關(guān)于西安地鐵二號(hào)線供電系統(tǒng)的分析

摘 "要：西安作為首次修建地鐵的城市，其車輛及牽引供電制式選擇是非常重要的環(huán)節(jié)。在西安地鐵二號(hào)線車輛牽引供電制式選擇上從線網(wǎng)角度出發(fā)，充分考慮城市特點(diǎn)。本文主要介紹西安地鐵二號(hào)線供電系統(tǒng)構(gòu)成及項(xiàng)目主要特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：西安地鐵二號(hào)線，供電系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TU723.3 " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " "文章編號(hào)：1674-3520（2014）-11-00-01

一、概述

西安地鐵二號(hào)線供電系統(tǒng)工程北起鄭西鐵路客運(yùn)專線西安北客站，南至韋曲南站，共設(shè)地下車站21座，線路全長(zhǎng)26.628公里，采用1500V架空接觸網(wǎng)供電方式。

西安地鐵二號(hào)線供電系統(tǒng)工程采取分期建設(shè)分期運(yùn)營(yíng)的原則。鄭西鐵路客運(yùn)專線西安北客站至?xí)怪行恼荆ê榈谝浑A段，共設(shè)牽引降壓混合變電所9座，設(shè)降壓變電所9座，跟隨式降壓變電所8座，區(qū)間跟隨式降壓變電所1座。正線線路采用剛性架空接觸網(wǎng)，車輛段采用架空柔性接觸網(wǎng)。會(huì)展中心站（不含）至韋曲南站為第二階段，共設(shè)牽引降壓混合變電所3座，設(shè)降壓變電所2座，跟隨式降壓變電所1座，區(qū)間跟隨式降壓變電所1座。

西安地鐵二號(hào)線工程竣工后，最高行車速度可達(dá)每小時(shí)80公里，全程計(jì)劃行車時(shí)間39分鐘，將大大緩解西安市南北中軸線主干道的交通壓力，對(duì)于優(yōu)化城市布局，提升城市品質(zhì)，推進(jìn)“人文西安、活力西安、和諧西安”建設(shè)具有重要的作用。

二、西安地鐵工程特點(diǎn)

線網(wǎng)中含有高架段線路，文化旅游城市對(duì)高架段景觀有要求。

先期修建骨干線，后期修建輔助線。

大部分線路穿越了地質(zhì)地裂縫帶。

線路大都有換乘，因此供電方案需進(jìn)行系統(tǒng)研究，以優(yōu)化資源配置。

多數(shù)線路分兩期建設(shè)，近遠(yuǎn)期工程存在銜接過(guò)渡。

已實(shí)施線路均為6輛編組（三動(dòng)三拖）;行車交路大都為大小交路混跑。

各線工程總工期均較緊。

三、西安地鐵二號(hào)線各變電站（所）設(shè)計(jì)原則

西安地鐵二號(hào)線供電系統(tǒng)除2座主變電站設(shè)置有人值班外，其它各所均為無(wú)人值班設(shè)計(jì)，35kVGIS開(kāi)關(guān)柜母聯(lián)自投裝置正常都在投入位。且在綜合自動(dòng)化后臺(tái)PSCADA操作系統(tǒng)中未設(shè)計(jì)母聯(lián)自投裝置投切功能。35kVGIS開(kāi)關(guān)柜母聯(lián)備自投的邏輯關(guān)系為：兩路進(jìn)線斷路器在合閘位，母聯(lián)斷路器在分閘位，母聯(lián)兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)在合位，自投裝置在投入位，兩段母線均有壓。此時(shí)如果一條迸線失壓，則啟動(dòng)自投程序：跳失壓線路斷路器，合母聯(lián)斷路器。開(kāi)關(guān)柜保護(hù)動(dòng)作（線路差動(dòng)保護(hù)除外）將閉鎖備自投動(dòng)作，PrrMCB在分位閉鎖母線失壓。

四、電氣化工程概況

（一）牽引供變電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)采用110kV/33kV兩級(jí)電壓集中供電方式，全線在會(huì)展中心、行政中心設(shè)2座主變電站，經(jīng)AC33kV環(huán)網(wǎng)電纜與車站變電所環(huán)串成供電網(wǎng)絡(luò)。AC33kV經(jīng)變電所牽引部分降壓、整流后為牽引列車提供1500V直流電源，經(jīng)變電所降壓部分降壓后為全線動(dòng)力照明提供400V交流電源。

牽引變電所采用無(wú)人值班、無(wú)人人值守設(shè)計(jì)。變電所33kV側(cè)主接線采用單母線分段接線方式，設(shè)置母線斷路器。每段母線設(shè)置一路進(jìn)線、一路出線，每座牽引變電所設(shè)兩臺(tái)整流機(jī)組，均接于同一段母線上。直流1500V母線為單母線接線，一般牽引變電所饋出4回直流1500V電源，分別接至接觸網(wǎng)上下行，與相鄰牽引變電所構(gòu)成雙邊供電。

各變電所采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，在車站接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)。變電所綜合自動(dòng)化子系統(tǒng)采用分散與集中結(jié)合式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。完成對(duì)系統(tǒng)控制、監(jiān)視、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)控制、所內(nèi)自動(dòng)化管理及遠(yuǎn)程通信等功能。

（二）接觸網(wǎng)系統(tǒng)。接觸網(wǎng)按80km/h最高運(yùn)行速度設(shè)計(jì)，接觸網(wǎng)采用單根匯流排（CTAH150）+單根接觸線（CTAH150）的架空“П”型剛性懸掛。為提高接觸網(wǎng)受流質(zhì)量和改善弓網(wǎng)關(guān)系，采用《接觸網(wǎng)弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)仿真軟件》新技術(shù)，確定接觸網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。接觸網(wǎng)匯流排采用正弦波布置、跨距采用了6m和8m兩種、錨段關(guān)節(jié)首次采用了膨脹關(guān)節(jié)、接觸線首次采用平底鍍錫工藝的銀銅合金接觸線、人防門(mén)和防淹門(mén)處首次采用可拆卸匯流排等新技術(shù)，提高列車在最高運(yùn)行速度80km/h時(shí)受流質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)安全。

五、項(xiàng)目主要特點(diǎn)

（一）本線正線全為地下線，負(fù)荷相對(duì)較大，從線網(wǎng)上遠(yuǎn)期將有延伸，同時(shí)采用B型車，牽引機(jī)車對(duì)數(shù)較大，牽引對(duì)數(shù)按30對(duì)/小時(shí)，大小交路套跑，供電能力需滿足近期需求和遠(yuǎn)期發(fā)展的需要，供電系統(tǒng)計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜。結(jié)合軌電位和牽引網(wǎng)最低電壓等要素，采用多種軟件進(jìn)行仿真計(jì)算及驗(yàn)證，按照大小交路混跑B型車的條件，從全線角度，經(jīng)過(guò)多方案比選推薦鐵路北客站至韋曲南采用正線10座牽引變電所方案，其中北客站至?xí)怪行亩螢?座。另外在車輛段和停車場(chǎng)分別各設(shè)置1座牽引變電所。

（二）西安市有地裂縫的特殊地質(zhì)條件，接觸網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)電纜通過(guò)地裂縫區(qū)段的實(shí)施難度較大，甚至通過(guò)科研方式解決技術(shù)難題，對(duì)設(shè)計(jì)和施工提供技術(shù)支持。

（三）在采用B型車時(shí)，牽引網(wǎng)有架空接觸網(wǎng)和地面接觸軌兩種主流授流方式，牽引供電制式的選擇在本線非常重要，一旦確定，對(duì)于本線和線網(wǎng)的影響很大，因此展開(kāi)專項(xiàng)研究獲得各方面同意對(duì)于穩(wěn)定各專業(yè)設(shè)計(jì)條件尤為重要。

（四）西安市電網(wǎng)薄弱，外部電源難度較大，方案論證和技術(shù)協(xié)調(diào)難度大，而且作為西安市電力部門(mén)增加了一個(gè)地鐵用電大戶，供需雙方存在一定分歧，能否正常對(duì)接，而供電系統(tǒng)如何做好設(shè)計(jì)配合，對(duì)二號(hào)線能否順利開(kāi)通起著至關(guān)重要的作用。

（五）供電系統(tǒng)專業(yè)多，接口多，受控于車輛牽引、通信、信號(hào)、通風(fēng)空調(diào)等用電設(shè)備的用電要求，前期設(shè)計(jì)中輸入條件多，而這些用電設(shè)備用電要求的確定時(shí)間較晚，而在開(kāi)通前要求卻較高，例如通號(hào)調(diào)試要用正式電源，而且本線工期緊，對(duì)供電系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)周期有影響。

六、結(jié)語(yǔ)

西安地鐵二號(hào)線已于2011年9月16日開(kāi)始載客試運(yùn)營(yíng)，而對(duì)地鐵的供電系統(tǒng)來(lái)講已經(jīng)運(yùn)行四年多時(shí)間，這些年里，供電系統(tǒng)一直運(yùn)行穩(wěn)定可靠，為地鐵各設(shè)備調(diào)試、運(yùn)行提供了有力的保證。

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