任澤華

摘要：21世紀(jì)以來，我國一直保持著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進，客運量的大幅度增長，相比如今在一些特大城市每日數(shù)百萬的客流量，常規(guī)公共交通系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)我國城市發(fā)展的實際需求，城市軌道交通更高的運輸效率促使其成為不可或缺的運輸工具。供電系統(tǒng)是城市軌道交通的重要組成部分，隨著大量高新技術(shù)得到推廣應(yīng)用，供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)產(chǎn)生了很大的變化，聯(lián)調(diào)聯(lián)試作為施工組織的最后一個階段，擔(dān)負(fù)著至關(guān)重要的地位，本文就供電系統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的內(nèi)容和重要性進行了闡述。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；供電系統(tǒng)；聯(lián)調(diào)聯(lián)試

Abstract：Since twentyfirst Century，China has maintained a rapid economic development，urbanization construction and increasing passenger traffic.Nowadays，compared to in some big city millions of daily traffic，public traffic system has been unable to meet the actual demand of China's city development.Higher transport efficiency has brought the urban rail transit to an indispensable means of transport.The power supply system is an important part of urban rail traffic，with a large number of hightech application，the structure of power supply system has been changed.As the last stage of the construction organization，the Joint commissioning test plays an important role.This paper describes the content and importance of Joint commissioning test of the power supply system and related systems.

Key words：urban rail transit；power supply system；Systems Integration test

1 緒論

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷推進，各大、特大城市都呈現(xiàn)著每日客流量的持續(xù)增長態(tài)勢，特別是上、下班高峰時段，交通堵塞更是屢見不鮮。城市軌道交通使用電能，不排放污染物，清潔、環(huán)保、節(jié)約；速度快、運行頻繁（一般2～3分鐘一趟），具有多節(jié)車廂，載客量遠(yuǎn)大于常規(guī)公共交通；建設(shè)在固定的地下軌道，不會發(fā)生堵車情況。因此，在常規(guī)公共交通已經(jīng)不堪重負(fù)的時候，城市軌道交通已經(jīng)開始占據(jù)主導(dǎo)地位。

可能有人認(rèn)為，城市軌道交通能夠做到這樣的高效運行，列車技術(shù)的進步最重要。其實，技術(shù)的進步只是一方面，首先城市軌道交通的能夠保證運行安全，這樣觀點已經(jīng)深入人心，在此基礎(chǔ)上，才能夠體現(xiàn)出城市軌道交通高效的優(yōu)點；所以一旦有突發(fā)情況出現(xiàn)，人們的反應(yīng)才會比較強烈。因此，運營人員通過通過通信、信號系統(tǒng)進行指揮，通過消防系統(tǒng)進行應(yīng)急反應(yīng)等配套系統(tǒng)的存在是城市軌道交通的基本保障。

供電系統(tǒng)是城市軌道交通的一個重要組成部分，它為幾乎其他所有系統(tǒng)提供基本的動力——電能，能夠平穩(wěn)、持續(xù)的得到供電是城市軌道交通正常運轉(zhuǎn)的基本條件之一。但是，能對供電設(shè)備的運行安全造成影響的并且不可控的因素很多，自然發(fā)生的例如雷劈、水淹等損壞設(shè)備或者電纜，其他如塑料袋、廣告布等異物掛在接觸網(wǎng)等已經(jīng)在全國出現(xiàn)多起案例，即使我國供電設(shè)備的技術(shù)進步也無法做到完全避免。

一旦供電系統(tǒng)某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，會造成很多相關(guān)系統(tǒng)失電癱瘓，危害小的可能造成一個區(qū)間列車減速或停駛，乘客大量滯留；如果供電系統(tǒng)的上級環(huán)節(jié)如主變等出現(xiàn)問題，則造成的損失將極為巨大。目前我國為能夠確實應(yīng)對這些突發(fā)狀況，就是在所有相關(guān)系統(tǒng)在各自安裝、調(diào)試完成后，發(fā)起聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

2 供電系統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試的簡介

上海軌道交通是我國建設(shè)較早，技術(shù)較成熟的大城市，上海申通地鐵集團已經(jīng)專門出臺《上海軌道交通建設(shè)機電系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試管理規(guī)定（暫行）》（以下簡稱《規(guī)定》），已經(jīng)在各建設(shè)項目中試行，不斷積累經(jīng)驗和修訂改進。

聯(lián)調(diào)聯(lián)試是在試運行階段進行的，屬于施工組織的最后一個階段，各專業(yè)自測均已完成，具備模擬正式運營各種狀況的條件，且未正式運營不會引起城市軌道交通的混亂，出現(xiàn)的問題也可以迅速請到各專業(yè)技術(shù)人員處理，具有極其重要的作用。本文圍繞供電系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試進行敘述，屬于集中供電模式和架空接觸網(wǎng)供電方式。

對《規(guī)定》中的要求進行解讀，可以總結(jié)出供電系統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的重要目的，是為了驗證供電系統(tǒng)能否達成受電系統(tǒng)或設(shè)備的功能需求，以及在運營開始后能夠更快速應(yīng)對出現(xiàn)的各種供電故障。為達到要求，聯(lián)調(diào)聯(lián)試采取的方法目前可分為兩種：

（1）驗證各相關(guān)系統(tǒng)與供電系統(tǒng)接口設(shè)備的應(yīng)急功能；

（2）通過演練而加快控制中心調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)急反應(yīng)速度。

根據(jù)《規(guī)定》的要求進行分類，進行供電系統(tǒng)與通信系統(tǒng)、售檢票系統(tǒng)、FAS/BAS/門禁系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、電梯/自動扶梯系統(tǒng)、屏蔽門/安全門系統(tǒng)、風(fēng)水電系統(tǒng)等低壓系統(tǒng)進行接口的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，驗證各相關(guān)系統(tǒng)與供電系統(tǒng)接口設(shè)備的應(yīng)急功能；

進行供電系統(tǒng)與主變電所、與行車接口的的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，通過演練而加快控制中心調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)急反應(yīng)速度，下面我們分兩部分進行討論。

3 供電系統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試的內(nèi)容與重要性

3.1 通過聯(lián)調(diào)驗證各相關(guān)系統(tǒng)與供電系統(tǒng)接口設(shè)備的應(yīng)急功能

對于各相關(guān)系統(tǒng)與供電系統(tǒng)的接口設(shè)備，具有的應(yīng)急功能一般可分為兩類：

第一類功能是最大可能保持相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的運轉(zhuǎn)。對于電梯/自動扶梯系統(tǒng)、屏蔽門/安全門系統(tǒng)、風(fēng)水電系統(tǒng)等低壓系統(tǒng)，供電系統(tǒng)給與兩路電源，通常I段主用II段備用；對于通信系統(tǒng)、售檢票系統(tǒng)、FAS/BAS/門禁系統(tǒng)、各車站應(yīng)急照明燈等，則是再添加一重保障，將兩路電源供給UPS設(shè)備和EPS設(shè)備，再由UPS/EPS設(shè)備進行供電，保證電源的持續(xù)不斷。具體過程如下：

為驗證各相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)急功能是否正常，供電系統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作可以分為前期準(zhǔn)備和正式調(diào)試兩部分進行。前期準(zhǔn)備工作是一致的，需要檢查供電系統(tǒng)0.4kV設(shè)備和相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的開關(guān)容量及整定值的配合情況。根據(jù)設(shè)計院發(fā)布的整定值表及圖紙規(guī)定的開關(guān)額定容量及整定值，由各專業(yè)自行調(diào)節(jié)，由牽頭專業(yè)組織檢查。調(diào)節(jié)方法舉例如下：開關(guān)額定容量250A，設(shè)計給出的整定值200A，一般抽屜斷路器的脫扣器旋鈕滿值為100，將旋鈕調(diào)節(jié)至80，則有250A*80%=200A，整定值一般要求上級開關(guān)大于（或等于）下級開關(guān)，不能小于下級開關(guān)，否則會發(fā)生送電后上下級開關(guān)同時跳閘的情況。

正式調(diào)試時，為模擬供電系統(tǒng)自投功能沒有實施的狀況，開始后首先將供電系統(tǒng)0.4kV設(shè)備自切功能撤除。調(diào)試過程分兩步進行，將供電系統(tǒng)0.4kV設(shè)備I段母線停電，一段時間后再送電（各相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備是I段主用II段備用），對設(shè)備分布較散數(shù)目較多的專業(yè)，重復(fù)上述步驟，由各專業(yè)調(diào)試配合人員檢查負(fù)荷側(cè)開關(guān)自投自復(fù)功能是否實現(xiàn)和設(shè)備工作是否正常，最后匯總結(jié)果。EPS設(shè)備和UPS設(shè)備功能測試除上述過程外，還有應(yīng)急電源相關(guān)的測試：

EPS設(shè)備應(yīng)繼續(xù)進行下面步驟：

將EPS設(shè)備兩路進線電源斷開，配合專業(yè)應(yīng)觀察到設(shè)備面板上顯示應(yīng)急電源供電狀態(tài)，且應(yīng)急照明燈一閃后恢復(fù)照明，則設(shè)備正常完成模式切換，電池一般可持續(xù)供電2小時；之后恢復(fù)兩路進線電源，觀察設(shè)備面板上顯示市電供電狀態(tài)。如果在以上測試過程中配合專業(yè)觀察到熄燈情況出現(xiàn)，則應(yīng)急照明設(shè)備存在故障。

UPS設(shè)備功能測試類同EPS設(shè)備，但也有其特點：不論哪一路進線電源，都是經(jīng)整流裝置先向電池供電，再由電池向用戶供電，即使在進行模式切換的時間間隔中，電池供電也未停止。所以，如果在測試過程中配合專業(yè)觀察到交流電源不能恢復(fù)向電池供電，或產(chǎn)生失電現(xiàn)象，則不間斷供電設(shè)備存在故障。

第二類功能是消防系統(tǒng)獨有，為了在出現(xiàn)火災(zāi)時，消防系統(tǒng)能夠給供電系統(tǒng)傳達指令，快速關(guān)閉電梯、通風(fēng)系統(tǒng)等供電系統(tǒng)三類負(fù)荷，抑制災(zāi)情蔓延。

在供電系統(tǒng)與消防系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試時，為模擬火災(zāi)產(chǎn)生，由消防系統(tǒng)安裝單位在車站不同的兩處煙霧傳感器附近制造煙霧并產(chǎn)生感應(yīng)，F(xiàn)AS設(shè)備產(chǎn)生的信號經(jīng)接口電纜傳至供電系統(tǒng)0.4kV母聯(lián)柜，進而通過控制電路使供電系統(tǒng)三類負(fù)荷開關(guān)分閘，達到應(yīng)急功能的要求。如果配合專業(yè)沒有觀察到三類負(fù)荷跳閘，或未曾全部跳閘，則需再調(diào)試兩系統(tǒng)接口設(shè)備。

3.2 通過聯(lián)調(diào)聯(lián)試的演練加快控制中心調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)急反應(yīng)速度

為模擬正式運營后各種原因牽引變電所變壓器、直流系統(tǒng)退出運行后，單臺變壓器供電，單邊供電和越區(qū)供電的情況，進行供電系統(tǒng)與與行車接口聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

進行供電系統(tǒng)與行車接口聯(lián)調(diào)聯(lián)試的供電區(qū)間，應(yīng)至少有3座牽引變電所，系統(tǒng)圖如圖1所示，三種應(yīng)急供電的狀況都可以模擬出來，數(shù)據(jù)也有可比性。模擬順序按照單臺變壓器供電——單邊供電——越區(qū)供電的順序依次進行。下面介紹具體聯(lián)調(diào)聯(lián)試的過程：

（1）模擬1#牽引變電所2號整流變退出運行，由1號整流變單獨向牽引網(wǎng)供電；變電站值班員向電力調(diào)度員申請分開1#牽引變電所“2號整流變35kV開關(guān)”；由電力調(diào)度負(fù)責(zé)遠(yuǎn)動操作，使1#牽引變電所由1號整流變單臺運行供電。

列車行車方式按當(dāng)日列車套跑方案執(zhí)行。相關(guān)人員記錄相關(guān)整流器、直流柜及軌道電位限制器試驗數(shù)據(jù)，測試結(jié)束后恢復(fù)正常供電方式。

（2）模擬2#牽引變電所直流系統(tǒng)退出運行，由1#、3#牽引變電所向2#站方向單邊供電；

變電站值班員向電力調(diào)度員申請分開2#牽引變電所211～214直流開關(guān)及相應(yīng)觸網(wǎng)閘刀，由電力調(diào)度負(fù)責(zé)遠(yuǎn)動操作，由1#牽引變電所向2#站方向單邊供電、由3#牽引變電所向2#站方向單邊供電。

列車行車方式按當(dāng)日列車套跑方案執(zhí)行。相關(guān)人員記錄相關(guān)整流器、直流柜及軌道電位限制器試驗數(shù)據(jù)，測試結(jié)束，暫不恢復(fù)2#站牽引變電所正常供電方式，立即執(zhí)行下一步越區(qū)供電的操作。

（3）模擬2#站牽引變電所故障退出運行，將3#站至1#站實現(xiàn)越區(qū)供電；上一步DC1500V斷路器211～214；隔離開關(guān)2111～2114已退出運行，變電站值班員向電力調(diào)度員申請合上2#站2131、2142越區(qū)隔離閘刀，由電力調(diào)度負(fù)責(zé)遠(yuǎn)動操作，使3#站至1#站上下行區(qū)間接觸網(wǎng)通過2#站2131、2142越區(qū)閘刀實現(xiàn)越區(qū)供電。

相關(guān)人員記錄相關(guān)整流器、直流柜及軌道電位限制器試驗數(shù)據(jù)，測試結(jié)束，恢復(fù)3#站至1#站區(qū)間內(nèi)接觸網(wǎng)正常供電方式。

注：電力設(shè)備遠(yuǎn)動操作期間以及后續(xù)恢復(fù)正常供電期間，需由電力調(diào)度員根據(jù)運營間隔短時調(diào)整供電方式，待遠(yuǎn)動操作調(diào)整完畢后，列車再根據(jù)運營圖分別進入3#至1#區(qū)間。電力調(diào)度遠(yuǎn)動調(diào)整供電方式期間，3#至1#上下行區(qū)間內(nèi)不得安排列車進入。

上述三種應(yīng)急供電狀況下的數(shù)據(jù)可看作車輛正常跑圖運行所得，由設(shè)計人員對數(shù)據(jù)進行分析，確認(rèn)供電系統(tǒng)是否做到了操作對正常運營無影響，操作前后無需扣車（即列車正常跑圖運行過程中可直接遠(yuǎn)動操作）。

進行與主變電所接口的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，除了能作為控制中心調(diào)度系統(tǒng)的一次正式演練，其在供電系統(tǒng)所有相關(guān)調(diào)試中影響范圍最大，能夠測試和驗證的內(nèi)容也最多：能夠進行主變電所非正常運行狀態(tài)容量檢測；能夠驗證環(huán)網(wǎng)變電所與主變電所的接口正常；還能夠測試線路上所有變電所的相關(guān)高、低壓設(shè)備自投、自復(fù)功能，是供電系統(tǒng)正式運營前一次最大的考驗，能夠順利完成這項聯(lián)調(diào)聯(lián)試，供電系統(tǒng)就已經(jīng)具備竣工驗收的條件。

本項調(diào)試的操作并不復(fù)雜，全程由電力調(diào)度員遠(yuǎn)動操作。如下圖2為開關(guān)站和環(huán)網(wǎng)變電所及環(huán)網(wǎng)開關(guān)的示意圖，為便于理解，進行編號敘述：

斷開1#主變電所向1#開關(guān)站的一路出線電源，開關(guān)站母聯(lián)開關(guān)沒有自投功能，需手動操作故不會自動合閘。此時，合上1#、2#……環(huán)網(wǎng)變電所的環(huán)網(wǎng)開關(guān)（正常運行狀態(tài)時處于分閘狀態(tài)），由2#主變電所經(jīng)2#開關(guān)站和1#、2#……環(huán)網(wǎng)變電所將電能反送至1#開關(guān)站高壓母線。相關(guān)人員記錄相關(guān)主變電所、環(huán)網(wǎng)變電所的試驗數(shù)據(jù)，測試結(jié)束，恢復(fù)供電系統(tǒng)正常供電方式。

以上操作在1#開關(guān)站一路電源失電后以及支援供電完成后，線路上處在1#開關(guān)站供電區(qū)間的變電所會自動進行相關(guān)高、低壓設(shè)備的自投自復(fù)動作，藉此完成對供電系統(tǒng)的檢驗。

上述兩項聯(lián)調(diào)聯(lián)試的進行，可以檢測出供電系統(tǒng)自身問題，同時使控制中心調(diào)度系統(tǒng)加快在這些非常狀況下的應(yīng)急反應(yīng)速度，縮短車輛減速和停駛的時間，具有重要意義。

4 結(jié)語

通過供電系統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，對控制中心調(diào)度系統(tǒng)是正式運營前的重要演練，對各相關(guān)系統(tǒng)也是查漏補缺的機會。由于地下環(huán)境潮濕，有些時候各相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)備在各自完成安裝調(diào)試之后，可能還會零星出現(xiàn)損壞情況，各專業(yè)慎重對待，還能抓住聯(lián)調(diào)聯(lián)試的機會亡羊補牢。

聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作還在隨著各建設(shè)工程的實施而不斷完善，除了施工組織外，我們還要深入運營維管中不斷發(fā)現(xiàn)非常狀況以及挖掘潛在隱患并給予排除；同時，還要考慮到使調(diào)度系統(tǒng)能做出最快的反應(yīng)，把設(shè)備和人員的提升雙管齊下，逐漸細(xì)化各相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試內(nèi)容。我們可以相信，隨著聯(lián)調(diào)聯(lián)試的日益完善，運營中出現(xiàn)問題對城市軌道交通影響越來越小，城市居民的上下班生活將越來越安全、快捷、舒適。

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