摘要：近年来，随着我国城市人口的日益增多，私家车的数量也不断增多，城市交通问题原来越严峻，交通堵塞现象时有发生，严重影响居民出行，这已成为社会各界人士关注的热点话题。因此，地铁的出现为解决这一问题指明了新方向。本文介绍和分析了地铁中压交流供电系统中母备自投启动方式，阐述了母联备自投装置的投入原理、工作原理、优点和优化方案。
关键词：地铁；中压交流；供电系统；母联备自投
1 引言地铁作为城市轨道交通的重要组成部分，保证其用电负荷持续供电是电力部门的首要任务。地铁供电一旦出现问题，将会造成地铁运输瘫痪。
通常城市轨道交通交流电网多采用备用电源自动投入装置，即备自投，这种装置在地铁电力系统出现故障时，能自动将用户切换到备用电源上去，实现持续供电。它对提高多电源供电负荷的供电可靠性、安全性，保证供电连续性具有重要意义，对于促进地铁行业发展起着极为关键作用。
2 地铁供电系统概述供电系统是利用各种系统原理和工作方案构成的一种综合性管理模式，包括外部电源、主变电所和监控系统等设备构成。地铁供电系统针对列车工作中存在的问题利用电源系统进行综合控制和管理，科学高效地保证地铁运行的安全、稳定和可靠，大大提高地铁的经济性和节能性。
3 备自投条件3.1 备用电源应满足电压条件备自投装置只有在失去工作电源并且备用电源处于正常备自投功能投入状态下才能保证备自投的可靠动作。若备用电源不符合电压条件时，备自投装置可靠不动作。
3.2 断开工作电源为了防止备用电源投入到故障元件上，加重事故或设备损坏程度，要确认进线断路器断开后，再投入备用电源使用。
3.3 投入前延时断开工作电源的断路器必须在备自投装置自动投入之前经过延时，并且延时时间应大于外部故障排除时间的最大值，这是为了避免受到因工作母线引出线故障引起的母线电压下降的影响。
3.4 备自投装置只允许动作一次备自投装置只允许动作一次，为避免多次投入到故障元件上造成更大冲击和事故。
4 中压交流供电系统母联备自投的工作原理和运行方式4.1 工作原理城市轨道交通的供电系统一般采用两级电压供电方式，且主变电所自供电局引入两路110kv 独立电源，33kv 则采用单母线分段接线方式。整个供电系统分成很多区域，各车站变电采用双路电源供电方式，且这两个电源分列运行，每个变电所母联开关都处于断开状态。一个供电区间供电系统结构图如图1 所示。
当Ⅰ段母线发生故障时，即若A 所Ⅰ段进线失压，进线保护装置依据备自投逻辑判断是否满足失压条件，确认满足后发出启动备自投信号，母线立即发出跳进线命令，确认当母联确认进线分位信号后，母联自投断路器合闸，此时便恢复供电。
这种备自投方式仍需要站内时间的配合，当供电级数过多时仍会影响自投动作时间。但相比失压跳闸启动备自投，它已大有改善。进线失压备自投通过进线断路器在合位时失压启动备自投，便能够避免当遥控分闸、手动分闸进线、过流保护跳闸时引起失压而导致备自投启动。因此这种自投方式在北京上海等地铁供电系统中得到广泛应用，具有广阔的市场前景。
6 备自投体系方案优化在地铁中压交流供电系统中母联备自投的实际运行中，仍会遇到种种问题，导致地铁供电系统出现故障。为此，我们必须从事故中总结归纳，不断优化改进备自投系统。因此我们从管理和技术两方面探讨备自投方案的优化。
6.1 管理方面在供电网络结构管理的先进合理性方面，国内没有十分成功的经验，仍与国外发达国家有一定差距。在供电配网规划和建设中没有充分重视可靠性评估方法，对可靠性管理工作的认识不足，没有完全建立起检修施工整体规划建设意识。基于供电系统网络结构和各类设备故障导致的停电对可靠性产生的影响，从管理方面提出提高可靠性管理的建议。
首先，要建立并不断完善地铁供电系统可靠性管理网络，加强对可靠性工作管理和管理人员的技术培训，增强可靠性管理意识，提升供电系统管理人员职业素养。其次，要加强对地铁电力设施的保护，定期进行检修，以减少外部因素对供电可靠性引起的故障。
6.2 技术方面上述阐述的三种备自投方案都有各自优缺点，为提高备自投的安全可靠性，可以将不同备自投方案结合使用取得更佳方案。比如将差动保护动作启动备自投和进线失压合位备自投这两种方式相互配合进线启动备自投的条件。当区间线路发生故障时，差动动作跳开电缆两端断路器，并立即开启母联备自投，快速恢复供电。通过备自投合闸恢复供电，可以较好的相互弥补这两种方式的缺点，充分发挥出两者的优点。改进的进线启动备自投逻辑图5。
图5 改进的进线启动备自投逻辑图7 结束语经过以上讨论分析，结合国内地铁对备自投的应用，我们应不断优化完善备自投启动条件，充分保证地铁各级供电负荷。在具体项目实施过程中，必须结合电源所和环网所备自投，才能尽可能减小供电系统发生故障造成的影响，才能确保地铁运营过程中各保护动作可靠发生。
参考文献：[1]夏昌华.地铁供电33KV 系统母联备自投的原理与方案优化[J].城市建设理论研究.2012（14）：65~66[2]杨森林.母联备自投在地铁中压交流供电系统中的应用[J].技术装备.2011（5）：58~60[3]王英楠.提高城市中压电系统供电可靠性的研究[J].科技信息.2013（76）：22作者简介：曹宝安 男 1975.3 月生 本科学历，工程师，主要从事工程项目管理方面的工作。
论文作者:曹宝安
论文发表刊物:《基层建设》2015年1期供稿
论文发表时间:2015/9/1
标签：供电系统论文; 地铁论文; 电源论文; 可靠性论文; 母线论文; 方式论文; 装置论文; 《基层建设》2015年1期供稿论文;