摘要：本文根据目前轨道交通牵引供电系统接触网常规设计，从贵阳地铁1号线贵雅区间上下行接触网并联隔离开关运行情况、若相关区间接触网故障情况下对行车调整以及电力调度故障处理方面进行了综合分析与探讨。提出相关整改措施的可行性。
关键词：轨道交通；接触网；隔离开关；牵引降压混合所
在城市现代化建设过程中，城市轨道交通系统起着城市运输大动脉的作用，而供电系统是城市轨道交通系统运行的动力之源。据相关资料分析，城市轨道交通系统是城市公用设施中最大耗电系统，随着城市轨道交通工程的建设强度加大，其在城市电网中的电能消耗量越来越大。
在国内大多数城市轨道交通工程建设中，由于线路的坡度起伏不大，或者坡段较短，因此，列车的势能转换为动能的优势不明显，同时上、下行线路牵引网的电压指标差异不大，因此将上、下行线路牵引网并联供电的必要性和急迫性不大。
电力是电客车的动力来源，接触网安全、可靠供电对地铁运营极其重要，因此，制定接触网失电的故障处理方法具有合理、安全、可靠、影响范围小等优点，但制定处理方式或方法不当，将会扩大停电范围，直接影响地铁的安全可靠运行。
1、背景
贵阳市地处云贵高原黔中山原丘陵中部地形起伏较大，如果还是按照常规思路来进行设计，为满足长大坡道区间上坡线路牵引网的电压质量要求，极有可能需要在区间内设置牵引变电所，这不仅导致工程的复杂性、增加工程投资，还给运营维护、故障处理等带来困难。观山湖区与老城区海拔落差较大，地铁1号线在贵阳北站-雅关区段线路存在长大坡道地段，该区间有地下段又有地面段，地面段周围植被丰富对运营带来一些不确定性因素，共计3867m，坡度在27.5‰及以上的区段有5个，相邻的雅关-南垭路区间长2802米，在该类长大坡道区间内行车，对于按常规思路设计的上、下行线路牵引网来说，有以下特点：
1.1.对于上行线路（长大上坡区段）而言，在列车启动和行车过程中，取电流大，电能消耗大，导致牵引网的电压降大。
1.2.对于下行线路（长大下坡区段）而言，在列车行车过程中，牵引网电流较小，电能消耗小，牵引网的电压降低。由于坡度很大、加之该区段内的列车在绝大部分时间内都不牵引取流，列车再生制动产生的电能不能被其他车辆吸收，列车制动只能采用电阻制动或闸瓦制动，不仅导致列车发热和闸瓦磨耗严重、污染隧道环境，而且导致下坡线路的牵引网载流能力和列车再生制动产生的能量均未得到充分利用。
通常情况下，无论城市轨道交通牵引供电系统采用何种牵引网供电方式，除了在每座牵引变电所处通过牵引变电所内的直流母线将上、下行牵引网并联外，在线路正线各直流供电分区，全线范围内的上、下行线路牵引网均为独立运行，参见图1。
图1 牵引网供电方式示意图（上、下行线路牵引网独立运行）
对于该特殊的长大坡道区间的牵引供电分区，采用图2所示的上、下行线路牵引网并联运行方案，配合再生制动能量吸收装置的实施，不仅可以均衡上、下行线路牵引网的电压降指标，且可以充分发挥列车的再生制动功能从而节约电能。
图2 牵引网供电方式示意图（上、下行线路牵引网并联运行）
针对贵阳地铁1号线长大坡道接触网供电运行方式的特殊性，贵阳北-雅关上下行并联电动隔离开关的分、合闸受相邻牵引变电所断路器的闭锁限制，运行方式和调度相对复杂。对该长大连续坡道地段供电分区内发生供电设备故障进行分析研究，在发生接触网失电时，有效提高调度故障处置效率，及时恢复接触网供电，缩短故障停电时间，保障地铁运营的运输畅通。
2贵雅区间上下行接触网并联隔离开关运行概述
（1）在正常运行方式下，该隔离开关位于合闸位置；在故障情况下，位于分闸位置。
（2）如果该供电分区的上行或下行线路牵引网发生故障，需同时断开上、下行线路牵引网两端的4台直流断路器，在通过线路测试，无法实现重合闸、且确认两端的4台直流断路器均处于分闸状态时，将该上、下行线路牵引网并联的电动隔离开关断开；在确认该并联隔离开关断开后，再分别对上、下行线路牵引网进行测试，将非故障的上行或下行线路牵引网人工恢复供电。在开关切换期间，上、下行线路牵引网均会出现短时中断供电的情况。在牵引网故障消除后，控制中心电力调度可根据运营情况，择机将上、下行线路牵引网恢复至并联供电。
（3）上、下行接触网两端的牵降所直流馈线断路器211、212、213、214合闸闭锁上、下行并联开关。
3典型故障时对行车的影响
（1）正常运行方式下区段发生弓网故障重合闸不成功。
现阶段贵雅区间运行时间约4分钟，雅南区间现有运行时间约3分钟。当行车间隔大于4分钟时，在此区间上、下行各只有一辆列车运行，故障处理则有充足的时间；当行车间隔压缩至4分钟以内时，在此区间上、下行各有两辆列车运行，故障情况下从通知司机降弓到试送电成功再到列车升弓需约3分钟；最坏情况还可能出现试送电不成功的情况，则需要清客两列次及组织小交路运行，这会对行车组织带来较大影响。
（2）特殊运行需合贵阳北或雅关越区隔离开关大双边供电。
在大双边供电运行时，供电臂长度约6700m，出现故障时对现阶段的行车组织压力较小，但当行车间隔压缩至4分钟或者3分钟时，该区间运行列车增多，出现故障会同时影响上下行列车，这对电调在故障判断及供电方式调整上要求较高，同时也给行调的行车组织带来很大的挑战。
4结束语
综上所述，若供电分区采用上下行线路牵引网并联供电，当该接触网供电分区故障时，任何一个供电分区故障都将同时影响上下行，对该区段的接触网故障处理带来一定的难度。为了保证地铁安全可靠地运行，通过分析找出地铁供电系统接触网故障处理的难点，摸索出供电系统故障的处置规律及优化设计方案。
在以后结合中远期运营需求以及技改项目可以综合考虑在贵雅区间上下行线适当位置各增设一台隔离开关，使贵雅区间接触网供电调整灵活，将上下行接触网并联隔离开关改用直流断路器，并优化保护配置及联跳方案最大限度降低同时影响上下行线，这样可以大大提高故障处理效率，从而最大限度减低对运营影响。
论文作者:刘军
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
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