地鐵供電分段設(shè)置原則淺析

地鐵供電分段設(shè)置原則淺析

在地鐵建設(shè)快速發(fā)展的今天，由于各運(yùn)營公司的不同設(shè)計(jì)理念和不同重點(diǎn)，制定了各種適合每個(gè)地鐵的線性接觸網(wǎng)的供電分工配置原則。從各個(gè)投入運(yùn)營的地鐵安全生產(chǎn)情況來看,未發(fā)現(xiàn)由于供電分段設(shè)置不合理引起較大的運(yùn)營安全事故。現(xiàn)對目前各個(gè)地鐵的設(shè)置原則進(jìn)行淺析析,探尋最優(yōu)的配置方案。1正輸入和負(fù)輸入網(wǎng)絡(luò)的供電段形式和功能1.1列車受流能力測試這兩種形式的存在主要是由于安裝空間條件的限制和安裝形式對行車質(zhì)量的限制。絕緣錨段關(guān)節(jié)形式主要用于正線線路上需要進(jìn)行電分段的地方,這些地方要求有足夠的空間進(jìn)行空氣絕緣。電分段處兩個(gè)相鄰供電分區(qū)的接觸線平行重疊,基本消除列車受電弓過電分段時(shí)的拉弧現(xiàn)象,保證了列車受流質(zhì)量,但是對空間需求量比較大,在一些狹小的空間無法安裝使用。分段絕緣器方式一般用于存車線、渡線處必須進(jìn)行電分段的地方,這些地方空間狹小無法設(shè)置絕緣關(guān)節(jié)。缺點(diǎn):列車受電弓滑過電分段時(shí),因?qū)Ь€與分段絕緣器連接處存在受力“硬點(diǎn)”,容易造成受電弓離線并出現(xiàn)較為明顯的拉弧現(xiàn)象,影響列車的受流質(zhì)量,在有分段絕緣器的地方,列車有限速要求根據(jù)線路條件進(jìn)行設(shè)置。1.2分段供電,保證供電質(zhì)量供電分段的作用是將接觸網(wǎng)分隔成若干個(gè)從結(jié)構(gòu)和電氣上相互隔離的區(qū)段,各供電分區(qū)由對應(yīng)的牽引變電所分別供電,實(shí)現(xiàn)分段供電,保證供電質(zhì)量。同時(shí),在接觸網(wǎng)故障時(shí),將接觸網(wǎng)故障分區(qū)有效切除,縮小故障范圍,保證無故障區(qū)段正常營運(yùn),實(shí)現(xiàn)安全、可靠運(yùn)營。2當(dāng)前投資中的電源分段配置方法目前投入使用的供電設(shè)置方式有以下三種:供電分段設(shè)置在車站進(jìn)站端;供電分段設(shè)置在離變電所比較近的一端;供電分段設(shè)置在出站端。2.1供電臂末端電壓不同《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157-2003)規(guī)定:“14.3.13接觸網(wǎng)的電分段應(yīng)設(shè)置在以下各處:1、有牽引變電所車站的車輛惰性處…”。即按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求,早期及至目前為止,大部分設(shè)計(jì)都是按照此設(shè)計(jì)原則進(jìn)行供電分段的設(shè)置。此設(shè)計(jì)原則的初衷是從鐵路上接觸網(wǎng)供電分段設(shè)計(jì)原則上面演變而來,由于線路壓降的原因,導(dǎo)致在供電臂末端電壓比較低,在功率一定的情況下,導(dǎo)致啟動電流增大,容易造成拉弧現(xiàn)象,對導(dǎo)線造成燒傷,特別是牽引機(jī)車啟動時(shí),會有較大的啟動電流存在,更容易造成拉弧燒傷導(dǎo)線。遵從此設(shè)計(jì)原則就能夠有效避免此種情況,保證供電設(shè)備安全。地鐵采用的是雙邊供電的方式,正常運(yùn)行的方式情況下,不存在供電臂末端的概念,供電臂的兩端都有上網(wǎng)點(diǎn),基本保證了供電臂兩端的電壓水平保持不變。只有供電出現(xiàn)故障,采用單邊供電或是大雙邊供電時(shí),才會有供電臂末端的情況出現(xiàn),這種故障概率是比較低的,而且出現(xiàn)這種情況時(shí),地鐵的運(yùn)營方式會進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,線路的客運(yùn)車輛密度將會進(jìn)行調(diào)整,減少供電臂上的負(fù)荷,電壓降過大的情況將不會出現(xiàn),所以大電流造成拉弧燒傷導(dǎo)線的情況將不會出現(xiàn)。上海軌道交通3號線(柔性架空接觸網(wǎng))、廣州地鐵2號線(剛性架空接觸網(wǎng)),杭州地鐵1號線有存在供電分區(qū)不是設(shè)置在牽引變電所車站的車輛惰性處,但是這些地方未發(fā)現(xiàn)明顯的拉弧現(xiàn)象存在。早期投運(yùn)的地鐵線路都是采用這種方式進(jìn)行供電分段設(shè)置。2.2電力段位于靠近變量接近的一端上海軌道交通3號線(柔性架空接觸網(wǎng))、廣州地鐵2號線(剛性架空接觸網(wǎng)),杭州地鐵1號線采用這種方式進(jìn)行供電分段設(shè)置。3運(yùn)營單位設(shè)定地鐵故障零故障現(xiàn)象是不可能實(shí)現(xiàn)的,只能盡量減少故障發(fā)生的概率,在小概率事件發(fā)生時(shí),通過有效的服務(wù)補(bǔ)救措施,盡量減小故障對地鐵營運(yùn)質(zhì)量的影響,這是每個(gè)地鐵運(yùn)營方在不斷努力的目標(biāo)。供電分段設(shè)置在離變電所比較近的一端,這個(gè)設(shè)置方法主要考慮的是運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量,一旦相鄰供電臂發(fā)生故障時(shí),能夠?qū)⒎枪收蠀^(qū)間的列車放進(jìn)車站,在站臺上進(jìn)行清客,減少了區(qū)間清客的現(xiàn)象,這樣能夠減少旅客對運(yùn)營故障帶來不便的怨言,能夠有效的提高運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量。目前出于安全方面的考慮,沒有地鐵采用此種方式進(jìn)行設(shè)置,但是運(yùn)營單位正在努力推行此種設(shè)置方式。對上面三種供電分段設(shè)置原則進(jìn)行匯總分析,見表1。在這三種供電分段的設(shè)置原則的基礎(chǔ)上,根據(jù)地鐵線路的配線圖,結(jié)合運(yùn)營交路的需要,增設(shè)絕緣關(guān)節(jié),然后利用聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)進(jìn)行短接。正常運(yùn)營模式式情況下,聯(lián)絡(luò)隔開閉合,一旦線路發(fā)生故障,打開聯(lián)絡(luò)隔開,甩開故障點(diǎn),利用渡線、存車線進(jìn)行車輛折返,形成小交路,有效縮小故障范圍,提高服務(wù)質(zhì)量。增設(shè)聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)有以下方面需要注意:3.1運(yùn)營維護(hù)的壓力增加隔離開關(guān)數(shù)量會帶來以下問題:提高建設(shè)成本;增加運(yùn)營維護(hù)的工作量;增加故障概率。所以隔開的增設(shè),要根據(jù)運(yùn)營交路的需要,有必要形成交路的地方才考慮增設(shè)隔開。3.2事故方面的壓力聯(lián)絡(luò)隔開設(shè)置距離道岔的長度要滿足機(jī)車折返的需要,而且要考慮司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間,防止機(jī)車誤闖無電區(qū),但是距離也不能太長,設(shè)置距離過遠(yuǎn),能夠甩開的故障的線路長度將大大縮短,設(shè)置聯(lián)絡(luò)隔開甩開故障線路的意義就弱化了。供電分段設(shè)置這三種設(shè)置方案各有優(yōu)缺點(diǎn),但是在物質(zhì)文明和精神文明日益發(fā)展的今天,在運(yùn)營質(zhì)量方面,旅客也會有更高的服務(wù)要求,在保證設(shè)備安全的基礎(chǔ)上,建議側(cè)重運(yùn)營質(zhì)量的改善方面。建議在方案三這個(gè)大原則的基礎(chǔ)上,結(jié)合運(yùn)營交路需要設(shè)置必要的聯(lián)絡(luò)隔開,實(shí)現(xiàn)地鐵正線接觸網(wǎng)供電分段設(shè)置,在小概率事件發(fā)生時(shí),通過站臺清客和小交路運(yùn)行等方式,盡量減小故障對地鐵營運(yùn)質(zhì)量的影響,從而實(shí)現(xiàn)地鐵高品質(zhì)的服務(wù)。目前正線接觸網(wǎng)供電分段形式主要有兩種:一種是采用分段絕緣器方式,另一種是采用絕緣關(guān)節(jié)的形式。供電分段設(shè)置在離變電所比較近的一端,這樣就可以避免從車站一頭鋪設(shè)上網(wǎng)電