地铁变电构成与保护装置选择

高向龙

（深圳市地铁集团有限公司运营总部）

摘要：地铁近几年在北上广深一线城市发展迅速，成为人们出行首选交通工具。地铁变电系统是让地铁安全、高效地运行的前提保障。变电系统在进行保护装置的选择方面均需要考虑相关的功能及性价比等因素，科学合理地选择最佳的保护装置。本文就地铁变电系统构成及保护装置选择方面进行探讨，供参考。

关键词：地铁变电；系统构成；保障装置；选用

1.变电系统主要构成

1.1外部电源。外部电源供电一般采取三种形式，即集中式供电、分散式供电和混合式供电。通常城市电网110kV引入两同电源，至少一同电源是专线。目前应用较多是集中供电方式。

1.2主变电所，主变电所在接受城市电网110 kV输入之后经降压，为牵引变电所和降压变电所提供合适的集中供电，一般是35 kV或10 kV，有时也会用桥型接线。

1.3牵引供电系统。牵引供电系统核心为牵引变电所，其主要根据其容量来设置两组牵引整流机组的并列运行。将中压环网交流电源做好变压处理，整流成直流电源后然后通过牵引网反馈给列车进行使用。牵引变电所的接触轨的供电方式主要有两种方式，分别是单边供电、双边供电。其直流牵引供电系统中电压值包括DC750V和DC1500V两种。？

1.4动力照明系统。动力照明系统主要的功能就是把35kV或10kV交流中的电压降压到220或者380V交流电压，从而为除地铁列车之外其他的一切用电设备来提供电能，比如事故、信号照明等。？

1.5杂散电流腐蚀防护系统的功能是减少因直流牵引供电引起的杂散电流，并防止其对外扩散。电力监控系统的功能是实时对地铁变电所、接触网设备进行远程数据采集和监控。在地铁控制中心，该系统通过调度端、通信通道和变电所综合自动化系统对主要的电气设备进行四遥控制，以更加有助于实现对整个供电系统的运营调度和管理。

2.保护装置的选用原则

地铁变电系统的核心技术是供电控制和保护。保护装置能在电路发生故障时第一时间检测出故障并得到及时排除，从而避免列车运行时的电气参数变化而引起误跳闸。因此，在选择保护装置时须满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。可靠性是前提保障，在保护装置的保护范围之内只要有故障时及时动作，而在地铁运行时就一定不能动作。动作性在故障发生时由故障设备或线路其自身的保护功能切除故障，当自身的保护装置不动作时，相邻设备线路保护或断路器失灵保护才会动作各个设备的保护装置应遵循逐级配合的原则，以保证供电系统发生故障时有选择性地切除故障，使得受故障影响的部分最小。

3、地铁的变电系统保护装置选用

3.1保护装置工作原理

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備异常状态的警报。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。

3.2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。二是选择性，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。

4.保护装置的选用

在为变电系统选择保护装置时，我们就要结合上而的选用原则，参照保护装置的工作原理，根据铁路部门的实际情祝来选择最适合自己的保护装置。目前，我们深铁用的系统，主要是ABB和常太两个厂家生产的_据悉，ABB对待项目非常严格，对于每个使用ABB保护装置的地铁线路，在项目初期，前端销售人员都会派固定人员跟踪，及时将保护装置使用的实际信息、客户意见返同给ABB公司，使得公司内部能及时交流，对用户的意见做出反馈。

早在2001年，ABB就成为上海地铁的设备供应商，从1号线至6号线及浦东机场磁悬浮线路均有ABB不同设备在投入运行。这些设备经过长达7年的运行，证明了设备质量安全可靠，得到地铁客户的充分肯定。ABB 110 kV GIS由于设计紧凑、占地而积小、设备运输单元己在工厂做好试验、现场安装时间短等优点，能为地铁公司节约宝贵的现场施工周期，己为上海地铁客户广泛接受。设备维护周期长及运行可靠，也为客户减少了大量设备维护工作及设备停运带来的损失，最大程度地节约了运行费用。110 kV电力采用ABB全球制造的先进技术，使用精确计算程序，确保设备低损耗、低噪音、低温升、高绝缘水平，同时具有极佳的抗短路能力，是深圳地铁的首选设备。

5.结束语

地铁变电系统是地铁的动力系统，对于维持地铁的安全运行起着极为重要的作用。因此，我们十分有必要对地铁变电系统的构成及工作原理进行细致的分析，选择各项技术指标都符合要求的保护装置，保障人们的正常出行，对人们的生命财产安全负责。

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