高陽

摘 要：目前我國的城市化進程不斷加快，大型城市的交通壓力日益增大，地鐵的建設有效緩解了這一問題。地鐵變電系統(tǒng)是地鐵建設的重要構成部分，對地鐵的正常、安全運行具有支撐作用，而地鐵變電系統(tǒng)選用的保護裝置對變電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有保障作用，本文立足于此，對地鐵變電系統(tǒng)的構成和保護裝置的選用進行了具體的分析，以供參考。

關鍵詞：地鐵；變電系統(tǒng)；構成；保障裝置；選用

目前地鐵以快捷、經(jīng)濟性等優(yōu)勢快速成為大型城市人們出行的重要方式，而地鐵正常的運營離不開變電系統(tǒng)的支撐，變電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行也必須有保護裝置的保障。因此，加強對地鐵變電系統(tǒng)構成的研究以及科學、合理的選用保護裝置成為地鐵管理部門的重要研究課題。

1 地鐵及其變電系統(tǒng)的構成分析

地鐵主要建設在城市地下隧道內(nèi)，是一種重要的城市軌道交

通系統(tǒng)，地鐵的統(tǒng)一指揮和集中調(diào)度運輸組織嚴格按照有軌交通的規(guī)定進行，其不會受地面天氣狀況的影響，能夠快捷、安全的輸送乘客。

地鐵運行系統(tǒng)的組織運輸和安全穩(wěn)定運行需要多專業(yè)協(xié)調(diào)配合，例如供電、通信、線路等，這就需要強有力的變電系統(tǒng)作為保障，下面具體分析地鐵變電系統(tǒng)的構成部分：第一，外部電源。外部電源主要包括3種供電形式即集中式供電、分散式供電以及混合式供電，外部電源的主要作用是為主變電所提供外部城市電網(wǎng)電源。外部電源的3種供電形式都有自己的特點，分散式供電能夠有效降低主變電所的運行成本；混合式供電中一部分是利用集中供電，一部分是利用分散式供電，是一條交通軌道線路；集中式供電則比較容易管理，是我國目前主要的供電模式。第二，主變電所。主變電所的供電方式采用的是集中式供電，通常集中供電方式提供的是110kV的城域高壓電源，需要對其進行降壓處理才能提供各牽引變電所和降壓變電所，一般是將110kV處理為10kV或35kV。另外主變電所的進線電源分為兩路，還具備互相備用的兩段母線。第三，牽引供電系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)的中心是牽引變電所，其主要按容量設置兩組牽引整流機組，并且二者是并列運行的。變壓、整流中壓環(huán)網(wǎng)的交流電源，使之變?yōu)橹绷麟娫矗笤偻ㄟ^牽引網(wǎng)反饋供給列車使用。單邊供電和雙邊供電是牽引變電所向接觸軌供電的主要的兩種方式。另外直流牽引供電系統(tǒng)的電壓值主要有兩種即DC1500V和DC750V。第四，動力照明系統(tǒng)。動力照明系統(tǒng)的主要作用是對35kV或10kV的交流中壓進行降壓處理，使其成為220V或380V的交流電壓，為列車以外的地鐵運行系統(tǒng)中的所有用電設備提供電能，例如信號照明等設備。第五，電力監(jiān)控系統(tǒng)。電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)控制中心對供電系統(tǒng)的集中調(diào)度和管理并進行實時的數(shù)據(jù)采集和控制。監(jiān)測和控制地鐵運行系統(tǒng)中的電氣設備是通過遙控、遙信、遙測、遙調(diào)實現(xiàn)的，從而有效保障整個地鐵供電系統(tǒng)的運營調(diào)度和管理。

2 地鐵變電系統(tǒng)保護裝置的選用

2.1 保護裝置的工作原理 保護裝置的動作主要依據(jù)的是繼電保護在對電力系統(tǒng)故障進行檢測和反映后，積極對故障的特點和范圍作出判斷提供的相關信息。繼電保護裝置根據(jù)變化的物理量或電氣量有選擇性的將故障切除或進行相應的設備異常狀態(tài)的警報。首先，單元取樣，電力系統(tǒng)通過電氣隔離將物理量轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｕ涎b置檢測單元所接受的信號。其次，測量部分將單元取樣提供的信息與系統(tǒng)設計的數(shù)值進行對比分析，從而判斷電力系統(tǒng)中是否存在故障以及存在故障的類型和范圍，并進行相應的信號輸出工作。再者，邏輯部分接收到測量部分的信號，開始進行輸出信號的特點以及組合方式的順序的分析，從而有效判斷保護裝置是否需要動作，具體的要對電力系統(tǒng)的哪部分設備進行保護。最后是執(zhí)行部分的工作，執(zhí)行部分主要的作用是對故障處理結果負責，一般分為兩種：一種是聲、光信號繼電器，例如閃光信號燈等；另一種是斷路器操作的分閘線圈。對斷路器進行分閘作業(yè)。

2.2 選用保護裝置的原則 地鐵運行系統(tǒng)較為復雜、龐大，因此選用保護裝置時應堅持以下幾點：一是可靠性，可靠性是保護裝置最基本、最重要的性能，保護裝置的可靠性具體的來說主要包括安全性和信賴性。其中安全性是指保護裝置的動作是科學、合理的，在地鐵正常運行時不發(fā)生誤動作；信賴性是指保護裝置在地鐵變電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時作出反應工作，從而保證地鐵的安全、穩(wěn)定運行。二是選擇性，選擇性是指保護裝置對變電系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行逐級排除，變電系統(tǒng)發(fā)生故障后故障設備或線路自有的保護功能有效切除故障，當故障設備或線路沒有動作或斷路器失靈時，保護裝置才能將有關故障部分的斷路器跳閘，切除故障。保障非故障區(qū)域正常運行，將故障的影響降到最低限度。各個設備的保護裝置設置應堅持逐級配合的原則，有選擇性的切除變電系統(tǒng)的故障。三是靈敏性，靈敏性也成為靈敏度，主要說的是變電系統(tǒng)發(fā)生故障時保護裝置能夠迅速做出反應和動作，是通過一年校驗一次的靈敏系數(shù)來衡量的。四是速動性，保護裝置的速動性是指變電系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠以最短的時間判斷并切除故障，縮小故障的影響范圍，減少故障損壞對地鐵造成的損失。

3 地鐵變電系統(tǒng)相對應的保護裝置

3.1 主變電所 主變電所110kV的主變壓器應配置主變差動保護為主保護，變壓器的差動保護主要是用來保護變壓器內(nèi)部、套管以及引出線上的相間短路，同時也可以保護單相層間短路和接地短路；根據(jù)變壓器的內(nèi)部故障還應裝設瓦斯保護，瓦斯保護主要由瓦斯繼電器、信號繼電器、保護出口繼電器等構成。

3.2 牽引變電所 牽引混合降壓變電所的35kV進出線應配置線路光纖差動保護、過流保護、零序過流保護，保護山進口的西門子7SD61、7SJ63繼電保護裝置來實現(xiàn)。

4 結束語

綜上所述，隨著科學技術的進步，更多的新技術和新設備應用在地鐵變電系統(tǒng)中，地鐵變電系統(tǒng)應不斷完善和優(yōu)化系統(tǒng)性能，在保護裝置的選用方面也要綜合考慮，結合保護裝置的工作原理以及相關的功能、性價比等眾多方面的因素，科學、合理的選擇保護裝置，從而更好的服務于變電系統(tǒng)的正常運行，提高地鐵的運行效率，高效緩解日益加大的交通壓力。

參考文獻：

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