地鐵低壓配電系統(tǒng)供電方案探討

陳西虎

（中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，陜西西安,710043）

地鐵車站用電設(shè)備類型多，負(fù)荷分布廣泛，負(fù)荷類型復(fù)雜，用電負(fù)荷大都比較重要，一、二級負(fù)荷可達(dá)總負(fù)荷的50%左右，低壓配電系統(tǒng)比較復(fù)雜，配電系統(tǒng)的設(shè)計直接關(guān)系到供電的可靠和地鐵的安全運(yùn)行。優(yōu)化配電設(shè)計，對節(jié)約能源、降低投資和運(yùn)營成本、方便系統(tǒng)維護(hù)具有重要的意義。

在地鐵用電負(fù)荷中，大部分為一、二級負(fù)荷，因此降壓變電所應(yīng)采用兩路獨立電源供電，高、低壓側(cè)均采用單母線分段的主接線形式，每段高壓母線各接一臺動力變壓器向低壓負(fù)荷供電。正常情況下，兩路電源同時供電；當(dāng)一臺變壓器退出運(yùn)行時，自動切除三級負(fù)荷后0.4kV母聯(lián)開關(guān)自投，保證全部一、二級負(fù)荷的供電。為便于切除負(fù)荷和控制，三級負(fù)荷設(shè)三級負(fù)荷總開關(guān)；大容量的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備應(yīng)單獨設(shè)一、二級負(fù)荷總開關(guān)。

地鐵變配電系統(tǒng)主要用電負(fù)荷的分布特點是大量動力設(shè)備集中在車站兩端設(shè)備區(qū)，車站公共區(qū)和區(qū)間主要為照明負(fù)荷，因此地鐵通常設(shè)置一至兩座降壓變電所。對于車站規(guī)模較小、負(fù)荷比較少、車站長度短的車站，僅在車站重負(fù)荷端設(shè)一座降壓變電所。當(dāng)車站規(guī)模大，車站比較長，用電設(shè)備多時，宜設(shè)兩座降壓變電所，其位置是設(shè)備區(qū)兩端各設(shè)一座，各負(fù)責(zé)半個車站及相鄰兩側(cè)半個區(qū)間的供電。降壓變電所一般設(shè)于站臺層，以便于設(shè)備的運(yùn)輸。

圖1 兩所形式供電方式

關(guān)于兩座降壓變電所的布置形式，可采用三種方式：兩所、一所一室、一所一跟隨。這三種方式，目前在地鐵變配電系統(tǒng)的設(shè)計中都采用過，關(guān)于這三種布置形式的比較如下：

（1）兩所形式：顧名思義，就是在設(shè)備區(qū)兩端各設(shè)一座完整的降壓變電所，均配有各功能房屋，主接線形式見圖1。這種布置形式的特點是：整個系統(tǒng)接線形式簡單、可靠；兩個所相對獨立、低壓側(cè)互不影響，兩所之間基本上無一、二次電纜的聯(lián)系；但占地大、一次性投入設(shè)備多、投資大，尤其是對于“寸土寸金”的地下車站來說，是不經(jīng)濟(jì)的。

（2）一所一室形式：就是在設(shè)備區(qū)一端設(shè)一座完整的降壓變電所，另一端設(shè)一低壓配電室，室內(nèi)僅設(shè)0.4kV開關(guān)柜。配電室兩路0.4kV電源由降壓變電所兩臺動力變壓器的0.4kV總開關(guān)下端分開關(guān)接引，主接線形式見圖2，這種布置形式的特點是：

①節(jié)省占地、節(jié)約投資。

②系統(tǒng)接線形式可靠，但低壓系統(tǒng)上、下級配合級數(shù)多，開關(guān)整定配合比較復(fù)雜，所、室之間需設(shè)閉鎖和連鎖控制的二次電纜。

③地鐵用電負(fù)荷大，低壓進(jìn)線電流很大，由所室之間的0.4kV電源線需采用母線槽供電，電壓損失大。

④由于地下空間十分緊張，母線槽的敷設(shè)增大了施工難度；增加了日常維護(hù)工作量。

(3)一所一跟隨形式：本布置形式是由上述兩種形式演變而來的，在設(shè)備區(qū)一端設(shè)一座完整的降壓變電所，另一端設(shè)一跟隨式降壓變電所。跟隨式降壓變電所內(nèi)設(shè)動力變壓器柜和0.4kV開關(guān)柜，其動力變壓器通過降壓變電所高壓斷路器分接于兩段高壓母線上，主接線形式見圖3。

圖2 一所一室供電方式

圖3 一所一跟隨供電方式

這種布置形式，集中了以上兩種布置形式的優(yōu)點，其特點是：

①節(jié)省占地、節(jié)約投資。

②整個系統(tǒng)接線形式簡單、可靠。

③兩所之間采用高壓聯(lián)系，跟隨所動力變壓器電源線采用高壓電纜。因變電所設(shè)有電纜夾層或通道，所以施工方便，不易損壞，未增加維護(hù)工作量。

由上可見，跟隨式降壓變電所的設(shè)置，解決了占地大、投資多、低壓母線截面大、運(yùn)營損耗高、保護(hù)配合等方面的問題。

因此對于車站規(guī)模較小、車站長度短的車站，僅在車站重負(fù)荷端設(shè)一座降壓變電所；當(dāng)規(guī)模較大的地下車站，在設(shè)備區(qū)兩端各設(shè)一座降壓變電所(其中一座為跟隨式降壓變電所)，各自負(fù)責(zé)半個車站及相鄰兩側(cè)半個區(qū)間的供電。這種供電方案滿足了供電安全、節(jié)能、降低造價等各方面的要求。