摘要：伴随着国家经济水平的快速提升，我国交通事业也在不断发展，地铁作为我国大型城市公共交通的重点发展方向，其功能的实现需要借助地铁供电变电站系统的良好支撑，保障供电顺利和安全，所以针对地铁降压变电系统进行详细的研究是非常必要的。本研究针对地铁降压变电系统的设计展开了详细的探究。
关键词：地铁；降压变电系统；优化设计
前言
地铁变电系统是整个地铁所需要符合的所有的电能的直接来源，地铁的变电系统是保障地铁能够正常运行的关键。但是地铁的变电站设备，具体的运行模式以及管理形式与日常的电网变电站有着很大的不同，所以导致地铁变电系统的功能与大电网变电站的功能也存在明显的差异。结合地铁供电变电站的功能不同可以将地铁供电变电站分为主变电站，降压变电站以及跟随变电站。这些变电站只是形式不同，但是在具体的本质方面与其他的变电站并没有本质区别，无论是电气的接线昂视还是具体的运行方式都和常规的变电站想死，只有直流牵引变电站属于地铁变电站专属，地铁变电站自动化系统的特殊之处也就是由于直流牵引变电站的存在。
1 地铁降压变电所设计
1.1主接线
地铁全线的降压变电所被分成若干个供电分区，每一个供电分区均从主变电所的35/10kV主变压器，就近引入两路10kV电源。在各供电分区设有网络开关，正常运行时该开关分断，形成10kV开口双环网络供电形式。每座降压变电所的两路电源分别由主变电所或相邻降压变电所10kV不同母线引入，接至两段母线，同时在降压变电所的每段母线设一路出线电源，向相邻降压变电所供电。降压变电所10kV侧接线采用单母线分段型式，设置母联断路器。降压变电所设两台10/0.4kV动力变压器，分别接自不同10kV母线上。变压器容量的容量满足一台退出运行时，另一台能负担远期的一、二级负荷。
1.2运行方式
正常运行时，两路10kV进线电源分别向两段母线供电，母联断路器打开，两段母线分段运行。当一段母线进线电源失电时，进线断路器分闸，母联断路器自动合闸。低压母线为单母线分段运行方式，当一路电源故障时，母联分段开关自投，由另一路电源供一、二级负荷用电。
1.3控制、继电保护和自动装置
1.3.1控制
降压变电所10kV断路器采用SCADA远动控制、变电所集中控制和就地控制；0.4kV进线、母联断路器和三级负荷总开关采用SCADA远动控制和就地控制；自动扶梯馈线开关带分励脱扣器，分励按钮与FAS系统输出继电器的常开接点并联，以实现火灾情况下FAS系统可的继电保护装置采用微机型综合保护测控单元，实现保护、测量、信息采集与控制、开关间的联锁与联动、通信等功能，通过光纤以太网络接口接入全所综合自动化系统并上传至控制中心，保护功能具有独立性，不依赖于网络。具体保护配置如下：10kV进、出线———线路差动保护、过电流保护、零序电流保护、过电压保护、低电压保护；10kV母联———限时电流速断保护、零序电流保护；动力变压器）电流速断保护、过电流保护、过负荷保护、零序电流保护、温度保护（变压器内部保护）、过电压保护、低电压保护；0.4kV低压进线柜、母联柜和环控一、二、三级负荷馈电柜均设过载、短路瞬时、短路延时及接地保护，其他低压柜设过载、短路瞬时及接地保护。
1.3.2自动装置
10kV、0.4kV母联断路器设置自动投入装置/功能，自投功能可在当地/远方进行投入/退出。交流所用电母联断路器设置自动投入、进线设来电自复功能。直流所用电的两路交流进线设置自动投入功能。
1.4测量和计量
变电所的所有测量和计量均在开关柜当地显示并通过变电所综合自动化系统将主要数据送到控制中心，具体设置如下：10kV进/出线电流、10kV母线电压、动力变压器一次侧电流/有功功率/有功电度、动力变压器二次侧电流、0.4kV母线电压、0.4kV馈线电流、交流所用电系统进线电流及母线电压、直流所用电系统母线电压。
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1.5所用电系统
交流所用电系统由降压变电所所0.4kV两段母线分别引入相互独立的两路电源，作为交流所用电系统的进线电源，两路电源互为备用。交流所用电系统采用单母线分段接线型式，供全所交流所用电负荷。
直流所用电系统用于提供降压变电所控制、操作、继保电源及事故照明电源。正常运行时，充电单元负责全所直流用电，蓄电池在浮充电状态。交流失电后，变电所内的蓄电池组容量应保证所内经常性负荷、冲击负荷、事故照明负荷停电1小时的放电容量及事故放电末期最大冲击负荷容量（按4台断路器同时动作考虑）的要求。直流系统操作电压为DC220V，采用高频开关电源。
1.6过电压保护
供电系统在运行过程中会遭受暂态过电压、操作过电压、雷电过电压的侵袭，使设备绝缘直接破坏或不断劣化，最终引发事故。过电压保护装置可有效限制过电压水平，保护重要设备。过电压保护属于系统范畴，体现在供电系统中可能遭受过电压的各个环节，降压变电所作为供电系统的主要组成部分应采取如下过电压保护措施：
变电所每段10kV母线对地间设置一台避雷器，位于地面的变电所房屋（如车辆段）按建筑物防雷规定设置避雷带或避雷针。在动力变压器0.4kV侧和向重要设备供电的末端配电箱（BAS、FAS、AFC、通信、信号等）的各相母线上，装设电涌保护器（SPD）。
1.7功率因素补偿
地铁供电系统具有充电无功功率大、负荷波动性大等特性，会影响电网的正常工作，因此必须采取合理的补偿措施。可以采用低压侧集中补偿的方式，设置电容自动补偿系统，完成系统的无功补偿
1.8过电压保护、防雷与接地
降压变电系统运行时存在谐振过电压、空载变压器过电压、母线系统谐振过电压以及雷电过电压等过压状况，严重时会造成系统瘫痪。过电压保护和防雷措施：在变电所每段35（10）kV母线处对地间设置一组避雷器，可以采用先进的串联间隙氧化锌避雷器；位于地面的变电所房屋（如车辆段）设置避雷带或避雷针。其额定雷电冲击耐受电压应不低于避雷器的雷电冲击保护电压乘以配合因数Kc（取≥1.4）。在配电变压器0.4kV侧和向重要设备供电的末端配电箱（BAS、FAS、AFC、通信、信号等）的各相母线上，装设电涌保护器（SPD）。接地措施：35（10）kV系统经小电阻接地，0.4kV系统采用TN-S接地系统。地铁车站设置综合接地网，接地网的接地电阻小于0.5Ω；降压变电所内做局部等电位连接。
2 地铁降变压系统在具体的调试过程中国存在的问题以及解决对策
关于快速锁闭实验方法的选择，为了防止进线或者联络保护与出线保护有相同的延时，特别是断电情况下，地线出线跳闸就会导致大面积的停电，影响设备的顺利运行，在设计过程中如果增加了故障快速闭锁功能，一旦出现故障就会使得保护装置跳闸，发出跳闸信号，也就是快速闭锁功能；关于整定组的切换问题，一般在地铁降压系统中此阿勇双边供电，在正常状态下使用一组整定值，在试验过程中发现在进行一组整定值测试，保护装置跳闸正常，但是其对应的断路器闭锁关系不匹配，对应逻辑程度进行反复检查，发现编程的时候闭锁关系没有输入正确，经过及时对程度进行修改，三组整定值的具体的切换功能以及保护动作都处于正常的运行状态。
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论文作者:杨逸譞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：过电压论文; 变电所论文; 母线论文; 系统论文; 地铁论文; 变电站论文; 断路器论文; 《基层建设》2018年第5期论文;