張銳芝

（深圳市地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)總部）

摘要：軌道交通車站以及運(yùn)行區(qū)間所涉及到的相關(guān)電氣都需要220.0～380.0V水平電源進(jìn)行供電，而以上電源都以降壓變電系統(tǒng)作為基本性的來(lái)源。因此，地鐵降壓變電系統(tǒng)的科學(xué)合理性關(guān)系到地鐵本身的安全性。本文就地鐵降壓變電系統(tǒng)的構(gòu)成與維護(hù)進(jìn)行分析，供同行借鑒參考

關(guān)鍵詞：地鐵；降壓變電；構(gòu)成；維護(hù)

一、地鐵降壓變電系統(tǒng)構(gòu)成分析

首先，地鐵降壓變電系統(tǒng)多采用分級(jí)雙回路系統(tǒng)進(jìn)行供電，從而達(dá)到提高整個(gè)降壓變電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的目的。研究指出：無(wú)論是對(duì)于牽引供電系統(tǒng)，還是對(duì)于降壓供電系統(tǒng)而言，都需要組成相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的環(huán)路網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)。該供電系統(tǒng)的主要價(jià)值在于：在其中某一系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障的情況下，另一系統(tǒng)模塊能夠確保安全、可靠的運(yùn)行。因此，在地鐵降壓變電系統(tǒng)當(dāng)中，需要面向每一個(gè)降壓變電所配置兩側(cè)進(jìn)線線路。一方面，需要基于中心降壓站或前路降壓變電所配置進(jìn)線電源，另一方面，需要基于環(huán)網(wǎng)電纜，實(shí)現(xiàn)輸出線路與后路降壓變電所進(jìn)線端口的連接。在進(jìn)出線線路配合運(yùn)行的基礎(chǔ)之上，增設(shè)聯(lián)絡(luò)斷路器裝置，以便運(yùn)行故障下，母線線路自動(dòng)切換，支持完成供電作業(yè)；

其次，地鐵降壓變電系統(tǒng)多采取AIS與GIS組合供電的運(yùn)行模式，同時(shí)在干式變壓器設(shè)計(jì)中，以最大限度的降低空間資源消耗為前提。在對(duì)地鐵降壓變電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，針對(duì)常見(jiàn)的35.0kV電壓等級(jí)供電系統(tǒng)而言，以基于GIS的組合電器系統(tǒng)為首要選擇。而對(duì)于10.0kV電壓等級(jí)供電系統(tǒng)而言，以AIS組合電器系統(tǒng)為首選裝置。對(duì)于0.4kV電力等級(jí)供電系統(tǒng)而言，多設(shè)置抽屜式單元低壓柜來(lái)保障運(yùn)行的可靠。同時(shí)，在變壓器的選擇上，以干式變壓器為首選方案，此種構(gòu)成下，可達(dá)到有效控制系統(tǒng)空間占用的目的。

最后，地鐵降壓變電系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)低壓系統(tǒng)而言，在系統(tǒng)構(gòu)成方面，通過(guò)應(yīng)用具有較高自動(dòng)化水平的設(shè)備，例如通過(guò)對(duì)快速斷路器的應(yīng)用，通過(guò)配置電流保護(hù)、電壓保護(hù)模塊的方式，提高低壓區(qū)段進(jìn)線盒母聯(lián)斷路器的綜合運(yùn)行水平。以此種方式，能夠配合對(duì)大電流脫扣定時(shí)限過(guò)保護(hù)措施的應(yīng)用，在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障電流的切除，并支持同步完成對(duì)設(shè)備模擬量、開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)的采集傳輸，確保母線的可保護(hù)性。與此同時(shí)，低壓系統(tǒng)當(dāng)中，包括售票系統(tǒng)、通訊電源、以及信號(hào)電源在內(nèi)的相關(guān)負(fù)荷均劃分為一類負(fù)荷，同時(shí)，包括車站通風(fēng)電源、照明系統(tǒng)、以及電動(dòng)附體在內(nèi)的相關(guān)負(fù)荷則劃分為二級(jí)負(fù)荷，車站水冷機(jī)系統(tǒng)以及采暖系統(tǒng)負(fù)荷則歸屬于三類負(fù)荷。

二、案例分析

零序電流保護(hù)具有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、可靠等特點(diǎn)，不受負(fù)荷及振蕩影響，有相繼動(dòng)作的性能。為了用好零序電流保護(hù)，我們通過(guò)35KV 111、121開(kāi)關(guān)零序電流動(dòng)作故障及35KV開(kāi)關(guān)柜零序電流動(dòng)作故障進(jìn)行分析。

（1）故障描述和影響范圍：XX年X線路35KV 111、121開(kāi)關(guān)報(bào)“零序過(guò)電流”，開(kāi)關(guān)跳閘，造成牽混所0.4KV低壓負(fù)荷一段失電，三類負(fù)荷被切除，1#整流變壓器停止運(yùn)行。

（2）原因分析： 事后工班對(duì)該故障進(jìn)行分析認(rèn)為造成故障的原因有以下幾個(gè)方面：1、建設(shè)施工時(shí)，整流變壓器上方安裝燈具，不符合電力規(guī)范要求，存在安全隱患；2、35KV 121回路發(fā)生短路時(shí)，產(chǎn)生的零序電流較大（0.45），使得同在35KVⅠ段母線的電壓發(fā)生突變，從而造成了同在35KVⅠ段母線的1#動(dòng)力變111開(kāi)關(guān)的零序電流保護(hù)發(fā)生保護(hù)動(dòng)作，設(shè)定值（0.06），造成動(dòng)力變111開(kāi)關(guān)也零序電流動(dòng)作。

（3）處理經(jīng)過(guò)：高壓人員接報(bào)故障后帶齊搶修工具到達(dá)牽混所，先查看SCADA后臺(tái)報(bào)文及現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)的保護(hù)裝置，確認(rèn)111、121開(kāi)關(guān)零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作；接著通過(guò)筆記本電腦連接保護(hù)裝置，查看開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的事件及波形，在事件波形中發(fā)現(xiàn)121開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)確實(shí)存在零序電流并達(dá)到設(shè)定值，在故障波形中還發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)是C相回路。通過(guò)這故障現(xiàn)象可以圍繞以下幾個(gè)方面查找故障點(diǎn)：一、C相電纜發(fā)生擊穿或?qū)Φ噩F(xiàn)象；二、動(dòng)力變繞組有對(duì)地放電現(xiàn)象；三、電流互感器（CT）二次回路中存在故障等，針對(duì)以上幾方面我們逐一的對(duì)電纜絕緣和動(dòng)力變絕緣及直流電阻進(jìn)行測(cè)試檢查，最后終于在整流變壓器室，看到整流變壓器上方有一日光燈燈具整體脫落造成C相短路，造成121開(kāi)關(guān)跳閘，高壓人員將故障點(diǎn)進(jìn)行處理，對(duì)電纜及整流變壓器進(jìn)行絕緣檢測(cè)，然后送電，一次成功。

（4）應(yīng)對(duì)措施和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：1、此故障發(fā)生后高壓工班采取應(yīng)對(duì)措施對(duì)全線的設(shè)備，特別是整流變壓器上方進(jìn)行全方位檢查，加強(qiáng)巡檢力度，并對(duì)關(guān)鍵的回路進(jìn)行定期的檢查。2、針對(duì)這次燈具改造工程，立即進(jìn)行實(shí)施，保證燈具安裝質(zhì)量及位置可靠；3、在今后的計(jì)劃?rùn)z修中要對(duì)設(shè)備的接線、固定進(jìn)行全面的檢查，避免類似的故障發(fā)生。

三、地鐵降壓變電系統(tǒng)維護(hù)要點(diǎn)分析？

為確保地鐵降壓變電系統(tǒng)運(yùn)行的安全與可靠，需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，定期對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。在維護(hù)過(guò)程當(dāng)中，調(diào)試是最主要的技術(shù)手段。通過(guò)快速閉鎖試驗(yàn)、電纜檢測(cè)等多種方式，能夠了解降壓變電系統(tǒng)中各關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行性能與情況，評(píng)估其運(yùn)行質(zhì)量，明確運(yùn)行中存在的問(wèn)題，并加以及時(shí)的處理。結(jié)合現(xiàn)階段的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，地鐵降壓變電系統(tǒng)的調(diào)試維護(hù)工作需要從以下幾個(gè)方面入手：

首先，從快速閉鎖試驗(yàn)的角度上來(lái)說(shuō)，此環(huán)節(jié)的主要工作原理在于：避免在整個(gè)降壓變電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，進(jìn)線或聯(lián)絡(luò)保護(hù)與出線保護(hù)在同樣的動(dòng)作延時(shí)時(shí)間條件下，特別是在電流出現(xiàn)速斷故障的情況下，造成系統(tǒng)出線線路或饋線線路的運(yùn)行故障，避免其進(jìn)一步擴(kuò)大成為斷路器的跳閘問(wèn)題?；谝陨弦?，在降壓變電系統(tǒng)當(dāng)中需要引入故障快速閉鎖功能。一旦降壓變電系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的出線線路出現(xiàn)運(yùn)行故障，保護(hù)裝置在面向出線斷路器發(fā)送跳閘信號(hào)的同時(shí)，還需要同步面向系統(tǒng)進(jìn)線斷路器裝置發(fā)送跳閘哦快速閉鎖信號(hào)。在斷路器接收閉鎖信號(hào)后，操作跳閘，提高閉鎖的快速性與動(dòng)作響應(yīng)及時(shí)性。

其次，從電纜檢測(cè)的角度上來(lái)說(shuō)，在對(duì)整個(gè)降壓變電系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)的過(guò)程當(dāng)中常常會(huì)發(fā)現(xiàn)：在對(duì)35KV電力電纜進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程當(dāng)中，可能出現(xiàn)試驗(yàn)電壓以下電流泄漏且泄漏電流失衡的問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，首先需要對(duì)電力電纜所處的整個(gè)工作環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，明確誘發(fā)電流泄漏的主要原因，并作出相應(yīng)的調(diào)整。舉例來(lái)說(shuō)，若系統(tǒng)A相泄漏電流屬于正常水平能夠，則意味著對(duì)于B、C兩相而言，所泄漏電流量較大，但電流與電壓之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系相對(duì)平穩(wěn)，無(wú)出現(xiàn)瞬時(shí)性電流增大或線路擊穿故障的可能性。因此，可推斷電力電纜未存在手順問(wèn)題，多是由彎曲度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求所致，即可作出相關(guān)的處理。

四、結(jié)束語(yǔ)

降壓變電系統(tǒng)對(duì)地鐵日常站網(wǎng)電源設(shè)備供電作業(yè)加以全面負(fù)荷（排除牽引系統(tǒng)），可以將地鐵供變電系統(tǒng)中的高壓電轉(zhuǎn)變成為低壓電，為相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)備提供用電支持。