地铁降压变电维护要点分析

张锐芝

（深圳市地铁集团有限公司运营总部）

摘要：轨道交通车站以及运行区间所涉及到的相关电气都需要220.0～380.0V水平电源进行供电，而以上电源都以降压变电系统作为基本性的来源。因此，地铁降压变电系统的科学合理性关系到地铁本身的安全性。本文就地铁降压变电系统的构成与维护进行分析，供同行借鉴参考

关键词：地铁；降压变电；构成；维护

一、地铁降压变电系统构成分析

首先，地铁降压变电系统多采用分级双回路系统进行供电，从而达到提高整个降压变电系统运行可靠性的目的。研究指出：无论是对于牵引供电系统，还是对于降压供电系统而言，都需要组成相对独立运行的环路网络供电系统。该供电系统的主要价值在于：在其中某一系统出现运行故障的情况下，另一系统模块能够确保安全、可靠的运行。因此，在地铁降压变电系统当中，需要面向每一个降压变电所配置两侧进线线路。一方面，需要基于中心降压站或前路降压变电所配置进线电源，另一方面，需要基于环网电缆，实现输出线路与后路降压变电所进线端口的连接。在进出线线路配合运行的基础之上，增设联络断路器装置，以便运行故障下，母线线路自动切换，支持完成供电作业；

其次，地铁降压变电系统多采取AIS与GIS组合供电的运行模式，同时在干式变压器设计中，以最大限度的降低空间资源消耗为前提。在对地铁降压变电系统进行设计与应用的过程当中，针对常见的35.0kV电压等级供电系统而言，以基于GIS的组合电器系统为首要选择。而对于10.0kV电压等级供电系统而言，以AIS组合电器系统为首选装置。对于0.4kV电力等级供电系统而言，多设置抽屉式单元低压柜来保障运行的可靠。同时，在变压器的选择上，以干式变压器为首选方案，此种构成下，可达到有效控制系统空间占用的目的。

最后，地铁降压变电系统所对应低压系统而言，在系统构成方面，通过应用具有较高自动化水平的设备，例如通过对快速断路器的应用，通过配置电流保护、电压保护模块的方式，提高低压区段进线盒母联断路器的综合运行水平。以此种方式，能够配合对大电流脱扣定时限过保护措施的应用，在較短的时间内实现对故障电流的切除，并支持同步完成对设备模拟量、开关量数据的采集传输，确保母线的可保护性。与此同时，低压系统当中，包括售票系统、通讯电源、以及信号电源在内的相关负荷均划分为一类负荷，同时，包括车站通风电源、照明系统、以及电动附体在内的相关负荷则划分为二级负荷，车站水冷机系统以及采暖系统负荷则归属于三类负荷。

二、案例分析

零序电流保护具有准确、简单、可靠等特点，不受负荷及振荡影响，有相继动作的性能。为了用好零序电流保护，我们通过35KV 111、121开关零序电流动作故障及35KV开关柜零序电流动作故障进行分析。

（1）故障描述和影响范围：XX年X线路35KV 111、121开关报“零序过电流”，开关跳闸，造成牵混所0.4KV低压负荷一段失电，三类负荷被切除，1#整流变压器停止运行。

（2）原因分析： 事后工班对该故障进行分析认为造成故障的原因有以下几个方面：1、建设施工时，整流变压器上方安装灯具，不符合电力规范要求，存在安全隐患；2、35KV 121回路发生短路时，产生的零序电流较大（0.45），使得同在35KVⅠ段母线的电压发生突变，从而造成了同在35KVⅠ段母线的1#动力变111开关的零序电流保护发生保护动作，设定值（0.06），造成动力变111开关也零序电流动作。

（3）处理经过：高压人员接报故障后带齐抢修工具到达牵混所，先查看SCADA后台报文及现场开关的保护装置，确认111、121开关零序过电流保护动作；接着通过笔记本电脑连接保护装置，查看开关动作时的事件及波形，在事件波形中发现121开关动作时确实存在零序电流并达到设定值，在故障波形中还发现故障点是C相回路。通过这故障现象可以围绕以下几个方面查找故障点：一、C相电缆发生击穿或对地现象；二、动力变绕组有对地放电现象；三、电流互感器（CT）二次回路中存在故障等，针对以上几方面我们逐一的对电缆绝缘和动力变绝缘及直流电阻进行测试检查，最后终于在整流变压器室，看到整流变压器上方有一日光灯灯具整体脱落造成C相短路，造成121开关跳闸，高压人员将故障点进行处理，对电缆及整流变压器进行绝缘检测，然后送电，一次成功。

（4）应对措施和经验教训：1、此故障发生后高压工班采取应对措施对全线的设备，特别是整流变压器上方进行全方位检查，加强巡检力度，并对关键的回路进行定期的检查。2、针对这次灯具改造工程，立即进行实施，保证灯具安装质量及位置可靠；3、在今后的计划检修中要对设备的接线、固定进行全面的检查，避免类似的故障发生。

三、地铁降压变电系统维护要点分析？

为确保地铁降压变电系统运行的安全与可靠，需要按照相关标准，定期对整个系统进行维护。在维护过程当中，调试是最主要的技术手段。通过快速闭锁试验、电缆检测等多种方式，能够了解降压变电系统中各关键设备的运行性能与情况，评估其运行质量，明确运行中存在的问题，并加以及时的处理。结合现阶段的实践工作经验来看，地铁降压变电系统的调试维护工作需要从以下几个方面入手：

首先，从快速闭锁试验的角度上来说，此环节的主要工作原理在于：避免在整个降压变电系统运行过程当中，进线或联络保护与出线保护在同样的动作延时时间条件下，特别是在电流出现速断故障的情况下，造成系统出线线路或馈线线路的运行故障，避免其进一步扩大成为断路器的跳闸问题。基于以上要求，在降压变电系统当中需要引入故障快速闭锁功能。一旦降压变电系统所对应的出线线路出现运行故障，保护装置在面向出线断路器发送跳闸信号的同时，还需要同步面向系统进线断路器装置发送跳闸哦快速闭锁信号。在断路器接收闭锁信号后，操作跳闸，提高闭锁的快速性与动作响应及时性。

其次，从电缆检测的角度上来说，在对整个降压变电系统进行维护的过程当中常常会发现：在对35KV电力电缆进行检测的过程当中，可能出现试验电压以下电流泄漏且泄漏电流失衡的问题。针对该问题，首先需要对电力电缆所处的整个工作环境进行评估，明确诱发电流泄漏的主要原因，并作出相应的调整。举例来说，若系统A相泄漏电流属于正常水平能够，则意味着对于B、C两相而言，所泄漏电流量较大，但电流与电压之间的对应关系相对平稳，无出现瞬时性电流增大或线路击穿故障的可能性。因此，可推断电力电缆未存在手顺问题，多是由弯曲度超过标准要求所致，即可作出相关的处理。

四、结束语

降压变电系统对地铁日常站网电源设备供电作业加以全面负荷（排除牵引系统），可以将地铁供变电系统中的高压电转变成为低压电，为相关的基础设备提供用电支持。