城市軌道交通的配電系統故障與解決方案分析

李惠操

摘 要：隨著社會不斷進步，經濟持續發展，城市流動人口日漸增多，居民出行更加頻繁。隨之，城市交通需求矛盾日漸激烈，加上工業化進程以及經濟建設步伐不斷加快，人們工作節奏不斷加快，時間觀念逐漸強化，需要“準時、安全、快捷”的交通方式。城市軌道交通在這方面發揮著不可替代的作用，有效緩解了交通壓力，但在運行過程中，配電系統經常發生故障問題，急需要制定可行的解決方案予以解決，使其處于安全、穩定運行中，更好地發揮自身作用。

關鍵詞：城市軌道交通；配電系統；故障；解決方案；分析

中圖分類號： TM71 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-69-2

0 引言

在新時代下，由于城市內部建筑物密度較大，特別老城區，城市剩余空間逐漸減少，舊城改建難度較大，發展地下鐵道與輕軌交通已成為社會大眾關注的焦點。在城市軌道交通建設過程中，電網受到嚴重的影響，而地鐵牽引供電網絡又屬于交直流混合網絡，運行方式復雜化，地鐵負荷受多方面因素影響，導致配電系統故障頻繁發生，影響城市軌道交通的穩定運行。為此，需要多角度分析存在的故障問題，采取可行的措施加以解決，提高電網的電能質量，能夠安全、可靠地供電。以此，減少運營成本，具有較好的運營效益。因此，本文作者以某城市軌道交通35kV配電系統為例，對其故障進行相關地分析。

1 單相接地故障諧振及解決方案

1.1 故障

在新時代下，我國城市軌道交通建設正處于快速發展階段，在推動城市、社會經濟持續發展的同時，促使軌道交通在接入電網之后，對公共電網造成非常深遠的影響，已成為社會大眾關注的焦點，各個國家紛紛對地鐵接入電力系統相關問題進行了深入研究。在城市軌道交通配電系統運行中，經常出現單相接地故障諧振。通常情況下，會在變電站母線合適位置正確接入TV，實現一次性繞組接成星形，其中的中性點要直接接地，為準確檢測變電站母線對地壓力提供了有利保障。但在此過程中，經常發生單相接地故障，影響相關線路的正常運行。一旦單相接地故障消失之后，TV的勵磁阻抗和系統對地電容相互作用，形成非線性諧振回路，導致諧振過電壓。同時，在發生單相接地故障后，接地相對地電壓會逐漸下降，直到為零，而非故障相對地電壓卻會逐漸上升，為線電壓。一旦單相電壓故障消除，其非故障相電壓量會在中性點作用下進行釋放，導致TV一次側瞬間出現較大電流，TV鐵心處于飽和狀態，不具備較高的感抗能力，在和系統電容相匹配的時候，經常發生鐵磁諧振現象。就鐵磁諧振而言，就是在運行中，電力系統內部出現過電壓問題，影響電力系統的穩定運行。此外，在該系統的振蕩回路中，一些鐵線圈起到飽和作用，比如，電壓互感器、變壓器，也會產生繼續性鐵磁諧振過電壓，其幅值較高。

1.2 解決方案

就城市軌道交通35kV系統而言，可以從這些方面入手，解決該故障問題。一是TV一次側接電阻。在全方位分析該故障問題之后，需要在TV一次側接入50000歐姆的電阻，在一定程度上，增加系統零序回路的阻尼，有效抑制諧振，確保系統諧振電壓幅值在規定的范圍內，在0.23秒后，系統基本上都可以處于正常運行中。二是：系統中性點經消弧線圈接地。在系統中性點相關位置，按照相關規定，合理接入0.2H消弧線圈，借助消弧線圈，達到抑制諧振的目的。在采用這種方法的時候，所持續的時間比較長，在消諧的時候，系統三相電壓會出現強烈的振蕩現象。此外，還可以采用系統中性點經過小電阻接地的方法，來解決這一故障問題，達到消諧振的目的。就這三種方法而言，中性點經電阻接地方法是經常采用的方法，主要是因為在快速抑制諧振的基礎上，也不需要經過較長時間系統才能處于正常運行中。相應地，在城市軌道交通35kV系統中性點在接入較小電阻之后，系統的三相對地電壓也會發生相應地變化。一般來說，對應的阻值為50.5歐。相應地，下面是三相對地電壓趨勢圖。

2 容性電流補償措施

在城市軌道交通35kV配電系統運行中，一旦出現單相接地故障，便會有電容電流流過接地故障點，其電流數值超過規定范圍，接地電弧將無法自動熄滅，會出現弧光接地現象，為過電壓的產生做好鋪墊，影響線路的正常運行。針對這一故障問題，需要進行綜合分析，采取適宜的容性電流補償對策。具體來說，需要在故障點，巧妙地接入電感性電流，在相位作用下，電感電流、電容電流自行抵消，減小電流數值或者合成電流為零，實現自動熄滅。此外，如果故障點的電容電流超前電網的中性點，其位移電壓為90度，可以在對應的中性點上，準確接入適宜的電感線圈，充分利用電感線圈，使相關的電流在流經大地之后，在故障點作用下，流回中性點，使故障點、電容電流相匯合，減小點流量，起到消弧的作用。如果消弧線圈補償電流大于電網電容電流，被成為過補償，失諧度為負值，反之，如果消弧線圈補償電流小于電網電容電流，則為欠補償，失諧度為正值，當二者相等的時候，為全補償。通常情況下，電網的運行需要處于過補償狀態，不能處于欠補償狀態，為此，在解決該故障問題的時候，要綜合考慮各種影響因素，采取適宜的措施，使電網系統處于過補償狀態。

3 結語

總而言之，在新時代下，城市軌道交通已成為城市居民日常出行不可或缺的重要交通工具，呈現出蓬勃的發展趨勢。作為一種快速而便捷的交通工具，城市軌道交通提高了城市空間利用率，緩解了城市交通壓力，凈化了城市環境，有利于促進城市的持續發展。在運行過程中，要定期檢查配電等系統運行狀況，要具體分析系統故障問題，采取可行的措施加以解決，避免存在安全隱患，處于安全、穩定運行中，降低安全事故發生率，減少運營成本，具有較好的經濟效益、社會效益。以此，促進城市軌道交通事業向前發展，走上長遠的發展道路，擁有更加廣闊的發展前景。

參 考 文 獻

[1] 趙列遠，余斌，王心光.淺談城市軌道交通綜合監控系統現狀和未來發展方向[J].中國建設信息，2012（11）：62-63.

[2] 王忠文，方鳴，劉濰清.我國城市軌道交通安全評估體系的探討[J].現代城市軌道交通，2014（06）：1-8.

[3] 林琳，高亞靜，段曉波.城市軌道交通的配電系統故障分析及解決方案[J].電氣應用，2014（12）：91-95.

[4] 汪波，韓寶明，戰明輝，李得偉.城市軌道交通運輸能力計算及加強研究[J].城市軌道交通研究，2013（04）：38-43.