地铁变电系统的构成和保护装置的选用

高阳

摘 要：目前我国的城市化进程不断加快，大型城市的交通压力日益增大，地铁的建设有效缓解了这一问题。地铁变电系统是地铁建设的重要构成部分，对地铁的正常、安全运行具有支撑作用，而地铁变电系统选用的保护装置对变电系统的稳定运行具有保障作用，本文立足于此，对地铁变电系统的构成和保护装置的选用进行了具体的分析，以供参考。

关键词：地铁；变电系统；构成；保障装置；选用

目前地铁以快捷、经济性等优势快速成为大型城市人们出行的重要方式，而地铁正常的运营离不开变电系统的支撑，变电系统的稳定运行也必须有保护装置的保障。因此，加强对地铁变电系统构成的研究以及科学、合理的选用保护装置成为地铁管理部门的重要研究课题。

1 地铁及其变电系统的构成分析

地铁主要建设在城市地下隧道内，是一种重要的城市轨道交

通系统，地铁的统一指挥和集中调度运输组织严格按照有轨交通的规定进行，其不会受地面天气状况的影响，能够快捷、安全的输送乘客。

地铁运行系统的组织运输和安全稳定运行需要多专业协调配合，例如供电、通信、线路等，这就需要强有力的变电系统作为保障，下面具体分析地铁变电系统的构成部分：第一，外部电源。外部电源主要包括3种供电形式即集中式供电、分散式供电以及混合式供电，外部电源的主要作用是为主变电所提供外部城市电网电源。外部电源的3种供电形式都有自己的特点，分散式供电能够有效降低主变电所的运行成本；混合式供电中一部分是利用集中供电，一部分是利用分散式供电，是一条交通轨道线路；集中式供电则比较容易管理，是我国目前主要的供电模式。第二，主变电所。主变电所的供电方式采用的是集中式供电，通常集中供电方式提供的是110kV的城域高压电源，需要对其进行降压处理才能提供各牵引变电所和降压变电所，一般是将110kV处理为10kV或35kV。另外主变电所的进线电源分为两路，还具备互相备用的两段母线。第三，牵引供电系统。牵引供电系统的中心是牵引变电所，其主要按容量设置两组牵引整流机组，并且二者是并列运行的。变压、整流中压环网的交流电源，使之变为直流电源，之后再通过牵引网反馈供给列车使用。单边供电和双边供电是牵引变电所向接触轨供电的主要的两种方式。另外直流牵引供电系统的电压值主要有两种即DC1500V和DC750V。第四，动力照明系统。动力照明系统的主要作用是对35kV或10kV的交流中压进行降压处理，使其成为220V或380V的交流电压，为列车以外的地铁运行系统中的所有用电设备提供电能，例如信号照明等设备。第五，电力监控系统。电力监控系统的主要功能是实现控制中心对供电系统的集中调度和管理并进行实时的数据采集和控制。监测和控制地铁运行系统中的电气设备是通过遥控、遥信、遥测、遥调实现的，从而有效保障整个地铁供电系统的运营调度和管理。

2 地铁变电系统保护装置的选用

2.1 保护装置的工作原理 保护装置的动作主要依据的是继电保护在对电力系统故障进行检测和反映后，积极对故障的特点和范围作出判断提供的相关信息。继电保护装置根据变化的物理量或电气量有选择性的将故障切除或进行相应的设备异常状态的警报。首先，单元取样，电力系统通过电气隔离将物理量转变为保障装置检测单元所接受的信号。其次，测量部分将单元取样提供的信息与系统设计的数值进行对比分析，从而判断电力系统中是否存在故障以及存在故障的类型和范围，并进行相应的信号输出工作。再者，逻辑部分接收到测量部分的信号，开始进行输出信号的特点以及组合方式的顺序的分析，从而有效判断保护装置是否需要动作，具体的要对电力系统的哪部分设备进行保护。最后是执行部分的工作，执行部分主要的作用是对故障处理结果负责，一般分为两种：一种是声、光信号继电器，例如闪光信号灯等；另一种是断路器操作的分闸线圈。对断路器进行分闸作业。

2.2 选用保护装置的原则 地铁运行系统较为复杂、庞大，因此选用保护装置时应坚持以下几点：一是可靠性，可靠性是保护装置最基本、最重要的性能，保护装置的可靠性具体的来说主要包括安全性和信赖性。其中安全性是指保护装置的动作是科学、合理的，在地铁正常运行时不发生误动作；信赖性是指保护装置在地铁变电系统出现故障时及时作出反应工作，从而保证地铁的安全、稳定运行。二是选择性，选择性是指保护装置对变电系统出现的故障进行逐级排除，变电系统发生故障后故障设备或线路自有的保护功能有效切除故障，当故障设备或线路没有动作或断路器失灵时，保护装置才能将有关故障部分的断路器跳闸，切除故障。保障非故障区域正常运行，将故障的影响降到最低限度。各个设备的保护装置设置应坚持逐级配合的原则，有选择性的切除变电系统的故障。三是灵敏性，灵敏性也成为灵敏度，主要说的是变电系统发生故障时保护装置能够迅速做出反应和动作，是通过一年校验一次的灵敏系数来衡量的。四是速动性，保护装置的速动性是指变电系统发生故障时能够以最短的时间判断并切除故障，缩小故障的影响范围，减少故障损坏对地铁造成的损失。

3 地铁变电系统相对应的保护装置

3.1 主变电所 主变电所110kV的主变压器应配置主变差动保护为主保护，变压器的差动保护主要是用来保护变压器内部、套管以及引出线上的相间短路，同时也可以保护单相层间短路和接地短路；根据变压器的内部故障还应装设瓦斯保护，瓦斯保护主要由瓦斯继电器、信号继电器、保护出口继电器等构成。

3.2 牵引变电所 牵引混合降压变电所的35kV进出线应配置线路光纤差动保护、过流保护、零序过流保护，保护山进口的西门子7SD61、7SJ63继电保护装置来实现。

4 结束语

综上所述，随着科学技术的进步，更多的新技术和新设备应用在地铁变电系统中，地铁变电系统应不断完善和优化系统性能，在保护装置的选用方面也要综合考虑，结合保护装置的工作原理以及相关的功能、性价比等众多方面的因素，科学、合理的选择保护装置，从而更好的服务于变电系统的正常运行，提高地铁的运行效率，高效缓解日益加大的交通压力。

参考文献：

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