地鐵降壓變電維護要點分析

張銳芝

（深圳市地鐵集團有限公司運營總部）

摘要：軌道交通車站以及運行區間所涉及到的相關電氣都需要220.0～380.0V水平電源進行供電，而以上電源都以降壓變電系統作為基本性的來源。因此，地鐵降壓變電系統的科學合理性關系到地鐵本身的安全性。本文就地鐵降壓變電系統的構成與維護進行分析，供同行借鑒參考

關鍵詞：地鐵；降壓變電；構成；維護

一、地鐵降壓變電系統構成分析

首先，地鐵降壓變電系統多采用分級雙回路系統進行供電，從而達到提高整個降壓變電系統運行可靠性的目的。研究指出：無論是對于牽引供電系統，還是對于降壓供電系統而言，都需要組成相對獨立運行的環路網絡供電系統。該供電系統的主要價值在于：在其中某一系統出現運行故障的情況下，另一系統模塊能夠確保安全、可靠的運行。因此，在地鐵降壓變電系統當中，需要面向每一個降壓變電所配置兩側進線線路。一方面，需要基于中心降壓站或前路降壓變電所配置進線電源，另一方面，需要基于環網電纜，實現輸出線路與后路降壓變電所進線端口的連接。在進出線線路配合運行的基礎之上，增設聯絡斷路器裝置，以便運行故障下，母線線路自動切換，支持完成供電作業；

其次，地鐵降壓變電系統多采取AIS與GIS組合供電的運行模式，同時在干式變壓器設計中，以最大限度的降低空間資源消耗為前提。在對地鐵降壓變電系統進行設計與應用的過程當中，針對常見的35.0kV電壓等級供電系統而言，以基于GIS的組合電器系統為首要選擇。而對于10.0kV電壓等級供電系統而言，以AIS組合電器系統為首選裝置。對于0.4kV電力等級供電系統而言，多設置抽屜式單元低壓柜來保障運行的可靠。同時，在變壓器的選擇上，以干式變壓器為首選方案，此種構成下，可達到有效控制系統空間占用的目的。

最后，地鐵降壓變電系統所對應低壓系統而言，在系統構成方面，通過應用具有較高自動化水平的設備，例如通過對快速斷路器的應用，通過配置電流保護、電壓保護模塊的方式，提高低壓區段進線盒母聯斷路器的綜合運行水平。以此種方式，能夠配合對大電流脫扣定時限過保護措施的應用，在較短的時間內實現對故障電流的切除，并支持同步完成對設備模擬量、開關量數據的采集傳輸，確保母線的可保護性。與此同時，低壓系統當中，包括售票系統、通訊電源、以及信號電源在內的相關負荷均劃分為一類負荷，同時，包括車站通風電源、照明系統、以及電動附體在內的相關負荷則劃分為二級負荷，車站水冷機系統以及采暖系統負荷則歸屬于三類負荷。

二、案例分析

零序電流保護具有準確、簡單、可靠等特點，不受負荷及振蕩影響，有相繼動作的性能。為了用好零序電流保護，我們通過35KV 111、121開關零序電流動作故障及35KV開關柜零序電流動作故障進行分析。

（1）故障描述和影響范圍：XX年X線路35KV 111、121開關報“零序過電流”，開關跳閘，造成牽混所0.4KV低壓負荷一段失電，三類負荷被切除，1#整流變壓器停止運行。

（2）原因分析： 事后工班對該故障進行分析認為造成故障的原因有以下幾個方面：1、建設施工時，整流變壓器上方安裝燈具，不符合電力規范要求，存在安全隱患；2、35KV 121回路發生短路時，產生的零序電流較大（0.45），使得同在35KVⅠ段母線的電壓發生突變，從而造成了同在35KVⅠ段母線的1#動力變111開關的零序電流保護發生保護動作，設定值（0.06），造成動力變111開關也零序電流動作。

（3）處理經過：高壓人員接報故障后帶齊搶修工具到達牽混所，先查看SCADA后臺報文及現場開關的保護裝置，確認111、121開關零序過電流保護動作；接著通過筆記本電腦連接保護裝置，查看開關動作時的事件及波形，在事件波形中發現121開關動作時確實存在零序電流并達到設定值，在故障波形中還發現故障點是C相回路。通過這故障現象可以圍繞以下幾個方面查找故障點：一、C相電纜發生擊穿或對地現象；二、動力變繞組有對地放電現象；三、電流互感器（CT）二次回路中存在故障等，針對以上幾方面我們逐一的對電纜絕緣和動力變絕緣及直流電阻進行測試檢查，最后終于在整流變壓器室，看到整流變壓器上方有一日光燈燈具整體脫落造成C相短路，造成121開關跳閘，高壓人員將故障點進行處理，對電纜及整流變壓器進行絕緣檢測，然后送電，一次成功。

（4）應對措施和經驗教訓：1、此故障發生后高壓工班采取應對措施對全線的設備，特別是整流變壓器上方進行全方位檢查，加強巡檢力度，并對關鍵的回路進行定期的檢查。2、針對這次燈具改造工程，立即進行實施，保證燈具安裝質量及位置可靠；3、在今后的計劃檢修中要對設備的接線、固定進行全面的檢查，避免類似的故障發生。

三、地鐵降壓變電系統維護要點分析？

為確保地鐵降壓變電系統運行的安全與可靠，需要按照相關標準，定期對整個系統進行維護。在維護過程當中，調試是最主要的技術手段。通過快速閉鎖試驗、電纜檢測等多種方式，能夠了解降壓變電系統中各關鍵設備的運行性能與情況，評估其運行質量，明確運行中存在的問題，并加以及時的處理。結合現階段的實踐工作經驗來看，地鐵降壓變電系統的調試維護工作需要從以下幾個方面入手：

首先，從快速閉鎖試驗的角度上來說，此環節的主要工作原理在于：避免在整個降壓變電系統運行過程當中，進線或聯絡保護與出線保護在同樣的動作延時時間條件下，特別是在電流出現速斷故障的情況下，造成系統出線線路或饋線線路的運行故障，避免其進一步擴大成為斷路器的跳閘問題。基于以上要求，在降壓變電系統當中需要引入故障快速閉鎖功能。一旦降壓變電系統所對應的出線線路出現運行故障，保護裝置在面向出線斷路器發送跳閘信號的同時，還需要同步面向系統進線斷路器裝置發送跳閘哦快速閉鎖信號。在斷路器接收閉鎖信號后，操作跳閘，提高閉鎖的快速性與動作響應及時性。

其次，從電纜檢測的角度上來說，在對整個降壓變電系統進行維護的過程當中常常會發現：在對35KV電力電纜進行檢測的過程當中，可能出現試驗電壓以下電流泄漏且泄漏電流失衡的問題。針對該問題，首先需要對電力電纜所處的整個工作環境進行評估，明確誘發電流泄漏的主要原因，并作出相應的調整。舉例來說，若系統A相泄漏電流屬于正常水平能夠，則意味著對于B、C兩相而言，所泄漏電流量較大，但電流與電壓之間的對應關系相對平穩，無出現瞬時性電流增大或線路擊穿故障的可能性。因此，可推斷電力電纜未存在手順問題，多是由彎曲度超過標準要求所致，即可作出相關的處理。

四、結束語

降壓變電系統對地鐵日常站網電源設備供電作業加以全面負荷（排除牽引系統），可以將地鐵供變電系統中的高壓電轉變成為低壓電，為相關的基礎設備提供用電支持。