分析地鐵變電系統(tǒng)的構(gòu)成和保護裝置的選用

1、分析地鐵變電系統(tǒng)的構(gòu)成和保護裝置的選用 摘要：現(xiàn)階段，地鐵是我們生活中主要的工具，它為城市交通帶來便捷。在地鐵運行中，離不開變電系統(tǒng)的支持，它直接影響著地鐵是否能夠安全運營。本文著重從兩個方面來介紹地體的變電系統(tǒng)，第一是它的構(gòu)成；第二是針對其的保護裝置的配置。 關(guān)鍵詞：軌道交通；變電系統(tǒng)；保護裝置 一、地鐵變電系統(tǒng)的概述 在地鐵中，地鐵變電系統(tǒng)是它的主要的組成部分，是屬于能源供給系統(tǒng)，可以給地鐵的運行提供能源動力即電能，保證地鐵能夠安全平穩(wěn)的運行。地鐵變電系統(tǒng)主要包括以下五個部分：電力監(jiān)控系統(tǒng)、外部電源、牽引供電系統(tǒng)、外主變電所以及動力照明系統(tǒng)。這五個部分雖然功能各不相同，但在實際的運行過程中

2、中，都是相互影響，相互配合的。 城市軌道交通供電電源一般取自城市電網(wǎng)，通過城市電網(wǎng)一次電力系統(tǒng)和城市軌道交通供電系統(tǒng)實現(xiàn)輸送或變換，然后以適當?shù)碾妷旱燃壒┙o城市軌道交通的各類用電設(shè)備。 城市軌道交通供電系統(tǒng)一般包括主變電所（或電源開閉所）、牽引供電系統(tǒng)、動力照明供電系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)。其中，牽引供電系統(tǒng)包括牽引變電所和牽引網(wǎng)，動力照明供電系統(tǒng)包括降壓變電所和動力照明配電系統(tǒng)。 城市軌道交通系統(tǒng)是一個重要的用電負荷，按規(guī)定應(yīng)為一級負荷，即應(yīng)由兩路獨立電源供電，當任何一路電源發(fā)生故障中斷供電時，另一路應(yīng)能保證城市軌道交通重要負荷的全部用電需要。在城市軌道交通供電系統(tǒng)中，牽引用電負荷為一級負荷，而動

3、力照明等用電負荷根據(jù)實際情況可分為一級、二級或三級負荷。城市軌道交通的外部電源供電方案應(yīng)根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃和城市電網(wǎng)的具體情況進行規(guī)劃設(shè)計，而不應(yīng)局限在某一條線路上。根據(jù)實際情況的不同，外部電源方案可分為集中供電方式、分散供電方式和混合供電方式。 二、地鐵變電系統(tǒng)的主要構(gòu)成 （一）電力監(jiān)控系統(tǒng) 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是對供電系統(tǒng)進行管理和調(diào)度以及信息的采集和分析。通過遙控、遙感、遙測等功能對地鐵運行中的主要的電力設(shè)備進行實時的監(jiān)督和控制，從而達到對整個供電系統(tǒng)的調(diào)度以及管理。主要的優(yōu)點是可以實現(xiàn)實時的監(jiān)控，并且能夠準確的遠程采集供電系統(tǒng)中重要組成部分的數(shù)據(jù)采集和控制。 （二）外部電源 常見的外部電源主要有

4、以下三種供電形式：集中式、分散式以及混合式，他們都是外部城市電網(wǎng)電源主要是給主變電供電的。每種方式所起到的效果都不同，比如采用分散供電可以有效的節(jié)約主變電所的成本，混合式供電方式，主要是一部分用來集中供電，另一部分散供電。現(xiàn)階段，我國的供電模式主要采用的集中供電。 （三）牽引供電系統(tǒng) 牽引供電系統(tǒng)的核心部分是牽引變電所，主要是按照容量進行設(shè)置然后并列運行兩組牽引整流機組。變壓中壓環(huán)網(wǎng)的交流電源、整流直流電源然后經(jīng)過牽引網(wǎng)絡(luò)將其提供給列車使用。牽引變電提供的供電方式有兩種，一種是單邊供電，另外一種是雙邊供電。有兩種不同的系統(tǒng)電壓值，dc1500v以及dc750v。 （四）主變電所 主變電所主要是

5、指集中供電的方式，接受的電源為110kv的高壓電源，然后再對其進行降壓，將其處理成35kv或者10kv的中壓電源，然后提供給降壓變電所以及牽引變電所使用。主變電所一般擁有兩路進線的電源，同時還有互為備用的母線。 （五）動力照明系統(tǒng) 動力照明系統(tǒng)是需要將直接35kv以及10kv的直流電壓，降到照明需要的220v或則是380v的交流電壓，這是為了給地鐵意外的其他設(shè)備提供電能，比如信號燈、事故照明等。 三、地鐵變電系統(tǒng)保護裝置對于變電系統(tǒng)的重要意義 （一）有效的切除短路故障，保證變電系統(tǒng)正常運行 在地鐵的變電系統(tǒng)中，對于它的維護以及控制是非常重要的，在地鐵中配置專門的保護裝置有利于保證系統(tǒng)的正常運行

6、，以及可以有效的提高供電質(zhì)量。因為保護裝置不僅僅可以準確的檢測出電路故障進行檢修（改為：報警及跳閘保護設(shè)備），而且還可以實現(xiàn)在故障中保證電氣的正常參數(shù)（改為：在部分供電設(shè)備故障時投入應(yīng)急供電模式保障供電可靠性），使得地鐵正常運行不發(fā)生因跳閘而出現(xiàn)的停運現(xiàn)象。 （二）將繼電保護以及自動重合閘裝置有效的進行組合利用，可以提高運行效率，改善供電方案。 據(jù)統(tǒng)計一般電線路發(fā)生的短路故障都是瞬間性的故障，具有自動消除的性質(zhì)。也就是說能夠在繼電保護與重合閘裝置中實現(xiàn)自行消除故障，可以繼續(xù)正常的供電。有利于減少排除故障的時間，保證地鐵的正常運行。 四、地鐵變電系統(tǒng)的具體保護裝置 在地鐵變電系統(tǒng)中選用保護裝置應(yīng)

7、該根據(jù)設(shè)備的特性來選擇保護，不同的部分所需要的保護裝置都不同。對于微機繼電保護的保護，主要是對其測量部分、邏輯部分以及執(zhí)行部分進行保護。同時在選用地鐵保護裝置時候，一定要考慮到其的保護性能。 （一）主變電所110kv的主變壓器的保護主要是配備主變差動保護，它主要是用來保護變壓器的內(nèi)部、館陶以及引出線上的一些相間短路，同時還可以保護單向?qū)娱g短路以及接地短路；同時還應(yīng)該裝設(shè)瓦斯保護，它主要是安裝在變壓器油箱和油枕的連接管上。主要工作原理是當短路時，絕緣體周圍的變壓器油會發(fā)生分解變成氣體，并且在上升中由于壓力增大就會使得流向油枕出現(xiàn)變化，在油流作用下啟動瓦斯保護發(fā)出報警信號或切斷電源。 （二）牽引混合降壓變電所的35kv進出線應(yīng)該對其配置線路光纖的差動保護、過流保護。一般是配置西門子7sd61、7sj63繼電保護裝置。 （三）35kv整流變壓器應(yīng)該配置電流速斷保護、過負荷保護、變壓器溫度保護等；整流器應(yīng)該配置逆流保護、二極管、過電流、過電壓以及溫度等。這兩個系統(tǒng)的相關(guān)保護是有7sj63以及plc裝置來實現(xiàn)的。 （四）直流1500v進行應(yīng)該配置大電流脫扣保護、低電壓保護、過電流保護、電流速斷保護等。對于這些功能選用西門子dcp106裝置來進行保護；對于全所設(shè)備的泄露保護選用西門子的dcp116進行保護。 五、結(jié)