现代有轨电车供电系统易产生问题的总结分析

由 勇

沈阳浑南有轨电车运营有限公司

电力工程

现代有轨电车供电系统易产生问题的总结分析

由 勇

沈阳浑南有轨电车运营有限公司

现代有轨电车在城市交通中扮演着越来越重要的角色，对发展交通、缓解城市拥堵具有重要的意义。在交通越来越便捷的时代，现代有轨电车的功能也日益得到彰显，它既作为城市骨干交通模式，承担大量的公共交通客流；在城市经济活动密集的中心区域，有轨电车又能提供便利的交通服务；同时它又作为快速轨道交通在城市特殊地区的延伸或加密。这些功能让有轨电车受到越来越多的青睐，也让它的建设如火如荼。

现代有轨电车设备系统分为车辆、轨道、通信、信号、供电等诸多系统，供电系统作为给有轨电车提供动力能源的设备系统，在其中起着关键的作用。现就以沈阳浑南现代有轨电车供电系统为例，简要介绍其供电系统的构成以及对运营近4年来供电系统出现的诸多问题进行总结分析。

一、沈阳浑南现代有轨电车供电系统的简要介绍

有轨电车供电负荷为一级负荷。供电系统采用分散供电方式，设置10 座电源开闭所，每座开闭所自城市电网引入1 个电源，10 个外电源中，其中4 个电源为专用线路，6 个电源为共用线路。相邻2个电源之间为备用关系。

中压供电网络采用单环网接线型式，全线共设置为 10 个供电分区。正线共设置 37 座牵引变电所，变电所独立选址。车辆段与停车场各设置一座牵引降压混合变电所。牵引供电系统采用 DC750V 电压制式，牵引网采用柔性架空接触网，走行轨回流。牵引变电所间距除满足向牵引用电负荷可靠供电外，考虑杂散电流腐蚀防护要求，通过合理设置牵引变电所间距，控制走行轨纵向电压降。

二、供电系统出现各种问题的总结分析

1、变电所结构及雨水倒灌问题

正线37个变电所中有34个是半地下结构，变电所标高低于正线标高，为了防止正线雨水顺着电缆路径倒灌变电所，变电所室内电缆夹层及变电所室外电缆井均设置了排水泵，并对室内电缆夹层及室外电缆井的电缆进出口均进行了封堵。即使这样，在2016年7月25日沈阳50年一遇的特大暴雨中，正线顺着电缆路径倒灌进来的雨水还是冲开了有轨电车一号线A5变电所电缆封堵口，倒灌进了A5变电所，致使A5变电所积水1.5米，供电设备被淹，造成严重损失。水淹情况如图一所示：

图一

总结分析：半地下式的变电所最大的安全隐患就是雨水的倒灌。沈阳虽然位于北方，但7、8月雨季也是大雨、暴雨的多发期，强大的雨水造成的水压严重威胁半地下式变电所，当然电缆孔洞封堵质量也是一方面问题。

解决方法：变电所在设计阶段即设计为地上变电所，可极大避免水淹隐患；每年雨季前对所有变电所的电缆孔洞封堵情况进行一次全面排查；大雨、暴雨预警前所有变电所留人值守；组建应急抢险组，配置机动车、发电机及大功率水泵，有险情时第一时间赶赴现场。

2、正线变电所围栏及进所道路问题

正线37个变电所都位于公路两侧，距离公路10米至20米不等，都没有设置围栏，经常有人在变电所门口及周围大小便及乱堆垃圾，使变电所周围卫生条件极差。另外，有些变电所附近人烟稀少，土地没有开发，有些农民甚至把庄稼种到了变电所门口及四周。

公路到变电所门口没有铺专用路，进所临时路高低不平，雨雪天路况极差，严重影响人员进出变电所及变电所内卫生，并且存在较大安全隐患。

解决方法：在设计阶段考虑设置变电所围栏、公路到变电所门口专用路；现公司正和沈阳浑南区政府建设局沟通这两件事，问题有望在年内解决。

3、杂散电流腐蚀防护系统传感器安装位置问题

供电系统中的杂散电流腐蚀防护系统对防止电车走行轨、地下或地面的金属构件腐蚀起着关键的作用，传感器是系统中的关键部件，安装在正线变电所对面上下走行轨中间绿化带的电缆井里或正线站台电缆井里。开通运营后杂散电流传感器陆续进水损坏，后厂家对全线杂散电流传感器进行更新换代，传感器提高防水等级，更换后效果良好，但随着使用时间的增加，陆续又出现损坏现象。主要原因为正线电缆井里积水潮湿，传感器又是电子产品，即使防水等级很高，时间长久也会因水淹或受潮故障。

解决方法：在设计阶段即把杂散电流传感器安放在地面以上，传感器采用防护等级在IP65及以上的外壳，可以有效防止灰尘及雨水的侵入。现阶段，维修部供电室正在进行杂散电流传感器安装位置改造，把杂散电流传感器由地下电缆井里移到正线上下走行轨中间绿化带上。

4、继电保护定值问题

继电保护的整定一般应进行计算后才能准确给出。随着电网改造，电力系统的短路容量不断增大，这就给短路电流的计算带来一定困难，所以有些地区不再进行详细的计算，只根据一些经验数据进行整定，有时对继电保护的正常投入会造成一定影响。

10KV进线与出线的继电保护的整定值配合也很重要，否则很容易发生越级跳闸。为了保证电力系统的稳定运行，供电部门对用户10KV进线的继电保护要求都比较高，10KV进线的速断与过流必须满足上一级电网的要求，时间越短越好。这就给10KV出线开关的保护整定带来一定困难，有些地方用户变电站10KV进线与出线的速断只靠动作电流来配合，速断没有时间差，当电网短路容量大时，完全靠动作电流来配合，就容易出现越级跳闸。在变压器10KV测出现短路故障，其短路电流与10KV母线基本相等，如果速断没有时间配合就容易发生越级跳闸，或同时跳闸。

10KV进线与出线的过流靠过流值与时间差来保证继电保护的选样性。过流配合的时间差一般应小于0.5秒，虽然现在10KV开关都选用真空断路器，其固有动作时比较少，但开关的固有动作时间、继电保护出口时间、中间继电器的动作时间以及操作机构的动作时间与继电保护整定时间都有一定关系。所以10KV进线与与出线过流保护的时间差整定太小，也容易发生越级跳闸。

沈阳浑南有轨电车供电系统10kV中压供电网络采用单环网接线型式，环网进出线采用了过流及选跳保护。定值表单如表1：

如表1所示，外电源过流延时与环网进出线、选跳延时时间均为0.2S，如果某个变电所母线出现短路故障，根本无法实现选择性跳闸，会出现环网多个变电所多个开关跳闸的情况。在和设计院进行沟通后，设计院对我公司供电系统定值表进行了修改：根据沈阳供电局对有轨电车供电线路过流时限为0.5S，外电源进线过流时限调整为0.38S，环网进出线过流时限调整为0.3S，选跳I段调整为0.1S，由于时间极差已无法配合，取消选跳II段保护功能。调整后的定值表单如表2：

此新定值单可以满足进线与出线过流靠过流值与时间差来保证继电保护的选样性。

以上就是沈阳浑南现代有轨电车运营有限公司运营近4年来供电系统出现的各种问题中比较有代表性的问题。这些问题有的已解决，有的正在解决中，这些问题很多都是设计的问题，如果在设计阶段就把这些问题解决掉，公司就可以节省大量的人力、物力和财力。现阶段国内有轨电车发展非常迅速，但可借鉴的经验非常少，本文站在运营公司的角度，希望能给国内有轨电车的同行们一些参考、一些借鉴。

表1

表2