地鐵降壓變電系統的構成與施工調試

胡玉龍

【摘 要】地鐵降壓變電系統是地鐵廣告、人防、通風電源、采暖系統等用電設施設備的供電系統。而地鐵降壓變電系統在設計、施工、調試過程中出現問題，勢必會直接影響降壓變電系統的穩定性、可靠性，甚至會阻礙地鐵站無法有序運行。據此，本文主要對地鐵降壓變電系統的構成與施工調試進行了詳細分析。

【關鍵詞】地鐵；降壓變電系統；構成；施工調試

一、地鐵降壓變電系統的構成

（一）降壓變電站

規模比較大的地鐵站，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，但是故障的發生幾率也很小。

3.兩所，也就是分別在設備區域的兩端設置降壓變電所。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

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

（三）控制

地鐵降壓變電系統通常采用三種控制方式，即SCADA遠動控制、就地控制以及變電所集中控制。三級負荷總開關、母聯開關、低電壓400V進線等采用SCADA遠動控制以及就地控制，當發生火災時，系統能夠自動將開關斷開。

（四）自動裝置

一般情況下，35kV和400V母聯斷路器都會設置自動裝置，這對實現降壓變電系統的自動化控制發揮著重要作用。就直流部分來講，應將兩路交流進線都設置成自動化進線和自動投入方式。就交流部分來講，應該將母聯斷路器設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，進行實時、全面監控、測量、保護、聯動與聯鎖等，通過以太網，把信息數據傳輸到工控機。就400V系統來講，環控、母聯柜、進線柜等負荷饋線都設置接地保護、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、地鐵降壓變電系統的特點

（一）采用分級雙回路供電，確保變電系統的可靠性

無論是牽引供電系統還是降壓供電系統，都分別組成相對獨立的環路網絡供電系統，這主要是保證在一個系統出現故障的時候，另一個系統能夠正常運行。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輸出線路通過環網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聯絡斷路器，這樣在某個進線出現故障的時候，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

在設計供電系統的時候，一般的35kV系統采用GIS組合電器系統，10kV系統采用AIS組合電器系統，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，這樣就節省了空間。

（三）降壓變電系統中400V低壓系統特點

采用自動化較高的設備，400V的進線盒母聯斷路器都采用的是快速斷路器，并內置電流電壓保護模塊，設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，實現開關量和模擬量的采集和遠程傳輸，并實現母線保護。負荷的分類較多，其中400V用電負荷主要是信號電源、通訊電源、售票系統等一類負荷；車站照明、電扶梯、通風電源等二類負荷；水冷機、采暖系統等為三類負荷。

三、降壓變電系統施工調試

（一）電氣設備調試的標準內容

1.標準。

一般采用國標《電氣設備交接試驗標準》和工程設計圖紙為依據；或根據項目的具體調試要求進行試驗。

2.試驗內容。

主要設備單體試驗、保護裝置、整組試驗、監控系統調試。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，另外還需要聯調調試監控系統。

（二）調試中常見問題

1.快速閉鎖試驗。

為了方便詳細分析和了解快速閉鎖過程，應提前了解快速閉鎖的工作原理。而想要避免在進線或者聯絡保護與出現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，地線或聯絡斷路器跳閘，導致停電范圍進一步擴大，從而影響有序運行。在進行設計的時候，增設了出現故障快速閉鎖進線或聯絡斷路器跳閘功能。在出線發生故障的時候，保護裝置發出跳閘信號，出線斷路器跳閘，與此同時，向進線斷路器或者聯絡斷路器發出跳閘快速閉鎖信號，閉鎖進線斷路器和聯絡斷路器跳閘，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定，裝置工作也不穩定。在降壓施工調試時，出現危機保護裝置工作并不穩定的現象，保護動作有時會正常，有時會發生故障。經過查找原因和分析，及時排除二次配線接觸不良和電磁靜電干擾的可能性，就應對設備可編程控制器的邏輯程序，進行有序測試和詳細檢查，一旦發生邏輯程序中，出現大量變量，如果邏輯模塊處理任務太多，會造成程序混亂，導致CPU死機，裝置出現時好時壞的不良現象，這就需要重新改寫并優化程序。

3.調試中整定組的切換問題。

PLC控制系統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，發現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，其所對應的斷路器閉鎖關系并不對，經過反復檢查并核對程序邏輯，發現所屬編程時，并沒有將相應的閉鎖關系邏輯編入二、三組整定中，經過修改程序，三組整定值的切換功能、閉鎖關系、保護動作都屬于正?，F象。

（三）系統電力電纜檢測

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重不平衡。首先，要分析其工作的環境，造成的該種情況的原因，進行適當調整。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平穩升高，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、結語

地鐵降壓變電系統是負荷地鐵日常站網供電的基本電源設備，主要功能是確保日常的基礎功能運轉，主要就是把35kV的高壓電轉變成0.4kV的低壓供電基礎設備使用。因此，降壓變電系統構成主要是以變壓和用電安全為基礎進行設計，施工調試自然也是圍繞這一核心開展。在設計過程中，適當添加電鈴和電笛報警功能，防止在發生特殊情況的時候，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

[1]周駿鑫.地鐵降壓變電系統的構成與維護要點研究[J].電源技術應用，2014（2）.endprint