天津地鐵三號線供電系統設備閉鎖邏輯簡析

趙朋蓮

摘 要 供電系統中為防止因誤操作導致的電氣設備誤分誤合，引發設備故障或造成安全風險隱患，電氣設備分合閘操作設置了相應的閉鎖邏輯關系，本文以天津地鐵三號線為例，對地鐵供電系統中壓、直流、低壓開關柜設備的閉鎖邏輯進行了簡析。

關鍵詞 天津地鐵；電氣設備；閉鎖邏輯

前言

作為保障地鐵正常運營的核心要素，地鐵供電系統的安全穩定運行不容小視。天津地鐵3號線自2012年試運營至今，未發生過一起因電氣設備誤操作而導致的迫使運營中斷的事件，這除了對現場人員的安全管理，更離不開供電系統中電氣設備自身的“安全防護”。

1 天津地鐵三號線供電系統簡述

天津地鐵三號線全線設有兩座主變電站，每座主變電站從城網引入兩路或三路進線電源，電壓等級為AC110kV。通過主變壓器降壓為AC35kV，通過中壓環網為線路各子變電所供電。

子所中典型牽引降壓混合所，電氣設備根據功能可以分為綜合監控系統、交直流屏系統、中壓AC35kV系統、直流750V牽引系統、低壓AC400V系統等。子所AC35kV系統包含兩段35kV母線，分別從主所或者臨所引入兩路35kV進線電源，I、II段進線斷路器編號分別為201、202，兩段母線間設置母聯斷路器205，正常運行情況下為分閘狀態。其中直流750V牽引系統為列車牽引供電用，每個牽引變電所設有兩個整流機組，為DC750V母線提供兩路進線電源，再通過饋線開關柜及上網隔離開關分別為上下行接觸軌供電，從而為列車運行提供牽引供電。子所的低壓AC400V系統，主要為車站提供動力照明用電，下口受電設備根據重要性分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。400V系統中包含兩段400V母線，分別從上口兩段AC35kV母線引電，中間經過動力變壓器降壓后，AC35kV電壓降為AC400V電壓，兩段母線間設有母聯斷路器，編號為812，正常情況下為分閘狀態[1]。

2 中壓AC35kV邏輯分析

2.1 中壓35kV進線開關

以I段進線開關柜201合閘為例，根據閉鎖邏輯，合閘時需同時滿足以下條件：斷路器處于分閘位置；電纜側或母線三相檢測無壓；202進線斷路器及205母聯斷路器不同時處于合閘位；斷路器在工作位置時斷路器彈簧已儲能，無保護跳閘信號，分合閘回路正常、接地開關處于分位或斷路器處于試驗位置時斷路器彈簧已儲能；收到遠方或就地合閘信號且鑰匙位置與信號來源一致。

2.2 中壓35kV饋線開關

以I段饋線開關柜211分閘為例，根據閉鎖邏輯，分閘時只需滿足以下條件之一：收到電流速斷，過電流，零序電流，過負荷任一保護信號；收到整流變本體保護跳閘，整流器本體保護跳閘，直流750V系統保護聯跳任一信號；收到對側整流機組保護聯跳或緊急分閘信號；收到遠方或就地分閘信號且鑰匙位置與信號來源一致。

2.3 中壓35kV母聯開關

以母聯205自投邏輯為例，根據閉鎖邏輯，35kV母聯開關自投條件需同時滿足以下條件：設備回路狀態正常；I段（II段）進出線差動保護動作且斷路器已跳閘；I段（II段）母線無壓；II段（I段）母線有壓；母聯斷路器處于分閘位置；母聯柜隔離開關處于合閘位置；35kV母聯開關自動投入；進線斷路器跳閘或手動分閘。

通過以上舉例可以發現，對于35kV開關柜來說，分合閘或母聯自投邏輯的設置除了滿足開關柜動作的基本條件，在設備安全防護上避免了35kV兩路電源“合環”的風險，避免了誤操作倒閘的設備意外合閘情況的產生也滿足了接收各類保護信號后的有效動作[2]。

3 直流750V邏輯分析

3.1 直流750V進線開關

以直流750V進線開關柜301合閘為例，根據閉鎖邏輯，合閘時需同時滿足以下條件：斷路器處于分閘位置，斷路器小車處于運行位置，無斷路器狀態異常信號、合閘閉鎖信號、故障保護信號；AC35kV斷路器211合位且負極隔離開關3011合位；接收到遠方或就地合閘信號且就地遠方位置與信號來源一致。

3.2 直流750V饋線開關

以直流750V饋線開關柜311分閘為例，根據閉鎖邏輯，分閘時只需滿足以下條件之一：收到框架保護、大電流脫扣保護、過流保護、低電壓保護等故障保護信號，收到臨所聯跳信號；接收到遠方或就地分閘信號且就地遠方位置與信號來源一致。

3.3 直流750V越區隔離開關

以直流750V越區隔離開關3113合閘為例，根據閉鎖邏輯，合閘時需同時滿足以下條件：左臨所直流饋線斷路器313分位，越區隔離開關3113分位；右臨所直流饋線斷路器311分位，越區隔離開關3113分位；本所上網隔離開關3111、3131處于分位；收到遠方或就地合閘信號且就地遠方位置與信號來源一致。

對于750V開關來說，進饋線開關柜分合閘或越區隔離開關合閘邏輯的設置有效避免了因人員誤操作導致帶負荷操作隔離開關而引發拉弧放電風險的產生同時滿足了接收各類保護信號后的有效動作[3]。

4 低壓400V邏輯分析

以低壓400V母聯開關812合閘邏輯為例，根據閉鎖邏輯，400V母聯開關合閘需同時滿足以下條件：母聯斷路器處于分閘位置；母聯斷路器無故障；母聯自動位置；1#變壓器失壓，進線801處于分閘位置，進線801無故障，2#變壓器正常供電，進線802處于合閘位置或2#變壓器失壓，進線802處于分閘位置，進線802無故障，1#變壓器正常供電，進線801處于合閘位置。

對于400V開關來說，母聯合閘邏輯的設置有效解決了兩路進線電源“合環”的風險又實現了一路電源失電母聯自動投切的功能。

5 結束語

隨著近年來軌道交通的蓬勃發展，全國各地的地鐵建設進入了一個全新的歷史時期，如何保障地鐵供電系統的安全穩定運行成為擺在地鐵工作者面前的一個重大課題，除了加強人員的安全管理，做到“人防”到位，做好電氣設備的自我防護，實現“機防”到位，通過電氣設備分合閘操作設計的閉鎖邏輯實現安全防護更顯得尤為重要。

參考文獻

[1] 韓連祥.城市軌道交通中壓雙環網運行方式和聯鎖、聯跳關系研究[J].都市快軌交通，2004，17（01）：54-59.

[2] 張洪陵.淺談地鐵低壓配電自投自復功能的設置[J].電氣化鐵道，2011，（03）：42-45.

[3] 周捷，宋云翔，徐勁松，等.直流牽引供電系統的微機保護測控探討[J].電網技術，2002，26（12）：57-60.