天津地铁三号线供电系统设备闭锁逻辑简析

赵朋莲

摘 要 供电系统中为防止因误操作导致的电气设备误分误合，引发设备故障或造成安全风险隐患，电气设备分合闸操作设置了相应的闭锁逻辑关系，本文以天津地铁三号线为例，对地铁供电系统中压、直流、低压开关柜设备的闭锁逻辑进行了简析。

关键词 天津地铁；电气设备；闭锁逻辑

前言

作为保障地铁正常运营的核心要素，地铁供电系统的安全稳定运行不容小视。天津地铁3号线自2012年试运营至今，未发生过一起因电气设备误操作而导致的迫使运营中断的事件，这除了对现场人员的安全管理，更离不开供电系统中电气设备自身的“安全防护”。

1 天津地铁三号线供电系统简述

天津地铁三号线全线设有两座主变电站，每座主变电站从城网引入两路或三路进线电源，电压等级为AC110kV。通过主变压器降压为AC35kV，通过中压环网为线路各子变电所供电。

子所中典型牵引降压混合所，电气设备根据功能可以分为综合监控系统、交直流屏系统、中压AC35kV系统、直流750V牵引系统、低压AC400V系统等。子所AC35kV系统包含两段35kV母线，分别从主所或者临所引入两路35kV进线电源，I、II段进线断路器编号分别为201、202，两段母线间设置母联断路器205，正常运行情况下为分闸状态。其中直流750V牵引系统为列车牵引供电用，每个牵引变电所设有两个整流机组，为DC750V母线提供两路进线电源，再通过馈线开关柜及上网隔离开关分别为上下行接触轨供电，从而为列车运行提供牵引供电。子所的低压AC400V系统，主要为车站提供动力照明用电，下口受电设备根据重要性分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。400V系统中包含两段400V母线，分别从上口两段AC35kV母线引电，中间经过动力变压器降压后，AC35kV电压降为AC400V电压，两段母线间设有母联断路器，编号为812，正常情况下为分闸状态[1]。

2 中压AC35kV逻辑分析

2.1 中壓35kV进线开关

以I段进线开关柜201合闸为例，根据闭锁逻辑，合闸时需同时满足以下条件：断路器处于分闸位置；电缆侧或母线三相检测无压；202进线断路器及205母联断路器不同时处于合闸位；断路器在工作位置时断路器弹簧已储能，无保护跳闸信号，分合闸回路正常、接地开关处于分位或断路器处于试验位置时断路器弹簧已储能；收到远方或就地合闸信号且钥匙位置与信号来源一致。

2.2 中压35kV馈线开关

以I段馈线开关柜211分闸为例，根据闭锁逻辑，分闸时只需满足以下条件之一：收到电流速断，过电流，零序电流，过负荷任一保护信号；收到整流变本体保护跳闸，整流器本体保护跳闸，直流750V系统保护联跳任一信号；收到对侧整流机组保护联跳或紧急分闸信号；收到远方或就地分闸信号且钥匙位置与信号来源一致。

2.3 中压35kV母联开关

以母联205自投逻辑为例，根据闭锁逻辑，35kV母联开关自投条件需同时满足以下条件：设备回路状态正常；I段（II段）进出线差动保护动作且断路器已跳闸；I段（II段）母线无压；II段（I段）母线有压；母联断路器处于分闸位置；母联柜隔离开关处于合闸位置；35kV母联开关自动投入；进线断路器跳闸或手动分闸。

通过以上举例可以发现，对于35kV开关柜来说，分合闸或母联自投逻辑的设置除了满足开关柜动作的基本条件，在设备安全防护上避免了35kV两路电源“合环”的风险，避免了误操作倒闸的设备意外合闸情况的产生也满足了接收各类保护信号后的有效动作[2]。

3 直流750V逻辑分析

3.1 直流750V进线开关

以直流750V进线开关柜301合闸为例，根据闭锁逻辑，合闸时需同时满足以下条件：断路器处于分闸位置，断路器小车处于运行位置，无断路器状态异常信号、合闸闭锁信号、故障保护信号；AC35kV断路器211合位且负极隔离开关3011合位；接收到远方或就地合闸信号且就地远方位置与信号来源一致。

3.2 直流750V馈线开关

以直流750V馈线开关柜311分闸为例，根据闭锁逻辑，分闸时只需满足以下条件之一：收到框架保护、大电流脱扣保护、过流保护、低电压保护等故障保护信号，收到临所联跳信号；接收到远方或就地分闸信号且就地远方位置与信号来源一致。

3.3 直流750V越区隔离开关

以直流750V越区隔离开关3113合闸为例，根据闭锁逻辑，合闸时需同时满足以下条件：左临所直流馈线断路器313分位，越区隔离开关3113分位；右临所直流馈线断路器311分位，越区隔离开关3113分位；本所上网隔离开关3111、3131处于分位；收到远方或就地合闸信号且就地远方位置与信号来源一致。

对于750V开关来说，进馈线开关柜分合闸或越区隔离开关合闸逻辑的设置有效避免了因人员误操作导致带负荷操作隔离开关而引发拉弧放电风险的产生同时满足了接收各类保护信号后的有效动作[3]。

4 低压400V逻辑分析

以低压400V母联开关812合闸逻辑为例，根据闭锁逻辑，400V母联开关合闸需同时满足以下条件：母联断路器处于分闸位置；母联断路器无故障；母联自动位置；1#变压器失压，进线801处于分闸位置，进线801无故障，2#变压器正常供电，进线802处于合闸位置或2#变压器失压，进线802处于分闸位置，进线802无故障，1#变压器正常供电，进线801处于合闸位置。

对于400V开关来说，母联合闸逻辑的设置有效解决了两路进线电源“合环”的风险又实现了一路电源失电母联自动投切的功能。

5 结束语

随着近年来轨道交通的蓬勃发展，全国各地的地铁建设进入了一个全新的历史时期，如何保障地铁供电系统的安全稳定运行成为摆在地铁工作者面前的一个重大课题，除了加强人员的安全管理，做到“人防”到位，做好电气设备的自我防护，实现“机防”到位，通过电气设备分合闸操作设计的闭锁逻辑实现安全防护更显得尤为重要。

参考文献

[1] 韩连祥.城市轨道交通中压双环网运行方式和联锁、联跳关系研究[J].都市快轨交通，2004，17（01）：54-59.

[2] 张洪陵.浅谈地铁低压配电自投自复功能的设置[J].电气化铁道，2011，（03）：42-45.

[3] 周捷，宋云翔，徐劲松，等.直流牵引供电系统的微机保护测控探讨[J].电网技术，2002，26（12）：57-60.