張巖

摘 要：隨著我國生產(chǎn)力與生產(chǎn)水平的大幅度提升，我國人口數(shù)量與人口密度呈逐年激增態(tài)勢，使原有的地面城市交通環(huán)境日益緊張。在這樣的時(shí)代發(fā)展前提下，地鐵交通的出現(xiàn)能夠有效滿足乘客日益增長的出行需求。變電系統(tǒng)作為保障地鐵正常運(yùn)行的重要前提，其保護(hù)裝置能夠起到穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行的作用。關(guān)鍵詞：地鐵；變電系統(tǒng)；構(gòu)成和保護(hù)；分析地鐵作為我國現(xiàn)代交通的組成部分，有效緩解了交通環(huán)境的緊張局面。而地鐵的日常運(yùn)行與其變電系統(tǒng)息息相關(guān)，變電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行在于其保護(hù)裝置的穩(wěn)定性。據(jù)此，選取高性能的保護(hù)裝置以保障變電系統(tǒng)的安全性，是當(dāng)前我國地鐵部門的首要工作任務(wù)。1 地鐵的具體組成部分及其變電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析新時(shí)期我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)日益優(yōu)化，帶動(dòng)了人民生活水平的逐年提升；城市化建設(shè)日益深入，城區(qū)覆蓋面積與城區(qū)人口基數(shù)逐年提升，加之市民購買力的提升，帶動(dòng)了我國城市企業(yè)數(shù)量的大幅度增加。在這樣的時(shí)代發(fā)展前提下，我國傳統(tǒng)的地面交通日益緊張，城市居民對(duì)于交通建設(shè)工作提出了更高的時(shí)代需求，即在充分滿足市民日常出行需求的同時(shí)，有效緩解日益加劇的交通緊張局面，同時(shí)又要保障新型交通建設(shè)的環(huán)保、無污染性。至此，我國地下鐵路交通建設(shè)正式出現(xiàn)，地鐵的運(yùn)行軌道處于城區(qū)地下，已形成了系統(tǒng)化的運(yùn)行模式，具有高效性與環(huán)保性的優(yōu)秀特點(diǎn)；除此以外，地鐵在實(shí)際運(yùn)行過程中的管控難度更低，其受到地理、氣候因素的影響較小，其安全、迅速的運(yùn)輸方式已被我國城市居民普遍接受，成為一種新型出行方式。地鐵運(yùn)行系統(tǒng)的組織運(yùn)輸和安全穩(wěn)定運(yùn)行需要多專業(yè)協(xié)調(diào)配合，例如供電、通信、線路等，這就需要強(qiáng)有力的變電系統(tǒng)作為保障，下面具體分析地鐵變電系統(tǒng)的構(gòu)成部分：第一，外部電源。外部電源主要包括3種供電形式即集中式供電、分散式供電以及混合式供電，外部電源的主要作用是為主變電所提供外部城市電網(wǎng)電源。這一類型是我國目前主要的供電模式。以廣州地鐵1號(hào)線為例，其采取的供電方式即分散式供電，詳見圖1。 第二，主變電所。主變電所的供電方式采用的是集中式供電，通常集中供電方式提供的是110kV的城域高壓電源，需要對(duì)其進(jìn)行降壓處理才能提供各牽引變電所和降壓變電所，一般是將110kV處理為10kV或35kV。另外主變電所的進(jìn)線電源分為兩路，還具備互相備用的兩段母線。此類系統(tǒng)是當(dāng)前我國部分地區(qū)采用的主要變電模式，詳見圖2。 第三，牽引供電系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)的中心是牽引變電所，其主要按容量設(shè)置兩組牽引整流機(jī)組，并且二者是并列運(yùn)行的。變壓、整流中壓環(huán)網(wǎng)的交流電源，使之變?yōu)橹绷麟娫?，之后再通過牽引網(wǎng)反饋供給列車使用。單邊供電和雙邊供電是牽引變電所向接觸軌供電的主要的兩種方式。另外直流牽引供電系統(tǒng)的電壓值主要有兩種即DC1500V和DC750V。2 地鐵變電系統(tǒng)保護(hù)裝置的選用2.1 保護(hù)裝置的工作原理保護(hù)裝置的動(dòng)作主要依據(jù)的是繼電保護(hù)在對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行檢測和反映后，積極對(duì)故障的特點(diǎn)和范圍作出判斷提供的相關(guān)信息。繼電保護(hù)裝置根據(jù)變化的物理量或電氣量有選擇性的將故障切除或進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備異常狀態(tài)的警報(bào)。首先，單元取樣，電力系統(tǒng)通過電氣隔離將物理量轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｕ涎b置檢測單元所接受的信號(hào)。其次，測量部分將單元取樣提供的信息與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比分析，從而判斷電力系統(tǒng)中是否存在故障以及存在故障的類型和范圍，并進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)輸出工作。2.2 安裝保護(hù)裝置的主要依據(jù)新時(shí)期各類新型技術(shù)的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了我國地下鐵路交通逐漸向著科學(xué)化、合理化的方向逐步邁進(jìn)，地鐵車輛的型號(hào)日益復(fù)雜，種類相對(duì)繁多，且隨著我國城市化的深入發(fā)展，地鐵覆蓋區(qū)域面積日益增加。在這樣的發(fā)展前提下，我國地鐵運(yùn)行過程中的變電系統(tǒng)的規(guī)模日益增加，且在不同地區(qū)的地鐵發(fā)展情況存在一定的差異。因此，在地鐵保護(hù)裝置選取與安裝過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循以下依據(jù)，作為工作的重點(diǎn)環(huán)節(jié)：安全性原則。選取安裝保護(hù)裝置工作的首要前提是保障裝置的安全性，也是裝置最為關(guān)鍵的核心部分，既要充分發(fā)揮裝置的作用，又要確保裝置在使用過程中的穩(wěn)定性。具體而言，一方面要杜絕地鐵在實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)的失控現(xiàn)象，避免不可控事件發(fā)生。另一方面，裝置應(yīng)充分發(fā)揮其保護(hù)作用，當(dāng)?shù)罔F變電系統(tǒng)發(fā)生故障或損壞時(shí)，保護(hù)裝置能根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)作出反應(yīng)，啟動(dòng)應(yīng)急供電系統(tǒng)，確保地鐵繼續(xù)安全運(yùn)行，從根源處消滅斷電引發(fā)的危險(xiǎn)事件。選擇性原則。這一原則是指在地鐵變電系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生損壞或故障被迫中斷時(shí)，保護(hù)裝置能夠快速查找出問題所在，并根據(jù)設(shè)備故障程度開啟自動(dòng)保護(hù)模式。不論是電源中斷或是設(shè)備短路，保護(hù)裝置都能夠?qū)收显蜻M(jìn)行逐一排查，當(dāng)故障設(shè)備或線路沒有動(dòng)作或斷路器失靈時(shí)，保護(hù)裝置才能將有關(guān)故障部分的斷路器跳閘，切除故障。保障非故障區(qū)域正常運(yùn)行，將故障的影響降到最低限度。各個(gè)設(shè)備的保護(hù)裝置設(shè)置應(yīng)堅(jiān)持逐級(jí)配合的原則，有選擇性的切除變電系統(tǒng)的故障。3 結(jié)束語綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，更多的新技術(shù)和新設(shè)備應(yīng)用在地鐵變電系統(tǒng)中，地鐵變電系統(tǒng)應(yīng)不斷完善和優(yōu)化系統(tǒng)性能，在保護(hù)裝置的選用方面也要綜合考慮，結(jié)合保護(hù)裝置的工作原理以及相關(guān)的功能、性價(jià)比等眾多方面的因素，科學(xué)、合理的選擇保護(hù)裝置，從而更好的服務(wù)于變電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高地鐵的運(yùn)行效率，高效緩解日益加大的交通壓力。參考文獻(xiàn)[1]邵國棟，孟英華.探究地鐵變電系統(tǒng)的構(gòu)成和保護(hù)裝置的選用[J].中國科技投資，2017（16）.[2]巨軒同.地鐵內(nèi)中壓供電系統(tǒng)電流互感器變比選擇的研究[C]//2017城市軌道交通關(guān)鍵技術(shù)論壇暨地鐵學(xué)術(shù)交流會(huì)，2017.[3]陳博宇.分析地鐵直流保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)[J].工程技術(shù)：全文版，2017（1）：00283-00284.