城市軌道交通快線工程供電系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)探討

（中交機電工程局有限公司，北京 100088）

1 軌道交通快線工程概述

城市軌道交通按旅行速度分為軌道交通普速線路和軌道交通快線，普速線路指旅行速度45 km/h以下的城市軌道交通線路，簡稱普線；快速線路指旅行速度45 km/h以上的城市軌道交通線路，簡稱快線[1]。國內(nèi)各主要城市經(jīng)過數(shù)輪建設(shè)，市區(qū)范圍內(nèi)運行的旅行速度45 km/h以下，載客量適中的普速軌道交通線路基本建設(shè)成網(wǎng)，為了適應(yīng)城市的大規(guī)模建設(shè)需要，快速聯(lián)動城市市區(qū)及郊區(qū)的快線工程逐步進入各主要城市建設(shè)規(guī)劃，成都作為較早建設(shè)軌道交通快線的城市之一，現(xiàn)已建成并開通了2條軌道交通快線。

軌道交通快線工程與普線工程相比，在供電、車輛、信號、土建等各專業(yè)的設(shè)計上均存在較大差異。成都在建的軌道交通快線工程，為提高地鐵運行速度，增大車輛載客量，將傳統(tǒng)的直流供電地鐵車輛設(shè)計為交流25 kV牽引，供電系統(tǒng)采用集中供電方式，將牽引變電所和電力主變電所合建為主變電所，其他專業(yè)也進行針對性的配套設(shè)計。

本文以成都地鐵17號線一期工程為例，分析了成都地鐵17號線一期工程供電系統(tǒng)的組成情況、供電系統(tǒng)的調(diào)試內(nèi)容及調(diào)試過程中遇到的難點，對調(diào)試方法、調(diào)試組織等進行了簡要介紹，供相關(guān)人員參考。

2 供電系統(tǒng)組成

成都地鐵17號線一期工程線路于2020年12月開通運行，設(shè)計最高運行速度為140 km/h。

相較傳統(tǒng)的直流地鐵線路，17號線一期工程進行主變電所供電回路設(shè)計時，將供電系統(tǒng)按牽引供電及動力照明供電兩個電壓等級進行設(shè)置，牽引供電系統(tǒng)采用110/27.5 kV兩級電壓供電，在牽引供電中間分相處設(shè)分區(qū)所，在場段設(shè)牽引供電開閉所，采用速度目標值140 km/h的地鐵A型車8輛編組，交流25 kV架空柔性接觸網(wǎng)、帶回流線的直接供電方式；動力照明供電系統(tǒng)采用110/35 kV兩級電壓供電，各車站和場段設(shè)35 kV降壓變電所。

3 供電系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容

供電系統(tǒng)調(diào)試主要包括兩部分：各變電所內(nèi)設(shè)備的單機、單系統(tǒng)調(diào)試；各變電所設(shè)備對控制中心的PSCADA系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。

單機、單系統(tǒng)調(diào)試包括設(shè)備單體試驗、設(shè)備保護試驗、單站PSCADA系統(tǒng)調(diào)試等。不同的變電所包括的設(shè)備不同，單機單系統(tǒng)調(diào)試項目也不同，具體包括如下設(shè)備及系統(tǒng)：

（1）主變電所：包括牽引變壓器、電力主變壓器、磁控電抗器（110 kV）、GIS組合電器（110 kV）、GIS開關(guān)柜（35 kV）、GIS開關(guān)柜（27.5 kV）、SVG動態(tài)無功補償裝置（35 kV）、35 kV接地變壓器及接地電阻成套裝置、35 kV所用配電變壓器、一體化電源裝置、牽引變壓器保護柜、電力主變保護柜、110 kV線路保護柜，測控柜、故障濾波柜，電能質(zhì)量柜及六氟化硫在線監(jiān)測、電能表柜、電能采集柜、絕緣在線監(jiān)測柜等，對于主變電所單機單系統(tǒng)則包括上述全部設(shè)備的單機試驗、保護試驗及單站PSCADA系統(tǒng)搖信、遙控、遙測、電度量等調(diào)試。

（2）牽引供電分區(qū)所：包括GIS開關(guān)柜（27.5 kV）以及對應(yīng)場段和區(qū)間范圍的上網(wǎng)隔離開關(guān)等。牽引分區(qū)所的單機單系統(tǒng)調(diào)試主要指27.5 kV開關(guān)柜的單機調(diào)試及保護試驗、相關(guān)接觸網(wǎng)隔離開關(guān)的閉鎖試驗、單站PSCADA系統(tǒng)的調(diào)試。

（3）35 kV降壓變電所（含跟隨所）：包括GIS開關(guān)柜（35 kV）、交直流電源柜、控制信號屏、配電變壓器等35 kV降壓變電所（含跟隨所），單機單系統(tǒng)調(diào)試包括上述設(shè)備的單機試驗及保護試驗,、單站PSCADA系統(tǒng)的調(diào)試。

4 PSCADA系統(tǒng)調(diào)試

（1）PSCADA系統(tǒng)構(gòu)成。城市軌道交通快線工程PSCADA系統(tǒng)包括：主變電所、降壓變電所、分區(qū)所、開閉所、跟隨所、接觸網(wǎng)隔離開關(guān)集中監(jiān)控系統(tǒng)、供電復(fù)式系統(tǒng)、控制中心電力調(diào)度系統(tǒng)設(shè)備等。

（2）調(diào)試內(nèi)容。PSCADA系統(tǒng)調(diào)試包括：單站PSCADA系統(tǒng)調(diào)試（在單機單系統(tǒng)調(diào)試階段組織）、接觸網(wǎng)電動隔離開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試、變電所至控制中心的通信通道調(diào)試、變電所對控制中心全點位對點調(diào)試、PSCADA系統(tǒng)程控卡片調(diào)試等。

（3）調(diào)試前提條件。①各設(shè)備接入通信設(shè)備的通信線纜敷設(shè)完成，線路接線正確；②通信設(shè)備安裝就位，并對設(shè)備的送電運行情況進行檢測；③所有調(diào)試設(shè)備二次線路及送電檢查已經(jīng)完成；④各設(shè)備綜合自動化調(diào)試遙信、遙控、遙測、電度量的測試點表經(jīng)廠家、設(shè)計、運營等單位人員確認無誤；⑤設(shè)備單體調(diào)試完成，具備調(diào)試PSCADA系統(tǒng)的條件；⑥相關(guān)設(shè)備廠家技術(shù)人員就位；⑦關(guān)于調(diào)試期間的應(yīng)急及突發(fā)事件處理已經(jīng)形成相應(yīng)措施；⑧調(diào)試相關(guān)試驗儀器及后勤物資就位；⑨相關(guān)調(diào)試人員均已熟悉調(diào)試具體實施方案，并經(jīng)過方案培訓(xùn)。

（4）調(diào)試步驟。①被控站（主變電所、分區(qū)所、開閉所、降壓變電所、跟隨所、接觸網(wǎng)隔離開關(guān)集中監(jiān)控系統(tǒng)）系統(tǒng)調(diào)試；②通道調(diào)試；③調(diào)度端系統(tǒng)調(diào)試；④被控站對主站全信號點位調(diào)試，包括遙控、搖信、遙測、電度量調(diào)試；⑤PSCADA系統(tǒng)程控卡片調(diào)試；⑥復(fù)式系統(tǒng)功能調(diào)試。

詳細調(diào)試方法與普速地鐵線路供電系統(tǒng)調(diào)試方法一致，此處不再贅述。

5 調(diào)試難點

本工程具有以下幾個調(diào)試難點：

（1）共同點：①采用交流牽引供電方案的軌道交通快線工程國內(nèi)無投運先例，沒有成熟的設(shè)計方案可供參考，設(shè)計方案不穩(wěn)定，對調(diào)試工作的順利推進造成較大的影響，存在邊調(diào)邊更正設(shè)計方案的情況；②運營管理單位對交流牽引供電系統(tǒng)沒有實踐經(jīng)驗，為滿足設(shè)備運行、維護的便利，進行了較多工作變更。

（2）主變電所：①工期緊，調(diào)試任務(wù)重；②施工現(xiàn)場各專業(yè)交叉，專業(yè)之間搶工，導(dǎo)致設(shè)備房場地不整潔，大型試驗設(shè)備需要的相對寬闊、平整的試驗場地?zé)o法得到滿足；③現(xiàn)場調(diào)試電源采用臨電，調(diào)試期間跳閘頻繁，對于試驗設(shè)備造成較大的安全隱患；④主變電所設(shè)備多、繼保試驗項目多，對調(diào)試人員專業(yè)水平及廠家配合人員要求較高，施工現(xiàn)場組織的人員較零散，容易造成試驗項目理解沖突及漏項等情況；⑤主所電力監(jiān)控系統(tǒng)對點調(diào)試，點表數(shù)量多，需設(shè)備廠家、監(jiān)理、運營、設(shè)計等多方單位確認，點表的確認要求周期較長，且不易一次確定好，存在反復(fù)調(diào)試反復(fù)更正的情況；⑥主變電所送電前不能完成對控制中心的PSCADA系統(tǒng)全功能調(diào)試工作，存在后期申請停電調(diào)試的情況，送電后申請大范圍停電不容易，耗費較大的人力和時間。

（3）正線變電所：①試驗設(shè)備重，搬運困難；②施工現(xiàn)場臨電不穩(wěn)定，頻繁跳閘；③設(shè)備房內(nèi)各專業(yè)交叉施工，調(diào)試作業(yè)面不能得到保障；④所內(nèi)控制信號屏對點調(diào)試的點表確認工作滯后。

（4）分區(qū)所：①試驗設(shè)備重，搬運困難；②施工現(xiàn)場臨電不穩(wěn)定，頻繁調(diào)整；③分區(qū)所設(shè)備點表確定工作滯后。

6 方法創(chuàng)新

基于以上難點，本項目對調(diào)試方法進行了創(chuàng)新和優(yōu)化：

（1）設(shè)備單體試驗、保護試驗等調(diào)試與所內(nèi)綜合自動化調(diào)試結(jié)合，縮短調(diào)試周期。

（2）送電后的平推檢查期間組織控制中心PSCADA系統(tǒng)人員攜帶數(shù)據(jù)庫進行站下對點，提高所內(nèi)對控制中心調(diào)試的一次成功率[2]。

（3）調(diào)試期間，同類設(shè)備調(diào)試周期相對集中，便于設(shè)備供應(yīng)商集中安排人員配合。

（4）調(diào)試工作緊盯現(xiàn)場，合理組織，在較短的時間內(nèi)完成了各變電所的全部調(diào)試任務(wù)，避免了人力資源的耗費[3]。

（5）緊盯調(diào)試工作，發(fā)現(xiàn)問題立即處理，其他站點批量更正，避免了問題的重復(fù)發(fā)生，提高設(shè)備調(diào)試的正確率。

7 調(diào)試組織

為保證調(diào)試工作的順利有序開展，調(diào)試期間成立監(jiān)理單位、運營單位、施工單位、設(shè)備供應(yīng)商、試驗單位等組成的調(diào)試小組[4]。

（1）組長：施工單位技術(shù)負責(zé)人（負責(zé)制定調(diào)試計劃，協(xié)調(diào)各單位參與）。

（2）副組長：監(jiān)理單位專業(yè)監(jiān)理工程師、施工單位專業(yè)工程師（負責(zé)調(diào)試工作的現(xiàn)場組織，并監(jiān)督調(diào)試工作的開展）。

（3）成員：試驗單位、施工單位、運營單位、設(shè)備供應(yīng)商（負責(zé)調(diào)試工作的具體實施）。

8 結(jié)語

與傳統(tǒng)直流供電的城市軌道交通項目相比，城市軌道交通快線工程牽引供電設(shè)備基本獨立于動力照明供電系統(tǒng)設(shè)備進行設(shè)置，主變電所設(shè)置110/27.5 kV牽引變壓器及相應(yīng)的27.5 kV開關(guān)柜設(shè)備，正線設(shè)置分區(qū)所，沿線路在軌行區(qū)接觸網(wǎng)上網(wǎng)、分段、分相部位均設(shè)置電動隔離開關(guān)，采用接觸網(wǎng)隔離開關(guān)監(jiān)控柜進行集中監(jiān)控，牽引部分設(shè)備的調(diào)試內(nèi)容主要集中于主所、分區(qū)所、區(qū)間隔離開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)。動力照明供電系統(tǒng)設(shè)備集中于主所、車站降壓所、區(qū)間風(fēng)井跟隨所等部位，調(diào)試內(nèi)容僅限于動力照明供電系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備，各車站不再設(shè)置直流供電的相關(guān)設(shè)備及雜散電流防護等配套系統(tǒng)，調(diào)試內(nèi)容大大減少。

對于軌道交通項目而言，無論是直流供電工程還是交流供電的快線工程，對供電系統(tǒng)設(shè)備尤其是牽引部分設(shè)備的運行可靠性要求較高，為此建議軌道交通快線工程應(yīng)重點保障主變電所、分區(qū)所等部位設(shè)備的調(diào)試驗證工作，務(wù)必確保牽引部分設(shè)備的功能完善、可靠運行。