨道交通变电所主要包括有三类,分别是主变电所、牵引变电所和降压变电所,各类变电所的功能有着明显的差异:第一，主变电所。主变电所是负责为城市轨道交通提供电力能源的机构。城市电网的电压为110kV,而城市变电所多采用35kV环网供电。为了保证变电所内设备的稳定运行,主变电所需进行降压处理,再通过中压环网供电网络将来自主变电所的35kV电压分配给沿线的牵引变电所和降压变电所。,主变电所可采用内桥接线或者是线路—变压器接线,具体选择哪种接线方式要视实际情况而定,还要充分考虑到城市电网规划要求,唯有如此才能进一步提高主变电所设计的合理性。第二，牵引变电所。目前,国内城市轨道交通列车通常采用750V和1500V两种直流电源供电,这就意味着从主变电所流出的电压需要再次进行降压处理,通过设置牵引变电所可以达成这一目的,但是需要注意的是牵引变电所的位置不但要便于后期的安装调试,还要与整个变电所联结成为一个有机整体,变电所的数量、容量及其在线路上的分布是经过供电计算分析后决定的。牵引降压变电所在车站内的位置也应设置在站台层,靠近负荷中心区域,避免因设备吊装造成不良的后果。第三，降压变电所。城市轨道交通各个车站通常设置1个降压变电所和一个跟随所,若有物业层,则会设置物业层专用的跟随所。

1.2城市轨道供电系统分析

供电系统的保护方法和控制策略是整个系统正常运行和实现其保护控制目标的两个重要方面,系统中的控制功能其实质是:保护系统通过特定方法获得系统的即时运行参数,经过与内设定值比较和逻辑判断后,如果判定为故障,则输出跳闸开关量脉冲,是相应的断路器跳闸,切除故障线路或故障设备,实现直流供电系统的保护。实际在微机保护装置中,控制部分与保护部分通过整体规划设计已经结合在一起,成为微机保护装置的基本组成部分。这样大大减少了外围接线,从而降低了二次回路的故障率,大幅度地提高了设备的可靠性。其中，断路器的分、合闸操作控制着一次回路的断、通;重合闸与线路测试相互关联,线路测试是在重合闸(初次合闸前或故障跳闸后)前,对线路的绝缘状态进行测试,确认线路为非短路方可合闸,避免了向短路点送电造成的设备损害以及对供电系统稳定性的不良影响;双边联跳是确保双边供电的区间牵引网在一侧断路器跳闸后,另一侧断路器也能可靠跳闸的重要措施;大双边联跳是一个牵引变电站故障退出运行后,其左右邻站通过纵联开关形成大双边供电,这时联跳与被联跳关系的自动转接回路。闭锁警告则是对于系统、设备有严重故障时的警告和闭锁合闸的控制。

2城市轨道交通降压变电所设置方式

2.1变电所数量的选择

在满足各种低压负荷供电要求的情况下，考虑到经济性技术指标，降压变电所数量越少越好。车站、车辆段（停车场）、控制中心大楼和区间建筑规模大小不同，结构形式也不尽相同，对于供电独立性、安全性和可靠性的要求也不同，因此变电所数量的设置也有所区别。比如，城市轨道交通车站按建筑形式可以分为地面车站、高架车站和地下车站三种不同类型。大部分地铁车站站厅站台层中间部分为公共区，两端为设备区，大部分的电气设备都集中布置在两端的设备区。当地下车站长度小于200m时，对于照明用电设备，考虑到建设成本，一般是在车站一端设置降压变电所，另一端设置低压配电室，其中车站一端用电设备的电源取自降压变电所，另一端用电设备的电源取自低压配电室。对于动力用电设备，绝大部分是环控设备，车站两端的环控设备用房专门设置环控电控室，这样，环控负荷末端配电线路相对较短，环控负荷用电直接从环控电控室获得。另外，车辆段（停车场）是车辆停放、检修、运行的所在地，除了设置有综合维修基地外，还设置有综合办公楼、员工培训中心等基地，整体规模相对较大，因此低压用电负荷比较多，而且分布位置较散。通常情况下，地铁车辆段会设置两座降压变电所，其中一座为独立的降压变电所，一座为跟随式降压变电所，前者考虑与车辆段牵引变电所合建构成混合变电所，主要供给综合办公楼、信号值班楼动力照明负荷低压电源；后者通过混合变电所中压侧馈线开关获得两路进线电源，为停车库、检修车间等地的动力照明设备提供低压电源。

2.2动力照明系统

城市轨道交通动力照明系统中主要包含了配电变压器这一设备,该系统为TN-S三相五线制,工作电压为380V。考虑到城市轨道交通动力照明系统的运行要求,必须要配置两台配电变压器,一台停止运行后,另一台要可以给一、二级负荷继续供电,所以配电变压器的负载率不得低于60%。这样设计既可以降低城市变电所的投资和运行成本,还能够避免城市轨道交通运行过程中有可能出现的测量精度误差、CT变比选择等问题。

2.3资源整合

由于在车站内,供电专业设备数量多,体积大,变电所是不可取消的建筑,而其他专业(例如通信信号)的设备数量相对较少。一方面,可以将其他专业的设备纳入箱变,综合考虑维护管理的分工,有条件的话可以在箱变内设置独立的间隔。另一方面,共享备用电源。常规设计中,通信信号一般采用UPS电源(内部本质也是蓄电池),采用交流为设备供电,变电所所用电系统配置蓄电池,采用直流为所内设备供电。备用电源系统存在重叠,因此可以在交直流屏中统一设置整流和逆变装置,实现蓄电池的共享,减少所用电系统对箱变内部空间的占用。

2.4变电所位置的选择

降压变电所位置选择时要结合以下几方面的因素综合考虑：第一，降压变电所应尽量接近负荷中心，方便电缆线路的接入与引出；第二，考虑到降压变电所设备体积大、重量大，应尽量便于设备的运输与吊装；第三，变电所全部的电气设备应远离腐蚀性气体、污染源、有火灾或者经常积水的地方。总而言之，降压变电所位置的选择应综合考虑实际情况和动力照明变电所本身的要求，合理设置。通常情况下，为了减少工程投资，无论是地下车站还是高架和地面车站，降压变电所应尽可能和车站合建。如果车站设置有牵引变电所，降压变电所还应尽可能和牵引变电所合建。车辆段的降压变电所也要与牵引变电所合建，考虑到控制中心对电源的特殊性要求，其降压变电所要单独建设。

结语

我国城市变电所经过了漫长时间的研究和应用,相关技术和设备已经得到了不断的完善,在大量的应用实践中总结了宝贵的经验,使得城市变电所的设计更加趋于科学化与合理化,给变电所设备提供了充足的电源,保障了设备的稳定运行,这为城市轨道交通事业的发展注入了源源不断的生机和活力。

参考文献:

[1]杨会胜.城市轨道交通供电系统的设计及应用[J].工程建设与设计,2017(04).

[2]回文明.城市轨道交通供电技术[M].青岛:中国石油大学出版社,2016.

[3]王静耀.浅析城市轨道交通供电系统的供电方式[J].中小企业管理与科技下旬刊,2016(09).