1.郑州市轨道交通有限公司 河南郑州 450008
2.中铁电气化勘测设计研究院有限公司 天津 300250
摘要：结合某市轨道交通工程项目，介绍了在主变电所尚不具备供电条件的情况下，对轨道交通工程调试所需的临时电源接线进行方案研究，分析了升压变压器容量选择和负载校验。
关键词：临时电源；升压变压器；负载率；校核；温升
Abstract: The temporary power supply wiring scheme analysis for metro line , as well as the selection of the step-up transformer capacity and load calibration.
Key words: Temporary power; Step-up transformer; Load ratio; Calibration; Temperature Rise.
0 引言
某市轨道交通2号线一期工程在主变电所不具备供电条件的情况下，研究利用两回市政10kV电源对南段线路供电，以满足列车各项模式下的调试。从临时供电系统运行方式、接线方案、升压变压器容量选择、负荷校验以及故障支援等方面进行相近分析。
1概况
某市轨道交通2号线一期工程，线路长20.649km，均为地下线，设车站16座，设车辆段一处，设主变电所2座。
供电系统采用110/35kV的集中供电方式，车辆采用B型车，4动2拖编组，动车受电方式为DC1500V架空接触网。
由于受土建工程进度的制约，主变电所的35kV电源无法向航海东路以南的变电所供电，从而影响该区段接触网电通及车辆测试计划。为确保航海东路以南变电所和接触网按时实现电通，需在向阳路站引入2路10kV临时电源，经两台升压变压器升压至35kV，再分别接入向阳路变电所，从而为航海东路（不含）以南各变电所提供临时电源，以满足电客车静调和测试的要求。
2实施条件
2.1电源接入点
2路10kV临时电源需从向阳路站变电所引入，将向阳路站变电所40.5kV馈线开关柜（H05、H09）改为进线开关柜，出线分别向北（南环路站、长江路站）及向南（南四环站、城南车辆段）供电。如下图所示。
利用两台3150kVA容量的10kV/35kV升压变压器分别接入向阳路站变电所I段和II段母线， 一台3150kVA升压变仅负责车辆段试车线与静调电源的供电；另一台3150kVA升压变负责调试区间正线牵引负荷、正线及车辆段与调试相关的负荷和车辆段办公设施用电负荷。
2.2实施条件
1）正线与车辆段试车线只考虑一列电客车的行车测试，最大负荷按AW3负载模式考虑；
2）车辆段内考虑电客车静调和行车测试同步进行，试车线负载模式按AW3考虑；
3）除牵引负荷外，正线仅考虑相关车站的通信、信号、照明和供电系统自用电负荷，车辆段内除上述负荷外，还应考虑部分办公设施的用电负荷（但不含空调用电负荷）。
3临时供电方案
3.1 35kV系统供电配置
车辆段牵引降压混合变电所：I段母线投入两台整流机组馈线及1#（混合所）、5#（检修库）配电变馈线；II段母线投入4#（综合楼）配电变馈线。
南四环站牵引降压混合变电所：I段母线不投入馈线；II段母线投入两台整流机组馈线与2#配电变馈线。
向阳路站牵引降压混合变电所：I段母线投入两台整流机组馈线；II段母线投入2#配电变馈线。
南环路站降压变电所：I段母线不投入馈线；II段母线投入2#配电变馈线。
长江路站牵引降压混合变电所：I段母线不投入馈线；II段母线投入两台整流机组馈线与2#配电变馈线。
如上图所示，长江路、向阳路、南四环、车辆段牵引降压混合变电所的整流机组同时向正线和车辆段供电。电通后的供电方式如下：
车辆段整流机组内向试车线和检修库接触网供电；
在长江路站南侧左右线分别选取一普通锚段关节，改造为绝缘锚段关节，并在该关节北侧做好接地和防护措施。长江路变电所的直流电源送至上述关节的南侧。正线的其他区域供电方式按照正常供电模式执行。
为满足两台升压变压器向正线和车辆段接触网同时供电，车辆段与出入段线联络隔离开关2201和2202合闸，确保出入段线由南四环站和车辆段整流机组双边供电，以满足列车在出入段线的调试。
3.3 升压变压器容量核算
（1）负荷输入资料
升压变压器负荷分为直流牵引负荷与动力照明负荷两大类。
1）动力照明负荷：长江路站、南环路站、向阳路站、南四环站动力照明负荷只考虑跟调试相关的负荷，如通信、信号及设备房照明用电，参考1号线典型车站的同类负荷，车站动力照明负荷容量在50kW左右是合适的。车辆段找考虑综合楼办公有关的必须负荷且不包含空调用电负荷，参考1号线车辆段用电情况，车辆段办公相关的负荷容量在400kW左右是合适的。
2）牵引负荷
2号线一期工程列车在AW3模式下列车最大功率5270kW，持续时间在30S以内的平均功率约为4500kW，列车惰行功率约为450kW。列车静调功率为370kW。
（2）负荷计算
1）I段升压变压器供电负荷容量（分两种工况）：
PI=3600+370+100=4070kW（工况一：列车AW3模式下启动的30S内的平均功率（由于两台升压变压器同时给列车供电，考虑不平衡系数0.8）；同时另一列车在静调；同时带车辆段部分动力照明负荷）；
P’I=360+370+100=830kW（工况二：列车在惰行模式下的功率（由于两台升压变压器同时给列车供电，考虑不平衡系数0.8），时间为120S；同时另一列车在静调；同时带车辆段部分动力照明负荷）；
直流牵引负荷功率因数一般在0.95以上；动力照明负荷功率因数一般为0.8左右，由于0.4kV母线设置APF，因此动力照明负荷功率因数能补偿到0.95以上。
I段升压变压器容量为3150kVA，工况一下的升压变压器负荷率为1.36，工况二下的升压变压器负荷率为0.28。
2）1）II段升压变压器供电负荷容量（分两种工况）：
PII=3600+200+300=4100kW（工况一：列车AW3模式下启动的30S内的平均功率（由于两台升压变压器同时给列车供电，考虑不平衡系数0.8），同时负责时车站及车辆段的调试负荷、车辆段办公用电负荷）；
PII=360+200+300=860kW（工况二：列车在惰行模式下的功率（由于两台升压变压器同时给列车供电，考虑不平衡系数0.8），时间为120S，同时负责时车站及车辆段的调试负荷、车辆段办公用电负荷）；
II段升压变压器容量为3150kVA，工况一下的升压变压器负荷率为1.37，工况二下的升压变压器负荷率为0.29。
（3）变压器负荷率校验
干式变压器的寿命与其绝缘因热老化而引起的损坏有关。干式变压器绕组热点温度增加与绝缘损坏率有着密切的关系。
因此对负载周期、负载电流及环境温度变化而引起的绕组热点温度变化进行计算，使其满足绕组热点温度限值。以控制变压器的负载率，从而保证变压器的正常使用寿命。
以此迭代计算，大约在12个循环周期，即约0.5小时后绕组最热点温升达到稳态值，约75.9K，绕组最热点温度约为105.9℃（环境温度按30℃考虑）。
轨道交通工程中采用的干式变压器绝缘等级一般为F级，平均温升为100K，绕组热点温度额定值为145℃。
因此，3150kVA升压变压器在工况一、工况二交替负载情况下，绕组最热点温升与最热点温度均满足规范要求。
3.4 单台升压变压器故障时的支援
当一台3150kVA容量升压变压器退出，另一台3150kV可负责调试区段部分负荷（包括正线车站调试用负荷、车辆段调试用负荷、车辆段办公用电负荷）的供电。
4结束语
临时供电方案在整个列车调试过程运行稳定，为某市轨道交通2号线一期工程按时顺利开通赢得了宝贵的时间。
参考文献：
[1]《干式电力变压器负载导则》 GB/T 17211-1998.
论文作者:陈彪1,尹超准2
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/12
标签：负荷论文; 变压器论文; 变电所论文; 车辆论文; 母线论文; 工况论文; 列车论文; 《基层建设》2017年1期论文;