地鐵低壓配電系統(tǒng)供電可靠性的分析

李林

摘 要：本文圍繞地鐵低壓配電系統(tǒng)供電可靠性問題展開分析與探討，首先地鐵車站負(fù)荷分類及供電特點進行簡單概述，針對EASY控制繼電器裝置在提升低壓配電系統(tǒng)供電可靠性方面的應(yīng)用進行分析，然后從提升組織管理水平、優(yōu)化設(shè)計方案以及實時性監(jiān)控維修這三個方面，對低壓配電系統(tǒng)可靠性水平改善措施進行分析與總結(jié)，僅供參考。

關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng);地鐵;供電可靠性

地鐵正常運營時的用電需求一方面為車輛運行的牽引供電，另一方面為車站、軌行區(qū)內(nèi)各系統(tǒng)、各機電設(shè)備正常運行的用電需求，而保障地鐵正常運營的各弱電系統(tǒng)、各機電設(shè)備均由地鐵低壓配電系統(tǒng)負(fù)責(zé)供電，如信號系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、AFC、環(huán)控電控柜、電扶梯、站臺門、水泵、正常照明、應(yīng)急照明、廣告照明等，從這一角度上來說，地鐵低壓配電系統(tǒng)的可靠性水平密切關(guān)系到地鐵安全運營的各個方面，它的功能用途就是將低壓電力（380/220V）安全、可靠、合理地配置給各個用電負(fù)荷。

1 車站負(fù)荷及供電特點

一級負(fù)荷：應(yīng)急照明、站廳和站臺照明、通信、信號、FAS、BAS、AFC、站臺門、電梯、排水泵、雨水泵、回排風(fēng)機、排熱風(fēng)機、組合式空調(diào)箱、小系統(tǒng)排煙風(fēng)機。

二級負(fù)荷：一般照明、自動扶梯、污水泵、通風(fēng)機、設(shè)備房維修、區(qū)間檢修電源。

三級負(fù)荷：廣告照明、裝飾照明、冷水機組、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)機、清掃機械。

一級負(fù)荷：從低壓室I、II段母線（即兩路自變電器進線電源）各引一路電源，在設(shè)備末端設(shè)雙電源自動切換箱（相對集中的小容量一級負(fù)荷為節(jié)省投資而共用一個雙電源自動切換箱就近配電）。

二級負(fù)荷：從低壓室I或II段母線引一路電源，當(dāng)母線故障時母聯(lián)自投后由另一母線供電或人工切除。當(dāng)電網(wǎng)只有一路電源時，允許將其從電網(wǎng)中切除。

三級負(fù)荷：由三級負(fù)荷總開關(guān)引來一路單電源，電源故障時自動被切除，人工復(fù)位。在火災(zāi)情況下，F(xiàn)AS系統(tǒng)直接切斷三級負(fù)荷總電源。

2 控制繼電器應(yīng)用

傳統(tǒng)地鐵運營模式下，低壓配電系統(tǒng)廣泛選用備用電源自投裝置，正常運行時，400V低壓配電系統(tǒng)由變電所內(nèi)35KV分列母線經(jīng)電力變壓器變換為兩個獨立的400V三相交流電源。兩個獨立的低壓進線電源同時供電，兩段母線分列運行。當(dāng)一個低壓進線電源失壓時，進線開關(guān)與母聯(lián)斷路器可實現(xiàn)“自投自復(fù)，手投手復(fù)”等投入方式。

隨著低壓配電系統(tǒng)設(shè)備智能化、集成化轉(zhuǎn)型，EASY等控制繼電器被廣泛應(yīng)用于地鐵低壓配電系統(tǒng)中，其典型結(jié)構(gòu)如圖（見圖1）所示。整套控制繼電器實現(xiàn)了輸入設(shè)備與控制功能的集成，具有緊湊型的特點，可通過操作按鍵的方式滿足電路圖改變以及編程功能需求，且人機交互功能強，可提供智能化操作功能以及LCD顯示界面，滿足工作人員的二次控制電路需求，對提升整個地鐵低壓配電系統(tǒng)供電可靠性有非常重要的意義。更為關(guān)鍵的一點是通過對整套控制繼電器裝置的應(yīng)用，滿足了低壓配電系統(tǒng)簡化用電控制的功能需求，電路運行方式簡約，能夠方面工作人員直接查找故障點，并通過人工修復(fù)快速恢復(fù)故障點的穩(wěn)定運行。通過對老舊電路進行改正的方式，確保低壓配電系統(tǒng)長期可靠運行，滿足系統(tǒng)供配電功能需求。

一般情況下，地鐵線路變電所低壓柜采用單母線分段運行模式。結(jié)合圖1，正常運行狀態(tài)下，母聯(lián)開關(guān)803位于分位，801以及802進線開關(guān)位于合位，在動力變壓器高壓側(cè)開關(guān)出現(xiàn)跳閘的情況下，進線開關(guān)需自動分閘，母聯(lián)開關(guān)則應(yīng)同步合閘。為滿足該功能，二次接線過程中選用EASY控制繼電器，電源運行標(biāo)準(zhǔn)為230VAC，共配置8個數(shù)字量輸入端以及4個繼電器輸入端。整套控制繼電器裝置二次接線系統(tǒng)中，801合閘回路涉及到多個開路，需確保所有開路處于接通狀態(tài)的情況方可對801開關(guān)進行合閘處理。若802、803均處于分位或其中某個開關(guān)處于分位狀態(tài)，則I3、I4需要自上述開關(guān)常閉節(jié)點取電。此過程中，輸出繼電器Q1位于回路1中，線圈處于受電狀態(tài)，故對于回路2而言，801開關(guān)所對應(yīng)合閘回路中的某斷開點切換至閉合狀態(tài)，以此種方式來保障供電可靠性水平。

3 低壓配電系統(tǒng)可靠性改善措施

（1）應(yīng)促進低壓配電系統(tǒng)組織管理水平的提升。結(jié)合低壓配電系統(tǒng)實際運行情況，構(gòu)建可靠性管理體系，促進可靠性水平的提升。一方面需要促進低壓配電系統(tǒng)組織管理人員專業(yè)素質(zhì)水平的提升，明確管理小組中各個人員的責(zé)任，提升組織結(jié)構(gòu)專業(yè)性與完整性;另一方面需要形成配套的考評工作制度，通過分析考核結(jié)果獲取經(jīng)驗，為配電管理工作的開展提供實踐依據(jù)。尤其應(yīng)重視對低壓配電系統(tǒng)供電可靠性重要性的培訓(xùn)，提升管理人員的重視度。

（2）應(yīng)對低壓配電系統(tǒng)設(shè)計方案進行優(yōu)化。堅持完善的送審、會簽、圖紙會審、設(shè)計交流流程，做到高質(zhì)量的配合施工工作，這樣不僅保證了圖紙的設(shè)計質(zhì)量，還使設(shè)計意圖真正體現(xiàn)。前期對土建預(yù)留的溝、槽、管、洞現(xiàn)場核實，檢查與設(shè)備專業(yè)圖紙是否有出入，及時采取應(yīng)對措施，施工過程中對甲方、總體組提出的要求、施工中出現(xiàn)的問題及時拿出解決方案。同時總結(jié)經(jīng)驗，做好設(shè)計回訪。除此以外，在低壓配電系統(tǒng)中通過引入變頻技術(shù)的方式對車站風(fēng)機進行控制，基于BAS系統(tǒng)、冷源控制系統(tǒng)的焓值控制功能，集中調(diào)配風(fēng)機、風(fēng)閥、水閥的運行，以分流量、分時段對風(fēng)量、冷凍水量進行調(diào)節(jié)，同樣可達到滿意的節(jié)能效果。

（3）對低壓配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)進行實時監(jiān)控，提高設(shè)備維修保養(yǎng)的工作質(zhì)量。以日常維護保養(yǎng)為基礎(chǔ)，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)備檢修規(guī)程及作業(yè)指導(dǎo)書，定期開展設(shè)備保養(yǎng)工作，降低設(shè)備故障率，并針對系統(tǒng)缺陷，進行必要的升級管理，對低壓配電系統(tǒng)中老化電路進行更換，堅持預(yù)防性檢修為主、故障性維修為輔的防治，狠抓預(yù)防、故障處理兩個關(guān)卡。一旦出現(xiàn)設(shè)備異常，需在保障地鐵穩(wěn)定運行的前提下及時展開設(shè)備設(shè)施維修或應(yīng)急搶修。并構(gòu)建針對低壓配電系統(tǒng)的安全應(yīng)急工作方案，一旦發(fā)現(xiàn)異常需及時啟動應(yīng)急預(yù)案，保障地鐵系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行。

4 結(jié)束語

地鐵在城市建設(shè)發(fā)展中所扮演的角色是非常關(guān)鍵的，地鐵低壓配電系統(tǒng)的供電可靠性與各用電負(fù)荷如何得到可靠保障，是業(yè)內(nèi)人士需高度重視的一項課題。通過對控制繼電器的合理應(yīng)用，能夠顯著提升低壓配電系統(tǒng)現(xiàn)場維護便利性，保障地鐵供電的連續(xù)性與可靠性，同時還可簡化控制布線與線路設(shè)計，降低維修維護成本投入，值得引起關(guān)注。通過提升組織管理水平、優(yōu)化設(shè)計方案及對低壓設(shè)備進行實時監(jiān)控，及時采取維修策略，能進一步提升低壓配電系統(tǒng)的供電可靠性。

參考文獻：

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