地鐵低壓配電系統供電方案探討

陳西虎

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西西安,710043）

地鐵車站用電設備類型多，負荷分布廣泛，負荷類型復雜，用電負荷大都比較重要，一、二級負荷可達總負荷的50%左右，低壓配電系統比較復雜，配電系統的設計直接關系到供電的可靠和地鐵的安全運行。優化配電設計，對節約能源、降低投資和運營成本、方便系統維護具有重要的意義。

在地鐵用電負荷中，大部分為一、二級負荷，因此降壓變電所應采用兩路獨立電源供電，高、低壓側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荷供電。正常情況下，兩路電源同時供電；當一臺變壓器退出運行時，自動切除三級負荷后0.4kV母聯開關自投，保證全部一、二級負荷的供電。為便于切除負荷和控制，三級負荷設三級負荷總開關；大容量的通風空調設備應單獨設一、二級負荷總開關。

地鐵變配電系統主要用電負荷的分布特點是大量動力設備集中在車站兩端設備區，車站公共區和區間主要為照明負荷，因此地鐵通常設置一至兩座降壓變電所。對于車站規模較小、負荷比較少、車站長度短的車站，僅在車站重負荷端設一座降壓變電所。當車站規模大，車站比較長，用電設備多時，宜設兩座降壓變電所，其位置是設備區兩端各設一座，各負責半個車站及相鄰兩側半個區間的供電。降壓變電所一般設于站臺層，以便于設備的運輸。

圖1 兩所形式供電方式

關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的設計中都采用過，關于這三種布置形式的比較如下：

（1）兩所形式：顧名思義，就是在設備區兩端各設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：整個系統接線形式簡單、可靠；兩個所相對獨立、低壓側互不影響，兩所之間基本上無一、二次電纜的聯系；但占地大、一次性投入設備多、投資大，尤其是對于“寸土寸金”的地下車站來說，是不經濟的。

（2）一所一室形式：就是在設備區一端設一座完整的降壓變電所，另一端設一低壓配電室，室內僅設0.4kV開關柜。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總開關下端分開關接引，主接線形式見圖2，這種布置形式的特點是：

①節省占地、節約投資。

②系統接線形式可靠，但低壓系統上、下級配合級數多，開關整定配合比較復雜，所、室之間需設閉鎖和連鎖控制的二次電纜。

③地鐵用電負荷大，低壓進線電流很大，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，母線槽的敷設增大了施工難度；增加了日常維護工作量。

(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，在設備區一端設一座完整的降壓變電所，另一端設一跟隨式降壓變電所。跟隨式降壓變電所內設動力變壓器柜和0.4kV開關柜，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點，其特點是：

①節省占地、節約投資。

②整個系統接線形式簡單、可靠。

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

由上可見，跟隨式降壓變電所的設置，解決了占地大、投資多、低壓母線截面大、運營損耗高、保護配合等方面的問題。

因此對于車站規模較小、車站長度短的車站，僅在車站重負荷端設一座降壓變電所；當規模較大的地下車站，在設備區兩端各設一座降壓變電所(其中一座為跟隨式降壓變電所)，各自負責半個車站及相鄰兩側半個區間的供電。這種供電方案滿足了供電安全、節能、降低造價等各方面的要求。