摘要：地铁低压配电系统的主要功能就是为车站内的动力照明设备提供电能，随着我国科学技术的发展，地铁配电系统的科学性也逐渐增强，不断改善地铁运行方式及配电系统可以提高地铁运行效率以及运行安全，促进我国地铁行业的发展。
关键词：地铁；低压配电系统；保护配合问题
我国地铁低压配电系统的变电所动力照明系统电压为400V，每个变电所均配备两台动力变压器，变压器采用分列运行的方式为地铁车站以及区间进行动力照明和负荷供电。当变电所本身负荷较大而且负荷位置距离变电所较远就可以利用跟随式降压所提供电能。我国地铁系统的低压配电技术较之前相比已经取得了较大进步，应用范围也更加广泛。
1 地铁低压配电系统的主要作用
地铁低压配电系统主要可以为车站信号系统、通信系统、电力监控系统、火灾自动报警系统、消防系统、环境监控系统、综合监控系统以及自助售票等设备提供电能，低压配电系统是保障列车正常运行以及行驶安全的重要部分，其对于地铁的正常运营起到至关重要的作用。地铁低压配电系统的主要故障为合环故障，合环故障是指当线路两路均处于合闸状态时，由于母联开关的自动合闸会导致合环，合环会使下口负载受到冲击，进而对于整个配电线路造成巨大的影响。一旦出现合环故障就会导致电梯骤停，通讯信号中断，车内照明也会出现闪断，进而为地铁的运行带来巨大的安全隐患。随着我国地铁运营技术的不断发展，工作人员对合环保障的重视程度也不断增强，我国地铁部门可以应用先进的技术来减少地铁运行事故的发生，促进地铁行业健康、快速、稳定发展。
2 地铁低压配电系统的工作模式
地铁低压配电系统的工作模式可以分为三种，分别是正常运行模式、故障运行模式以及火灾运行模式，低压配电系统与中高压系统、动力照明、电子监控等其他系统存在接口。低压配电系统还可以分为动力负荷以及照明负荷，负荷等级还可以分为三级。
2.1 地铁低压配电系统的工作模式
正常工作模式降压变电所35kV侧采用单母线分段的方式进行接线，两段高压母线上均有一台动力变压器，0.4kV的低压侧也采用单母线分段方式接线，低压开关柜可以向各个动力照明系统供电，同时还要设置三级负荷总开关，方便系统可以对三级负荷进行切除。为进线开关以及母线开关设置自动投入设备可以提高供电系统的可靠性，实现自投自复。
故障运行模式是指当低压配电系统400V上口电源失电时，三级负荷就被全部切除，母联开关立刻开启合闸模式，同时由另一台动力变压器进行一级负荷和二级负荷的动力照明。在上口电源恢复供电之后进线和母联开关又恢复到正常的工作位置，三级负荷正常恢复供电，低压配电系统的工作模式也转变为正常工作模式。
火灾运行模式是指车站发生火灾时，FAS设备的电源线会为抽屉输出24V的直流电压，将电压输送到切非专用端子排，这样可以使抽屉内的继电器通电。继电器之后再进行辅助触点闭合，使断路器得电，之后抽屉内的断路器就会跳闸，继而辅助触点向切非专用端子排发出分闸信号，然后再通过信号回馈线将信号传给FAS设备。当火情处理完毕之后，FAS设备就不再发出信号，切非抽屉合闸。
2.2 地铁低压配电系统的接口
低压配电系统与中高压系统存在接口，中高压系统的下部连接低压系统，其可以为低压系统供电，供电专业同低压配电专业接口位置为动力变压器的进线电缆连接端头。低压配电系统与动力照明系统的接口位置是在400V开关柜馈线柜的抽屉输出电缆端子，低压配电设计需要考虑动力照明的计算结果，之后再确定变压器的容量以及母线分担的负荷。低压配电系统可以利用智能控制单元、通信模块、PLC等装置实现对进线、母联以及三级负荷总开关的控制。工作人员利用电力监控系统可以进行控制中心的遥测、遥控以及遥信，实现自投自复以及联锁控制。环境与设备监控系统可以对地铁内部的环境、通风情况、给排水以及照明等设备进行集中控制与管理，监测进线电压、电流等数值。此外，低压配电系统还与FAS系统存在接口。
2.3 低压配电系统的负荷分类
一级动力照明用电负荷主要为车站通信、公共通信、公安消防无线、电梯、废水泵以及站台一二级负荷等，信号、通信以及FAS系统是一级负荷的核心部分。二级负荷主要由站台房间照明、垂直电梯、出入口部分扶梯以及排污泵等装置组成。三级负荷则包括车站冷水机组、冷却水泵、广告照明、插座箱、卷帘门以及其它冷冻设备。
3 低压配电系统的保护配合问题分析
上下级短路器保护的选择性可以使工作人员可以迅速查找故障点，及时维修线路以及恢复供电。因此工作人员应当在工作过程中不断提高自身的工作能力以及综合素质，及时发现线路故障点从而进行有效处理，这样才能保障配电系统工作的有效性以及安全性。
3.1 0.4kV进线断路器与配电变高压侧的保护配合
0.4kV进线一般采用长延时和短延时的过流保护，短延时整定值常常与高压侧定时限过流整定值相关，长延时整定值与高压侧反时限过负荷保护相关联，高压侧常设置速断保护、定时限、反时限过流以及零序等过流保护。低压配电系统只要发生短路故障，高压侧一定存在故障电流，为了保证系统的选择性，高压侧定时限过流保护时间应当大于短延时的保护时间。如果高压侧定时限过流保护动作时间小于0.4kV进线短延时过流保护动作时间，则系统一旦发生故障，高压侧开关就会先跳闸，致使母联无法检测到跳闸信号而转到故障线路中。工作人员也可以将二者动作保护时间设为相同值，这样也能有效避免跳闸情况的发生。工作人员忽视0.4kV进线开关长延时时间参数整定环节，忽略进线开关同高压侧的电流保护配合会使高压侧开关先进行开关进线动作。工作人员可以利用高压侧反时限动作曲线来调整时间参数，使0.4kV进线侧动作曲线靠近并且低于高压侧曲线，在保障开关选择性的同时还能利用配电容量，提高系统的运行效率。此外，工作人员还应当注意0.4kV进线开关短延时电流整定值不能过大，一旦电流值过高就会增大断路器的定时限电流整定值，进而降低系统供电的灵敏性，同时还会扩大高压侧反时限电流保护范围，拉低反时限曲线，减少变压器容量的利用率。工作人员应保证0.4kV进线开关短延时整定值小于配电变压器额定电流的3倍，如下图1为地铁低压配电系统供电结构图。
图1：地铁低压配电系统供电结构图
3.2 0.4kV进线、母线与馈线断路器的保护配合
工作人员应当意识到0.4kV进线、母联与馈线断路器之间的配合，有效缩短故障范围，提高系统的运行效率。由于二者的断路器类型相同，均为选择性断路器，因此工作人员可以加强选择性断路器与非选择性断路器的保护配合。工作人员应当加强短延时整定，分别设置进线断路器与母联断路器的短延时动作时间，同时规定馈线断路器的整定值，加强上下级之间的选择性。工作人员还应当保证配电高压开关的定时限保护时间大于0.4秒，设置瞬时保护装置来提高线路的灵敏性。
3.3 0.4kV馈线断路器与下一级开关的保护配合
如果0.4kV馈线配电箱进线开关为负荷开关，而且下一级开关为出线回路开关，工作人员就应当进行选择性整定。如果配电回路为放射性方式，那么工作人员可以适当拉开上下级断路器之间的电流整定值。
4 总结
工作人员应考虑低压配电系统的上下级配合问题，针对断路器整定过程中的问题及时处理，提高系统的运行质量。减少低压配电系统的供电问题可以提高电能的利用效率，同时还能防止安全事故的发生，促进地铁行业健康发展。
参考文献：
[1] 王琪. 低压配电系统的选择性保护技术[J].电气技术.2015（03）
[2]王晖. 低压配电线路常见故障分析[J].中国新技术新产品.2015（04）
论文作者:黄汉锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/30
标签：系统论文; 地铁论文; 低压配电论文; 负荷论文; 断路器论文; 高压论文; 时限论文; 《基层建设》2019年第4期论文;