李 超

（中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司電氣化設(shè)計(jì)院分公司，天津 300250）

0 引 言

地鐵較長(zhǎng)的區(qū)間內(nèi)一般設(shè)置區(qū)間跟隨所，區(qū)間跟隨所內(nèi)設(shè)置配電變壓器和400 V開關(guān)柜。配電變壓器溫控器需要二次電源，目前各廠家的溫控器既可采用AC220 V電源，也可采用DC220 V或DC110 V電源。配電變壓器電磁鎖的閉鎖回路由溫控器供電，雖然溫控器可采用AC220 V電源，但如果將配電變壓器電磁鎖的閉鎖回路、報(bào)警回路及跳閘回路設(shè)置在同一根二次控制電纜內(nèi)，交流電產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)對(duì)報(bào)警回路和跳閘回路產(chǎn)生電磁干擾，進(jìn)而引起回路誤動(dòng)作。本文分析了該工況，并提出了解決方案，為今后區(qū)間跟隨所配電變壓器電磁鎖電源方案設(shè)置提供參考。

1 區(qū)間跟隨所配電變壓器電磁鎖電源問(wèn)題分析

地鐵變電所設(shè)備內(nèi)的監(jiān)控單元和二次回路都需要二次電源進(jìn)行供電。變電所設(shè)備的二次電源由變電所控制室內(nèi)的交直流屏提供，車站變電所的配電變壓器從直流屏引入直流電源。但由于區(qū)間跟隨所距離車站較遠(yuǎn)，一般距離為1 000～1 500 m，所以區(qū)間跟隨所內(nèi)配電變壓器的二次電源既可由相鄰車站直流屏提供，也可由就近區(qū)間跟隨所內(nèi)的400 V開關(guān)柜提供。本文以廣州地區(qū)為例，分析了區(qū)間跟隨所配電變壓器的二次電源。

廣州地區(qū)區(qū)間跟隨所配電變壓器的二次電源采用就近從400 V開關(guān)柜取電的方案。此方案雖然節(jié)省了二次電源電纜費(fèi)用或跟隨所內(nèi)交直流屏費(fèi)用（全國(guó)其他地區(qū)方案），降低了建設(shè)和施工成本，但是區(qū)間跟隨所400 V開關(guān)柜無(wú)直流電源，只能為配電變壓器溫控器提供AC220 V不間斷電源。

配電變壓器與中壓饋線柜之間連接的控制電纜，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警、跳閘及閉鎖等功能，此二次回路接線方案為全國(guó)通用做法，以廣州21號(hào)線二次接線為例，如表1所示。其中，電纜編號(hào)為K-H/ST1S，起點(diǎn)為中壓配電變壓器饋線柜，終點(diǎn)為區(qū)間跟隨所1#配電變壓器，電纜型號(hào)為WDZA-KYJYP2/23-1 kV-14×2.5。

表1 中壓饋線柜至配電變壓器二次回路接線表

由表1可知，聯(lián)接電纜芯號(hào)1-3回路為報(bào)警回路，聯(lián)接電纜芯號(hào)4-7回路為跳閘回路。中壓饋線柜側(cè)為有源接點(diǎn)，為回路提供DC110 V電源。此電源是由中壓柜直流小母線通過(guò)微型斷路器提供，配電變壓器側(cè)接線端子為無(wú)源接點(diǎn)，不提供電源。聯(lián)接電纜芯號(hào)8-9回路為配電變壓器電磁鎖閉鎖回路，配電變壓器電磁鎖為有源接點(diǎn)，由溫控器提供電源，中壓柜側(cè)接線端子為無(wú)源接點(diǎn)，不提供電源。若溫控器采用DC110 V電源，則報(bào)警回路、跳閘回路及電磁鎖閉鎖回路均采用直流電源；若溫控器采用AC220 V電源，則報(bào)警回路和跳閘回路采用直流電，電磁鎖閉鎖回路采用交流電。同一控制電纜內(nèi)既存在AC220 V回路，又存在DC110 V回路，違反了《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50062-2008中15.4.4“交流回路和直流回路不應(yīng)共用同一根電纜”的要求[1]。

按照全國(guó)通用的設(shè)計(jì)方案，當(dāng)區(qū)間跟隨所配電變壓器溫控器采用DC110 V電源時(shí)，中壓饋線柜至配電變壓器的二次控制電纜回路全部為直流電，不存在問(wèn)題；當(dāng)區(qū)間跟隨所配電變壓器溫控器采用AC220 V電源時(shí)，中壓饋線柜至配電變壓器的二次控制電纜回路出現(xiàn)交流電回路和直流電回路共存的情況，與規(guī)范要求沖突。交流電回路會(huì)對(duì)直流電回路產(chǎn)生電磁干擾，容引起直流回路中報(bào)警回路和跳閘回路的誤動(dòng)作。電磁鎖為交流電回路，需對(duì)電磁鎖電源方案進(jìn)行調(diào)整。

2 解決方案

本文以具有18座區(qū)間跟隨所的廣州21號(hào)線為例進(jìn)行分析。

2.1 增加二次電源電纜或二次控制電纜

2.1.1 增加直流二次電源電纜

區(qū)間跟隨所配電變壓器溫控器內(nèi)的電磁鎖是有源接點(diǎn)，由溫控器提供AC220 V電源。為解決電磁鎖閉鎖回路的交流電源問(wèn)題，從車站變電所直流屏引出1路回饋線至區(qū)間跟隨所配電變壓器溫控器，為其提供直流電源。

18座區(qū)間跟隨所設(shè)置18根WDZA-YJY23-1 kV-3×6二次電源電纜，所需電纜總長(zhǎng)度為28 648 m，電纜單價(jià)按照20元/m計(jì)算，最終費(fèi)用為28 648×20=572 960元。

2.1.2 增加二次控制電纜

分開設(shè)置報(bào)警回路、跳閘回路及電磁鎖閉鎖回路，即報(bào)警回路和跳閘回路設(shè)置在1根控制電纜內(nèi)，電磁鎖閉鎖回路專門設(shè)置在另外1根控制電纜內(nèi)，避免了電磁鎖閉鎖回路的交流電對(duì)報(bào)警回路和跳閘回路產(chǎn)生電磁干擾。同一根控制電纜內(nèi)二次回路同時(shí)存在交流電和直流電，即使控制電纜具有銅帶屏蔽層，也無(wú)法對(duì)屏蔽層內(nèi)部的電磁干擾進(jìn)行屏蔽。若將交流電和直流電分別設(shè)置在2根控制電纜內(nèi)，控制電纜的銅帶屏蔽層可屏蔽電纜外部的電磁干擾。

18座區(qū)間跟隨所設(shè)置36根WDZA-KYJYP2/23-1 kV-5×2.5二次控制電纜（每臺(tái)配電變壓器都需單獨(dú)設(shè)置1根控制電纜），從中壓饋線柜接至區(qū)間跟隨所配電變壓器。所需電纜總長(zhǎng)度為57 296 m，電纜單價(jià)按照17.5元/m計(jì)算，最終費(fèi)用為57 296×17.5=1 002 680元。

2.2 配電變壓器增加電源轉(zhuǎn)換模塊

在配電變壓器柜體內(nèi)設(shè)置1個(gè)AC220 V/DC110 V電源轉(zhuǎn)換模塊，將400 V開關(guān)柜提供的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，為配電變壓器的溫控器供電。

18座區(qū)間跟隨所設(shè)置36臺(tái)配電變壓器，每臺(tái)配電變壓器配置1個(gè)AC220 V/DC110 V電源轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊單價(jià)按照1 200元/個(gè)計(jì)算，最終費(fèi)用為36×1 200=432 00元。

2.3 調(diào)整配電變壓器電磁鎖電源點(diǎn)

配電變壓器電磁鎖通過(guò)二次控制電纜、中壓饋線柜內(nèi)斷路器及接地開關(guān)輔助接點(diǎn)構(gòu)成閉鎖回路，如圖1所示。

圖1 溫控器提供二次電源的電磁鎖閉鎖回路接線圖

由圖1可知，配電變壓器電磁鎖為有源接點(diǎn)，左側(cè)連接配電變壓器溫控器AC220 V電源的接線端子，右側(cè)連接中壓饋線柜。

由于中壓開關(guān)柜既設(shè)置AC220 V二次電源，又設(shè)置DC110 V二次電源。若由中壓開關(guān)柜從直流小母線單獨(dú)引1個(gè)回路為電磁鎖閉鎖回路提供DC110 V直流電源，將中壓饋線柜內(nèi)的輔助接點(diǎn)由無(wú)源接點(diǎn)改為有源接點(diǎn)，不再由溫控器為電磁鎖回路供電，將配電變壓器電磁鎖回路末端短接，不再接至溫控器電源接線端子，將配電變壓器電磁鎖由有源接點(diǎn)改為無(wú)源接點(diǎn)，則可在不調(diào)整二次控制電纜的情況下將電磁鎖閉鎖回路由原來(lái)的ACA220 V電源改為DC110 V電源。該方案需在中壓配電變壓器饋線柜內(nèi)增加1個(gè)MCB微型斷路器，如圖2所示。

在區(qū)間跟隨所的36個(gè)中壓饋線柜內(nèi)各增加1個(gè)MCB微型斷路器，微型斷路器單價(jià)按照365元/個(gè)計(jì)算，最終費(fèi)用為36×365=13 140元。

2.4 方案比較

經(jīng)分析和計(jì)算，各方案的優(yōu)缺點(diǎn)和費(fèi)用，如表2所示。

由表2可知，調(diào)整配電變壓器電磁鎖電源點(diǎn)方案的投入成本最低，后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作量最小，且微型斷路器的穩(wěn)定性較高，為最優(yōu)方案。

圖2 中壓開關(guān)柜提供二次電源的電磁鎖閉鎖回路接線圖

表2 方案對(duì)比表

3 結(jié) 論

區(qū)間跟隨所配電變壓器溫控器采用AC220 V不間斷電源，配電變壓器電磁鎖不再設(shè)置為有源接點(diǎn)，而是將中壓饋線柜側(cè)的輔助接點(diǎn)設(shè)置為有源接點(diǎn)，由中壓開關(guān)柜直流小母線為電磁鎖閉鎖回路提供直流電源，從根本上解決了電磁鎖閉鎖回路對(duì)同一根控制電纜內(nèi)的報(bào)警回路和跳閘回路產(chǎn)生電磁干擾的問(wèn)題。

相較于其他方案，本文推薦的方案投入成本最低，運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作量最小，安全可靠性高，為今后區(qū)間跟隨所配電變壓器電磁鎖電源方案設(shè)置提供指導(dǎo)。