城市軌道交通智能裝配式減振軌道系統(tǒng)成套技術(shù)

摘?要：文章開(kāi)展城市軌道交通智能裝配式減振軌道系統(tǒng)的主接線設(shè)計(jì)研究，針對(duì)電流智能裝配式減振軌道系統(tǒng)的電流測(cè)量裝置以及電流保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)滿足的要求，并給出電流保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)置方案。對(duì)智能裝配式減振軌道系統(tǒng)微機(jī)保的設(shè)計(jì)，對(duì)側(cè)保護(hù)裝置進(jìn)行了配置，對(duì)該保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信方式進(jìn)行探索，給出城市軌道交通智能裝配式減振軌道系統(tǒng)的主接線設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;智能裝配式減振軌道系統(tǒng);成套技術(shù)

一、 引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，地鐵已成為當(dāng)代大城市爭(zhēng)相建設(shè)的寵兒，但是并不是所有大城市都適合建設(shè)地鐵。這需要與城市的發(fā)展規(guī)劃、城市規(guī)模以及人口分布、空間結(jié)構(gòu)相關(guān)。這時(shí)就需要提供設(shè)計(jì)方案來(lái)充分利用地下空間的多功能性，建成四通八達(dá)的地下城，形成地下交通、地下商業(yè)、地下疏散干道的有機(jī)融合。

二、 城軌智能裝配式減振軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

進(jìn)行基于地鐵全面應(yīng)用的35kV中度電壓電纜環(huán)網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況以及干線鐵路運(yùn)營(yíng)進(jìn)城中所應(yīng)用的相應(yīng)的供電技術(shù)，提出與軌道交通運(yùn)行相吻合的牽引供電的主接線的設(shè)計(jì)模式，這一城市軌道交通在運(yùn)行過(guò)程中所應(yīng)用的牽引供電的主接線，需要配以電壓相對(duì)較高的接觸網(wǎng)電壓等級(jí)設(shè)計(jì)，這一主接線設(shè)計(jì)的應(yīng)用可以有效實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)的全線無(wú)分相，在進(jìn)行主接線的設(shè)計(jì)師，需要確保列車(chē)費(fèi)再生制動(dòng)電能具有高效應(yīng)用性，進(jìn)而避免主接線的設(shè)計(jì)工作開(kāi)展進(jìn)程中，智能裝配式減振軌道系統(tǒng)中存在的雜散電流對(duì)于整體系統(tǒng)行程造成嚴(yán)重的危害，進(jìn)而有限保障程輝智能裝配式減振軌道系統(tǒng)在科學(xué)的主接線設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用下的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。

供電電纜和回流電纜、單相牽引變壓器以及接觸網(wǎng)和鋼軌共同組成了電纜牽引網(wǎng)主接線系統(tǒng)，承擔(dān)著電壓等級(jí)變換和給列車(chē)提供電能的功能。

（一）主變電所

城市軌道交通的智能裝配式減振軌道系統(tǒng)的主接線在設(shè)計(jì)工作開(kāi)展進(jìn)程中，通常應(yīng)用集中式的外部電源供電主線設(shè)計(jì)方案，需要建立專(zhuān)門(mén)的主變電設(shè)施，變電所外部的牽引電網(wǎng)行為城市的110kV高壓電網(wǎng)，城市軌道交通的牽引供電主接線設(shè)計(jì)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)應(yīng)用外部式電源供電主接線設(shè)計(jì)方案。根據(jù)牽引主變壓器和同相補(bǔ)償裝置的過(guò)負(fù)荷能力進(jìn)一步確定其安裝容量。若同相補(bǔ)償裝置計(jì)算容量SC≤0，則表示主變電所只需安裝單相牽引主變壓器，無(wú)須額外安裝同相補(bǔ)償裝置。

（二）主接線牽引網(wǎng)

牽引的主接線網(wǎng)絡(luò)是同時(shí)由供電主接線線路和回流主接線線路組成的，他們共同承擔(dān)著城軌的主變電中的電源牽引變電傳輸功能。在進(jìn)行牽引線的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要有效保障牽引線的主接線無(wú)接觸網(wǎng)處于良好的平行狀態(tài)，并且需要保證敷設(shè)宮運(yùn)的開(kāi)展與列車(chē)的自行情況相同，同時(shí)有效的位于列車(chē)費(fèi)左側(cè)位置，外進(jìn)行牽引線的設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不同路段所需要開(kāi)展的牽引線敷設(shè)方式也存在著差異性，如果鋪設(shè)地段為地下，則在牽引主接線的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要將主接線安置于墻中，如果鋪設(shè)地段為地面，則在牽引主接線的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要將主接線安置于接線溝當(dāng)中。

三、 城軌智能裝配式減振軌道系統(tǒng)的主接線設(shè)計(jì)條件

在進(jìn)行城軌交流智能裝配式減振軌道系統(tǒng)的主接線設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證設(shè)計(jì)方法的使用可以有效地實(shí)現(xiàn)城軌的雙邊供電的全面保障，城軌電車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，需要通過(guò)兩側(cè)費(fèi)牽引裝置獲取有效電能，如果不能保障城軌的雙邊供電，單邊供電的情況會(huì)引發(fā)城軌的供電故障，因此當(dāng)下在進(jìn)行城軌的主接線設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要采用的是大雙邊牽引線設(shè)計(jì)模式，在大雙邊牽引線設(shè)計(jì)模式費(fèi)應(yīng)用下，城軌在運(yùn)行過(guò)程中由多條牽引主接線連通穩(wěn)定運(yùn)行，即使某條牽引主接線出現(xiàn)故障，其相鄰的主接線也會(huì)隨之完成牽引工作，有效確保列車(chē)費(fèi)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

城軌牽引主接線的實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要能夠有效滿足在高峰故障大雙邊供電時(shí)，牽引網(wǎng)最大電壓損失不超過(guò)允許值，此種情況下可保證，正常雙邊供電時(shí)牽引網(wǎng)電壓水平可以有效滿足城軌的正常運(yùn)行需求。

四、 城市軌道交通智能裝配式減振軌道系統(tǒng)的主接線進(jìn)線開(kāi)關(guān)的設(shè)置

進(jìn)行直流進(jìn)線主開(kāi)關(guān)的設(shè)置工作時(shí)，主要可以將主接線的整流部分總結(jié)歸納微三種類(lèi)型：第一，產(chǎn)生于整流機(jī)組裝置的進(jìn)線斷路裝置與進(jìn)線調(diào)控裝置之間，如整流摻雜裝置和整流器以及接電電纜故障。第二，主要產(chǎn)生于直流進(jìn)線裝置同直流饋線斷路裝置當(dāng)中，如直流母線主接線在電流斷路時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。第三，產(chǎn)生于直流饋線裝置當(dāng)中，如接觸網(wǎng)的主接線出現(xiàn)電流短路問(wèn)題。

單母線系統(tǒng)的運(yùn)作主要是應(yīng)用直流高速斷路裝置，同時(shí)單母線系統(tǒng)在運(yùn)作過(guò)程中應(yīng)用的開(kāi)關(guān)為電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)，通過(guò)電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)的有效操作，可以實(shí)現(xiàn)整流機(jī)組的直流傳送，并且將電流串聯(lián)至正母線之上。

這一方案的運(yùn)作優(yōu)點(diǎn)為電動(dòng)隔離裝置的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)直流高速斷路裝置的有效替換，同時(shí)這一裝置在運(yùn)行過(guò)程中所需要消耗的成本相對(duì)較低，但是這一裝置的整體運(yùn)行操作的復(fù)雜性相對(duì)較高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)化運(yùn)作，為整體操作工作的開(kāi)展帶來(lái)了不可忽視的不便性。

（一）正常運(yùn)行投切

由于斷開(kāi)交流電弧比斷開(kāi)直流電弧容易，故整流機(jī)組正常工作時(shí)的斷弧工作一般由交流斷路器完成。投入次序?yàn)橄戎绷鬟M(jìn)線開(kāi)關(guān)再交流斷路器;切除次序?yàn)橄冉涣鲾嗦菲髟僦绷黟伨€斷路器、直流進(jìn)線開(kāi)關(guān)。因此，整流機(jī)組的正常投切不需要直流進(jìn)線開(kāi)關(guān)具備斷弧能力。牽引變電所是牽引供變電系統(tǒng)的重要組成部分。牽引變電所的功能是將三相的110kV（或220kV）高壓交流電變換為兩個(gè)單相的27.5kV的交流電。

第一，故障發(fā)生時(shí)，整流變壓裝置的交流進(jìn)線斷路裝置會(huì)斷開(kāi)，而后裝置進(jìn)行直流進(jìn)線裝置的連接，此時(shí)牽引變電裝置的運(yùn)行主要分為兩種運(yùn)行模式：一種為全所裂解運(yùn)作模式，這一種模式的運(yùn)作可以實(shí)現(xiàn)由相鄰所越區(qū)供電即大雙邊供電;另一種是退出故障整流機(jī)組，單臺(tái)整流機(jī)組繼續(xù)工作。

第二，故障發(fā)生時(shí)，如果應(yīng)用單線的電動(dòng)阻斷裝置，首先應(yīng)當(dāng)斷開(kāi)整流變電裝置的交流進(jìn)電斷路裝置，如果應(yīng)用單母線運(yùn)行裝置的直流斷路裝置，則因?yàn)楦哂陔娏髅摽鄣谋Ｗo(hù)反應(yīng)時(shí)間，直流進(jìn)線裝置的斷路裝置一般在交流斷路器跳閘之前跳閘。

第三，故障發(fā)生時(shí)，故障的直流績(jī)線開(kāi)關(guān)，并聯(lián)裝置相鄰的電臂饋線開(kāi)關(guān)，并聯(lián)相鄰牽引變電所對(duì)應(yīng)的直流饋線開(kāi)關(guān)，可以有效地時(shí)間內(nèi)全面掌控。直流母線電源出現(xiàn)故障時(shí)，直流斷路裝置可以斷開(kāi)直流傳送裝置，實(shí)現(xiàn)故障處理工作的整體開(kāi)展速率的有效保障。

（二）故障切除動(dòng)作

選取直流斷路器或電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)作為直流進(jìn)線開(kāi)關(guān)方案的技術(shù)分析見(jiàn)下表。

兩種方案都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，并且兩種方案都具備可行性，應(yīng)用自動(dòng)隔離系統(tǒng)，可以有效降低城軌系統(tǒng)的整體運(yùn)行成本，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的有效設(shè)置，也可以有效保障供電系統(tǒng)的整體運(yùn)行的可靠性，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班系統(tǒng)運(yùn)行下的人力資源的有效節(jié)約，應(yīng)用斷路裝置則可以有效地提升變電裝置的接線需求，斷路器的應(yīng)用可以有效地加強(qiáng)直流母線斷開(kāi)鏈接這一操作的效率性，實(shí)現(xiàn)雙邊供電工作的整體開(kāi)展效率的全面有效提升。因?yàn)樵诔擒夁\(yùn)行系統(tǒng)中，直流母線的故障出現(xiàn)概率和整個(gè)變電裝置所退出運(yùn)行的概率相對(duì)較低，因此直流斷路器為最佳選擇方案。

五、 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行城軌在交通運(yùn)行過(guò)程中，需要確保其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，因此，在設(shè)計(jì)主接線的過(guò)程中，必須確保主接線設(shè)置的安全性。人工當(dāng)時(shí)進(jìn)行主接線的拆卸需要耗費(fèi)的人力、物力都相對(duì)較高，并且對(duì)于工作人員的人身安全問(wèn)題也存在潛在威脅。進(jìn)行科學(xué)的城軌牽引主接線的設(shè)計(jì)，根據(jù)城市軌道交通的實(shí)際情況進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)城市軌道交通整體運(yùn)行過(guò)程中的人力、物力的有效節(jié)約，當(dāng)下被廣泛地應(yīng)用于城市軌道交通中的運(yùn)營(yíng)當(dāng)中。

作者簡(jiǎn)介：王穎，天津軌道交通集團(tuán)有限公司。