地鐵降壓變電系統(tǒng)的構(gòu)成與施工調(diào)試

胡玉龍

【摘 要】地鐵降壓變電系統(tǒng)是地鐵廣告、人防、通風(fēng)電源、采暖系統(tǒng)等用電設(shè)施設(shè)備的供電系統(tǒng)。而地鐵降壓變電系統(tǒng)在設(shè)計、施工、調(diào)試過程中出現(xiàn)問題，勢必會直接影響降壓變電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，甚至?xí)璧K地鐵站無法有序運行。據(jù)此，本文主要對地鐵降壓變電系統(tǒng)的構(gòu)成與施工調(diào)試進行了詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】地鐵；降壓變電系統(tǒng)；構(gòu)成；施工調(diào)試

一、地鐵降壓變電系統(tǒng)的構(gòu)成

（一）降壓變電站

規(guī)模比較大的地鐵站，一般會選擇采用兩個降壓變電站。

1.一所一跟隨，其中一所主要是指主降壓變電所，一跟隨則是指降壓變電所，兩所高壓進線端的饋線回路大不相同。其中，一所一跟隨都采用獨立高壓，能夠有效強化供電的安全性和可靠性，不僅如此，供電的損耗比較小，經(jīng)濟性良好。

2.一所一室，低壓變配電室和降壓變電所屬于一二級的關(guān)系。其中，施工難度比較低，電能損耗較低，成本小，但是故障的發(fā)生幾率也很小。

3.兩所，也就是分別在設(shè)備區(qū)域的兩端設(shè)置降壓變電所。其中，兩個降壓變電站是獨立存在的，占地面積比較大，接線方式非常簡單，具有較高的安全性。

（二）主接線

地鐵站的負(fù)荷類型非常多，所以，降壓變電系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計兩個相對獨立的供電系統(tǒng)，主要是由35kV接線端進入地鐵站變壓器內(nèi)，通過變壓器轉(zhuǎn)換成400V輸出。每個降壓變電所的母線上，都有設(shè)置相對應(yīng)的出線電源，實現(xiàn)對降壓變電所的同時供電，從而保障供電的穩(wěn)定性、安全性、可靠性。變壓器的容量應(yīng)該在很大程度上滿足一臺退出運行之后，另一臺可以承擔(dān)整個降壓變電系統(tǒng)的電力負(fù)荷。降壓變電所的主接線方式具體如圖1所示。

（三）控制

地鐵降壓變電系統(tǒng)通常采用三種控制方式，即SCADA遠(yuǎn)動控制、就地控制以及變電所集中控制。三級負(fù)荷總開關(guān)、母聯(lián)開關(guān)、低電壓400V進線等采用SCADA遠(yuǎn)動控制以及就地控制，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，系統(tǒng)能夠自動將開關(guān)斷開。

（四）自動裝置

一般情況下，35kV和400V母聯(lián)斷路器都會設(shè)置自動裝置，這對實現(xiàn)降壓變電系統(tǒng)的自動化控制發(fā)揮著重要作用。就直流部分來講，應(yīng)將兩路交流進線都設(shè)置成自動化進線和自動投入方式。就交流部分來講，應(yīng)該將母聯(lián)斷路器設(shè)置成自動進線和自動投入方式。

（五）繼電保護

降壓變電所35kV系統(tǒng)的繼電保護裝置一般會采用綜合測控保護方式，上位機可以對整個35kV系統(tǒng)，進行實時、全面監(jiān)控、測量、保護、聯(lián)動與聯(lián)鎖等，通過以太網(wǎng)，把信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C。就400V系統(tǒng)來講，環(huán)控、母聯(lián)柜、進線柜等負(fù)荷饋線都設(shè)置接地保護、短路延時保護、短路瞬時保護和過載保護等，其他的低壓柜設(shè)置接地保護、短路損失保護和過載保護。

二、地鐵降壓變電系統(tǒng)的特點

（一）采用分級雙回路供電，確保變電系統(tǒng)的可靠性

無論是牽引供電系統(tǒng)還是降壓供電系統(tǒng)，都分別組成相對獨立的環(huán)路網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)，這主要是保證在一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，另一個系統(tǒng)能夠正常運行。每一個降壓變電所就要有兩路進線，10kV進線電源來自于一個中心降壓站或者上一個降壓變電所。10kV輸出線路通過環(huán)網(wǎng)電纜連接于下一個降壓變電所進線，兩個階段的母線間加設(shè)聯(lián)絡(luò)斷路器，這樣在某個進線出現(xiàn)故障的時候，自動投入，保證兩段母線正常供電。

（二）GIS和AIS組合供電、干式變壓器以減少空間占用

在設(shè)計供電系統(tǒng)的時候，一般的35kV系統(tǒng)采用GIS組合電器系統(tǒng)，10kV系統(tǒng)采用AIS組合電器系統(tǒng)，400V采用的是抽屜式的單元低壓柜，變壓器都采用的是干式變壓器，這樣就節(jié)省了空間。

（三）降壓變電系統(tǒng)中400V低壓系統(tǒng)特點

采用自動化較高的設(shè)備，400V的進線盒母聯(lián)斷路器都采用的是快速斷路器，并內(nèi)置電流電壓保護模塊，設(shè)計有大電流脫扣定時限過電流等保護措施，可迅速切斷故障電流，實現(xiàn)開關(guān)量和模擬量的采集和遠(yuǎn)程傳輸，并實現(xiàn)母線保護。負(fù)荷的分類較多，其中400V用電負(fù)荷主要是信號電源、通訊電源、售票系統(tǒng)等一類負(fù)荷；車站照明、電扶梯、通風(fēng)電源等二類負(fù)荷；水冷機、采暖系統(tǒng)等為三類負(fù)荷。

三、降壓變電系統(tǒng)施工調(diào)試

（一）電氣設(shè)備調(diào)試的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容

1.標(biāo)準(zhǔn)。

一般采用國標(biāo)《電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》和工程設(shè)計圖紙為依據(jù)；或根據(jù)項目的具體調(diào)試要求進行試驗。

2.試驗內(nèi)容。

主要設(shè)備單體試驗、保護裝置、整組試驗、監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試。整組試驗主要是交流回路通電使用、控制信號檢查、保護動作檢查、自動裝置使用等等，另外還需要聯(lián)調(diào)調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)。

（二）調(diào)試中常見問題

1.快速閉鎖試驗。

為了方便詳細(xì)分析和了解快速閉鎖過程，應(yīng)提前了解快速閉鎖的工作原理。而想要避免在進線或者聯(lián)絡(luò)保護與出現(xiàn)保護具有相同的動作延時時間下，尤其是在電流速斷的情況下，饋線和出線故障的時候，地線或聯(lián)絡(luò)斷路器跳閘，導(dǎo)致停電范圍進一步擴大，從而影響有序運行。在進行設(shè)計的時候，增設(shè)了出現(xiàn)故障快速閉鎖進線或聯(lián)絡(luò)斷路器跳閘功能。在出線發(fā)生故障的時候，保護裝置發(fā)出跳閘信號，出線斷路器跳閘，與此同時，向進線斷路器或者聯(lián)絡(luò)斷路器發(fā)出跳閘快速閉鎖信號，閉鎖進線斷路器和聯(lián)絡(luò)斷路器跳閘，即快速閉鎖功能。

2.PLC編程問題。

一旦PLC微機保護裝置保護動作不穩(wěn)定，裝置工作也不穩(wěn)定。在降壓施工調(diào)試時，出現(xiàn)危機保護裝置工作并不穩(wěn)定的現(xiàn)象，保護動作有時會正常，有時會發(fā)生故障。經(jīng)過查找原因和分析，及時排除二次配線接觸不良和電磁靜電干擾的可能性，就應(yīng)對設(shè)備可編程控制器的邏輯程序，進行有序測試和詳細(xì)檢查，一旦發(fā)生邏輯程序中，出現(xiàn)大量變量，如果邏輯模塊處理任務(wù)太多，會造成程序混亂，導(dǎo)致CPU死機，裝置出現(xiàn)時好時壞的不良現(xiàn)象，這就需要重新改寫并優(yōu)化程序。

3.調(diào)試中整定組的切換問題。

PLC控制系統(tǒng)具有三組不同的整定值用在不同運行方式下保護的整定。地鐵降壓變電系統(tǒng)中，積極采用雙邊供電，正常來講，會使用第一組整定值，在某35kV主所解列的時候，采用單邊供電，主要分為非正常供電方式A和非正常供電方式B，分別對整定組2和整定組3，在試驗的時候，發(fā)現(xiàn)在進行第一組整定值測試時，保護裝置動作、跳閘都十分正常，但是，其所對應(yīng)的斷路器閉鎖關(guān)系并不對，經(jīng)過反復(fù)檢查并核對程序邏輯，發(fā)現(xiàn)所屬編程時，并沒有將相應(yīng)的閉鎖關(guān)系邏輯編入二、三組整定中，經(jīng)過修改程序，三組整定值的切換功能、閉鎖關(guān)系、保護動作都屬于正常現(xiàn)象。

（三）系統(tǒng)電力電纜檢測

降壓變電所進行10kV電纜檢測時，如電纜在35kV試驗電壓下的泄漏電流嚴(yán)重不平衡。首先，要分析其工作的環(huán)境，造成的該種情況的原因，進行適當(dāng)調(diào)整。如果A相泄漏電流正常，表明B、C相盡管泄漏電流偏大，電流隨著電壓的升高呈現(xiàn)平穩(wěn)升高，無明顯的陡升，也沒有擊穿，這樣判斷電纜沒有受損，下一步需要檢查電纜是否存在有明顯的外傷以及彎曲超過要求等。

四、結(jié)語

地鐵降壓變電系統(tǒng)是負(fù)荷地鐵日常站網(wǎng)供電的基本電源設(shè)備，主要功能是確保日常的基礎(chǔ)功能運轉(zhuǎn)，主要就是把35kV的高壓電轉(zhuǎn)變成0.4kV的低壓供電基礎(chǔ)設(shè)備使用。因此，降壓變電系統(tǒng)構(gòu)成主要是以變壓和用電安全為基礎(chǔ)進行設(shè)計，施工調(diào)試自然也是圍繞這一核心開展。在設(shè)計過程中，適當(dāng)添加電鈴和電笛報警功能，防止在發(fā)生特殊情況的時候，運行人員并沒有注意到線路燈的變化導(dǎo)致故障進一步擴大，并能夠在觸摸屏上顯示故障信號。

參考文獻(xiàn)

[1]周駿鑫.地鐵降壓變電系統(tǒng)的構(gòu)成與維護要點研究[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2014（2）.endprint