上海軌道交通12號線供電運行方式穩定性分析

張 靖

(上海建工集團股份有限公司，上海 201400)

1 工程概況

上海軌道交通12號線分為一期和二期都已正式運行，一期金海路—曲阜路16座變電所(如圖1所示)，其中混合變電所(包含降壓和牽引設備)8座，降壓變電所8座。設有6個供電分區，分別是申江路站—金橋停車場、巨峰路站—金京路站、東陸路站—愛國路站、隆昌路站—江浦公園站、大連路站—國客中心站、天潼路站—曲阜路站。由于12號線Ⅰ期無獨立的主變，引用6號線巨峰路主變電源，通過長陽路開關站為6個供電分區供電。

二期南京西路—七莘路15座變電所(見圖2)，其中混合變電所7座，降壓變電所8座。設有5個供電分區，分別是南京西路站—陜西南路站、嘉善路站—龍華站、龍漕路站—桂林公園站、虹漕路站—顧戴路站、虹莘路站—中春路停車場。由于12號線Ⅱ期無獨立的主變，引用13號線長清路主變電源，通過浦江南浦開關站為5個供電分區供電。上海軌道交通12號線保證供電運行方式包含降壓變電所內設備分段式供電，混合變電所牽引設備雙邊供電、單邊供電和大雙邊供電，一期二期供電方式調整。

2 降壓變電所內設備分段式供電模式

上海軌道交通12號線變電所內設備采用二級供電模式(見圖3)，由35 kV電源接入，通過干式變壓器從35 kV降壓至400 V，然后為400 V設備供電。

所內35 kV設備由一段和二段母線組成，每段母線有35 kV進線開關柜、35 kV動力變開關柜和35 kV出線開關柜，兩段母線之間由35 kV母聯柜連接。兩個進線開關和母聯柜之間有閉鎖關系稱之為三投二，當一段和二段進線開關合閘時，母聯柜的開關無法合閘；當一段或者二段任意開關跳閘時，母聯柜的開關自動合閘，此時供電由兩路母線并列運行變成了單母線運行(一段帶二段或二段帶一段)為下級供電。

所內400 V設備由一段和二段母線組成，每段母線有400 V進線柜、有源濾波和400 V配電柜，兩段母線之間由400 V母聯柜連接。兩個進線開關柜和母聯柜之間有閉鎖關系稱之為三投二，當一段和二段進線開關合閘時，母聯柜的開關無法合閘；當一段或者二段任意開關跳閘時，母聯柜的開關自動合閘，此時供電由兩路母線并列運行變成了單母線運行(一段帶二段或二段帶一段)為下級供電。

分段式供電模式保證了變電所內設備在任意一段母線失電的情況下，另外一路及時車站內供電，提高了供電的穩定性。

3 牽引設備雙邊供電、單邊供電和大雙邊供電

牽引設備包含35 kV整流變開關柜、整流變壓器、整流器柜、正負極閘刀柜、211-214直流高速開關柜、2111-2114觸網閘刀和2131,2142聯絡閘刀為列車行駛提供1 500 V直流電源(見圖4)。2113觸網閘刀和2111觸網閘刀供上行接觸網(往七莘路方向為下行)，2114觸網閘刀和2112觸網閘刀供下行接觸網(往金海路方向為上行)。除了觸網閘刀和聯絡閘刀，其余設備均在變電所內。

上海軌道交通12號線東陸路站、楊高北路站和申江路站是混合變電所并兩兩相鄰，相鄰混合變電所牽引設備采用雙邊供電、單邊供電和大雙邊供電三種模式。

3.1 雙邊供電

當3座混合變電所正常的情況下，提供列車行駛的電源從35 kV整流變開關柜引出進入整流變壓器，把交流35 kV降壓至交流1 500 V，接著進入整流器柜把交流1 500 V變至直流1 500 V，然后通過正極閘刀柜、直流高速開關柜和觸網閘刀進入接觸線為列車供電。東陸路站與楊高北路站區間內接觸網由東陸路和楊高北路站同時供電，楊高北路站和申江路站區間內接觸網由楊高北路和申江路站同時供電(見圖5)。此模式為牽引設備雙邊供電模式，保證接觸網供電穩定性。

3.2 單邊供電

當3座混合變電站中的楊高北路混合變電站內牽引設備發生故障停止運行，東陸路與楊高北路站區間內接觸網由東陸路供電，楊高北路與申江路站區間內接觸網由申江路供電。此時，申江路站2111觸網閘刀供至楊高北路分段絕緣下行左側，2112觸網閘刀供至楊高北路分段絕緣上行左側；東陸路站2113觸網閘刀供至楊高北路分段絕緣上行右側，2114觸網閘刀供至楊高北路分段絕緣下行右側。此模式為牽引設備單邊供電模式(見圖6)，接觸網在一路失電的情況下另一路正常供電，保證接觸網供電穩定性。單邊供電模式是在牽引設備發生故障可短時間內修復，能恢復正常運行的狀態下使用。

3.3 大雙邊供電

當3座混合變電站中的楊高北路混合變電站整體退出運行，上行(往金海路站方向為上行)東陸路站至申江路站區間接觸網原本通過楊高北路站內直流高速開關柜聯通的部分由2131聯絡閘刀替代聯通，下行(往七莘路站方向為下行)申江路站至東陸路站區間接觸網原本通過楊高北路站內直流高速開關柜聯通的部分由2142聯絡閘刀替代聯通，申江路至東陸路站區間上下行接觸網由東陸路站和申江路站供電(見圖7)。此模式為牽引設備大雙邊供電模式，接觸網在一座混合變電站退出的情況下，仍然可以正常供電，保證接觸網供電穩定性。大雙邊供電模式是在牽引設備發生故障無法短時間修復的狀態下使用。

4 一期二期供電方式調整

上海軌道交通12號線未設立主變電站，但有兩座開關站分別為一期長陽路開關站，二期浦江南浦開關站。一期引入的電源為上海軌道交通6號線巨峰路主變電站的一段和二段兩路35 kV電源，二期引入的是上海軌道交通13號線長清路主變電站的Ⅰ段和Ⅱ段35 kV兩路電源。一期曲阜路站和二期南京西路站各設置了35 kV南曲一開關柜和35 kV南曲二開關柜，作為一期和二期之間的聯絡開關。另外，上海軌道交通10號線溧陽路主變電站一段和二段兩路35 kV備用電源，12號線天潼路站設置了35 kV溧童一開關柜和35 kV溧童二開關柜，作為10號線主變與12號線二期之間的聯絡開關。

4.1 一期供電方式調整

當6號線主變35 kV一段失電時，12號線一期16座變電所一段失電，此時一期調整供電方式，一期一段由原來的6號線巨峰路主變35 kV一段供電改為13號線長清路主變35 kV一段供電。13號線長清路主變一段電源從南京西路站35 kV南曲一開關柜進入曲阜路35 kV南曲一開關柜，再由曲阜路站35 kV童曲一開關柜進入天潼路35 kV童曲一開關柜，接著由天潼路35 kV長童一開關柜進入長陽路開關站35 kV長童一開關柜，然后由長陽路開關站一段母線開關柜供至各區間首端站的進線開關柜，最后由各首端站依次供至各站。

當6號線主變35 kV二段失電時，12號線一期16座變電所二段失電，此時一期調整供電方式，一期二段由原來的6號巨峰路線主變35 kV二段供電改為13號線長清路主變35 kV二段供電。13號線長清路主變二段電源從南京西路站35 kV南曲二開關柜進入曲阜路35 kV南曲二開關柜，再由曲阜路站35 kV童曲二開關柜進入天潼路35 kV童曲二開關柜，接著由天潼路35 kV長童二開關柜進入長陽路開關站35 kV長童二開關柜，然后由長陽路開關站二段母線開關柜供至各區間首端站的進線開關柜，最后由各首端站依次供至各站。

一期供電方式調整是為了減少6號線主變的負荷同時提供一路新的電源防止6號線主變在一路失電的情況下二路失電，保證了12號線一期供電的穩定性。

4.2 二期供電方式調整

當13號線主變35 kV一段失電時，12號線二期15座變電所一段失電，此時二期調整供電方式，二期一段由原來的13號線長清路主變35 kV一段供電改為10號線溧陽路主變35 kV一段供電。10號線溧陽路主變一段電源從天潼路35 kV童曲一開關柜進入曲阜路35 kV童曲一開關柜，再由曲阜路站35 kV南曲一開關柜進入南京西路35 kV南曲一開關柜，接著由南京西路站35 kV浦南一開關柜進入浦江南浦開關站35 kV浦南一開關柜，然后由浦江南浦開關站一段母線開關柜供至各區間首端站 的進線開關柜，最后由各首端站依次供至各站。

當13號線主變35 kV二段失電時，12號線二期15座變電所二段失電，此時二期調整供電方式，二期二段由原來的13號線長清路主變35 kV二段供電改為10號線溧陽路主變35 kV二段供電。10號線溧陽路主變二段電源從天潼路35 kV童曲二開關柜進入曲阜路35 kV童曲二開關柜，再由曲阜路站35 kV南曲二開關柜進入南京西路35 kV南曲二開關柜，接著由南京西路站35 kV浦南二開關柜進入浦江南浦開關站35 kV浦南二開關柜，然后由浦江南浦開關站二段母線開關柜供至各區間首端站的進線開關柜，最后由各首端站依次供至各站。

二期供電方式調整是未從6號線主變引入，為了減少6號線主變的負荷同時提供一路新的電源防止13號線主變在一路失電的情況下二路失電，保證了12號線二期供電的穩定性。

5 結語

上海軌道交通12號線對降壓變電所內設備分段式供電和混合變電所牽引設備雙邊供電、單邊供電和大雙邊供電進行了分析，一期二期供電方式調整三種供電模式保證了供電的安全穩定性。