天津地鐵三號線供電系統(tǒng)設(shè)備閉鎖邏輯簡析

趙朋蓮

摘 要 供電系統(tǒng)中為防止因誤操作導致的電氣設(shè)備誤分誤合，引發(fā)設(shè)備故障或造成安全風險隱患，電氣設(shè)備分合閘操作設(shè)置了相應(yīng)的閉鎖邏輯關(guān)系，本文以天津地鐵三號線為例，對地鐵供電系統(tǒng)中壓、直流、低壓開關(guān)柜設(shè)備的閉鎖邏輯進行了簡析。

關(guān)鍵詞 天津地鐵；電氣設(shè)備；閉鎖邏輯

前言

作為保障地鐵正常運營的核心要素，地鐵供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行不容小視。天津地鐵3號線自2012年試運營至今，未發(fā)生過一起因電氣設(shè)備誤操作而導致的迫使運營中斷的事件，這除了對現(xiàn)場人員的安全管理，更離不開供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備自身的“安全防護”。

1 天津地鐵三號線供電系統(tǒng)簡述

天津地鐵三號線全線設(shè)有兩座主變電站，每座主變電站從城網(wǎng)引入兩路或三路進線電源，電壓等級為AC110kV。通過主變壓器降壓為AC35kV，通過中壓環(huán)網(wǎng)為線路各子變電所供電。

子所中典型牽引降壓混合所，電氣設(shè)備根據(jù)功能可以分為綜合監(jiān)控系統(tǒng)、交直流屏系統(tǒng)、中壓AC35kV系統(tǒng)、直流750V牽引系統(tǒng)、低壓AC400V系統(tǒng)等。子所AC35kV系統(tǒng)包含兩段35kV母線，分別從主所或者臨所引入兩路35kV進線電源，I、II段進線斷路器編號分別為201、202，兩段母線間設(shè)置母聯(lián)斷路器205，正常運行情況下為分閘狀態(tài)。其中直流750V牽引系統(tǒng)為列車牽引供電用，每個牽引變電所設(shè)有兩個整流機組，為DC750V母線提供兩路進線電源，再通過饋線開關(guān)柜及上網(wǎng)隔離開關(guān)分別為上下行接觸軌供電，從而為列車運行提供牽引供電。子所的低壓AC400V系統(tǒng)，主要為車站提供動力照明用電，下口受電設(shè)備根據(jù)重要性分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。400V系統(tǒng)中包含兩段400V母線，分別從上口兩段AC35kV母線引電，中間經(jīng)過動力變壓器降壓后，AC35kV電壓降為AC400V電壓，兩段母線間設(shè)有母聯(lián)斷路器，編號為812，正常情況下為分閘狀態(tài)[1]。

2 中壓AC35kV邏輯分析

2.1 中壓35kV進線開關(guān)

以I段進線開關(guān)柜201合閘為例，根據(jù)閉鎖邏輯，合閘時需同時滿足以下條件：斷路器處于分閘位置；電纜側(cè)或母線三相檢測無壓；202進線斷路器及205母聯(lián)斷路器不同時處于合閘位；斷路器在工作位置時斷路器彈簧已儲能，無保護跳閘信號，分合閘回路正常、接地開關(guān)處于分位或斷路器處于試驗位置時斷路器彈簧已儲能；收到遠方或就地合閘信號且鑰匙位置與信號來源一致。

2.2 中壓35kV饋線開關(guān)

以I段饋線開關(guān)柜211分閘為例，根據(jù)閉鎖邏輯，分閘時只需滿足以下條件之一：收到電流速斷，過電流，零序電流，過負荷任一保護信號；收到整流變本體保護跳閘，整流器本體保護跳閘，直流750V系統(tǒng)保護聯(lián)跳任一信號；收到對側(cè)整流機組保護聯(lián)跳或緊急分閘信號；收到遠方或就地分閘信號且鑰匙位置與信號來源一致。

2.3 中壓35kV母聯(lián)開關(guān)

以母聯(lián)205自投邏輯為例，根據(jù)閉鎖邏輯，35kV母聯(lián)開關(guān)自投條件需同時滿足以下條件：設(shè)備回路狀態(tài)正常；I段（II段）進出線差動保護動作且斷路器已跳閘；I段（II段）母線無壓；II段（I段）母線有壓；母聯(lián)斷路器處于分閘位置；母聯(lián)柜隔離開關(guān)處于合閘位置；35kV母聯(lián)開關(guān)自動投入；進線斷路器跳閘或手動分閘。

通過以上舉例可以發(fā)現(xiàn)，對于35kV開關(guān)柜來說，分合閘或母聯(lián)自投邏輯的設(shè)置除了滿足開關(guān)柜動作的基本條件，在設(shè)備安全防護上避免了35kV兩路電源“合環(huán)”的風險，避免了誤操作倒閘的設(shè)備意外合閘情況的產(chǎn)生也滿足了接收各類保護信號后的有效動作[2]。

3 直流750V邏輯分析

3.1 直流750V進線開關(guān)

以直流750V進線開關(guān)柜301合閘為例，根據(jù)閉鎖邏輯，合閘時需同時滿足以下條件：斷路器處于分閘位置，斷路器小車處于運行位置，無斷路器狀態(tài)異常信號、合閘閉鎖信號、故障保護信號；AC35kV斷路器211合位且負極隔離開關(guān)3011合位；接收到遠方或就地合閘信號且就地遠方位置與信號來源一致。

3.2 直流750V饋線開關(guān)

以直流750V饋線開關(guān)柜311分閘為例，根據(jù)閉鎖邏輯，分閘時只需滿足以下條件之一：收到框架保護、大電流脫扣保護、過流保護、低電壓保護等故障保護信號，收到臨所聯(lián)跳信號；接收到遠方或就地分閘信號且就地遠方位置與信號來源一致。

3.3 直流750V越區(qū)隔離開關(guān)

以直流750V越區(qū)隔離開關(guān)3113合閘為例，根據(jù)閉鎖邏輯，合閘時需同時滿足以下條件：左臨所直流饋線斷路器313分位，越區(qū)隔離開關(guān)3113分位；右臨所直流饋線斷路器311分位，越區(qū)隔離開關(guān)3113分位；本所上網(wǎng)隔離開關(guān)3111、3131處于分位；收到遠方或就地合閘信號且就地遠方位置與信號來源一致。

對于750V開關(guān)來說，進饋線開關(guān)柜分合閘或越區(qū)隔離開關(guān)合閘邏輯的設(shè)置有效避免了因人員誤操作導致帶負荷操作隔離開關(guān)而引發(fā)拉弧放電風險的產(chǎn)生同時滿足了接收各類保護信號后的有效動作[3]。

4 低壓400V邏輯分析

以低壓400V母聯(lián)開關(guān)812合閘邏輯為例，根據(jù)閉鎖邏輯，400V母聯(lián)開關(guān)合閘需同時滿足以下條件：母聯(lián)斷路器處于分閘位置；母聯(lián)斷路器無故障；母聯(lián)自動位置；1#變壓器失壓，進線801處于分閘位置，進線801無故障，2#變壓器正常供電，進線802處于合閘位置或2#變壓器失壓，進線802處于分閘位置，進線802無故障，1#變壓器正常供電，進線801處于合閘位置。

對于400V開關(guān)來說，母聯(lián)合閘邏輯的設(shè)置有效解決了兩路進線電源“合環(huán)”的風險又實現(xiàn)了一路電源失電母聯(lián)自動投切的功能。

5 結(jié)束語

隨著近年來軌道交通的蓬勃發(fā)展，全國各地的地鐵建設(shè)進入了一個全新的歷史時期，如何保障地鐵供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行成為擺在地鐵工作者面前的一個重大課題，除了加強人員的安全管理，做到“人防”到位，做好電氣設(shè)備的自我防護，實現(xiàn)“機防”到位，通過電氣設(shè)備分合閘操作設(shè)計的閉鎖邏輯實現(xiàn)安全防護更顯得尤為重要。

參考文獻

[1] 韓連祥.城市軌道交通中壓雙環(huán)網(wǎng)運行方式和聯(lián)鎖、聯(lián)跳關(guān)系研究[J].都市快軌交通，2004，17（01）：54-59.

[2] 張洪陵.淺談地鐵低壓配電自投自復功能的設(shè)置[J].電氣化鐵道，2011，（03）：42-45.

[3] 周捷，宋云翔，徐勁松，等.直流牽引供電系統(tǒng)的微機保護測控探討[J].電網(wǎng)技術(shù)，2002，26（12）：57-60.