上海軌道交通12號(hào)線供電運(yùn)行方式穩(wěn)定性分析

張 靖

(上海建工集團(tuán)股份有限公司，上海 201400)

1 工程概況

上海軌道交通12號(hào)線分為一期和二期都已正式運(yùn)行，一期金海路—曲阜路16座變電所(如圖1所示)，其中混合變電所(包含降壓和牽引設(shè)備)8座，降壓變電所8座。設(shè)有6個(gè)供電分區(qū)，分別是申江路站—金橋停車場(chǎng)、巨峰路站—金京路站、東陸路站—愛國路站、隆昌路站—江浦公園站、大連路站—國客中心站、天潼路站—曲阜路站。由于12號(hào)線Ⅰ期無獨(dú)立的主變，引用6號(hào)線巨峰路主變電源，通過長(zhǎng)陽路開關(guān)站為6個(gè)供電分區(qū)供電。

二期南京西路—七莘路15座變電所(見圖2)，其中混合變電所7座，降壓變電所8座。設(shè)有5個(gè)供電分區(qū)，分別是南京西路站—陜西南路站、嘉善路站—龍華站、龍漕路站—桂林公園站、虹漕路站—顧戴路站、虹莘路站—中春路停車場(chǎng)。由于12號(hào)線Ⅱ期無獨(dú)立的主變，引用13號(hào)線長(zhǎng)清路主變電源，通過浦江南浦開關(guān)站為5個(gè)供電分區(qū)供電。上海軌道交通12號(hào)線保證供電運(yùn)行方式包含降壓變電所內(nèi)設(shè)備分段式供電，混合變電所牽引設(shè)備雙邊供電、單邊供電和大雙邊供電，一期二期供電方式調(diào)整。

2 降壓變電所內(nèi)設(shè)備分段式供電模式

上海軌道交通12號(hào)線變電所內(nèi)設(shè)備采用二級(jí)供電模式(見圖3)，由35 kV電源接入，通過干式變壓器從35 kV降壓至400 V，然后為400 V設(shè)備供電。

所內(nèi)35 kV設(shè)備由一段和二段母線組成，每段母線有35 kV進(jìn)線開關(guān)柜、35 kV動(dòng)力變開關(guān)柜和35 kV出線開關(guān)柜，兩段母線之間由35 kV母聯(lián)柜連接。兩個(gè)進(jìn)線開關(guān)和母聯(lián)柜之間有閉鎖關(guān)系稱之為三投二，當(dāng)一段和二段進(jìn)線開關(guān)合閘時(shí)，母聯(lián)柜的開關(guān)無法合閘；當(dāng)一段或者二段任意開關(guān)跳閘時(shí)，母聯(lián)柜的開關(guān)自動(dòng)合閘，此時(shí)供電由兩路母線并列運(yùn)行變成了單母線運(yùn)行(一段帶二段或二段帶一段)為下級(jí)供電。

所內(nèi)400 V設(shè)備由一段和二段母線組成，每段母線有400 V進(jìn)線柜、有源濾波和400 V配電柜，兩段母線之間由400 V母聯(lián)柜連接。兩個(gè)進(jìn)線開關(guān)柜和母聯(lián)柜之間有閉鎖關(guān)系稱之為三投二，當(dāng)一段和二段進(jìn)線開關(guān)合閘時(shí)，母聯(lián)柜的開關(guān)無法合閘；當(dāng)一段或者二段任意開關(guān)跳閘時(shí)，母聯(lián)柜的開關(guān)自動(dòng)合閘，此時(shí)供電由兩路母線并列運(yùn)行變成了單母線運(yùn)行(一段帶二段或二段帶一段)為下級(jí)供電。

分段式供電模式保證了變電所內(nèi)設(shè)備在任意一段母線失電的情況下，另外一路及時(shí)車站內(nèi)供電，提高了供電的穩(wěn)定性。

3 牽引設(shè)備雙邊供電、單邊供電和大雙邊供電

牽引設(shè)備包含35 kV整流變開關(guān)柜、整流變壓器、整流器柜、正負(fù)極閘刀柜、211-214直流高速開關(guān)柜、2111-2114觸網(wǎng)閘刀和2131,2142聯(lián)絡(luò)閘刀為列車行駛提供1 500 V直流電源(見圖4)。2113觸網(wǎng)閘刀和2111觸網(wǎng)閘刀供上行接觸網(wǎng)(往七莘路方向?yàn)橄滦?，2114觸網(wǎng)閘刀和2112觸網(wǎng)閘刀供下行接觸網(wǎng)(往金海路方向?yàn)樯闲?。除了觸網(wǎng)閘刀和聯(lián)絡(luò)閘刀，其余設(shè)備均在變電所內(nèi)。

上海軌道交通12號(hào)線東陸路站、楊高北路站和申江路站是混合變電所并兩兩相鄰，相鄰混合變電所牽引設(shè)備采用雙邊供電、單邊供電和大雙邊供電三種模式。

3.1 雙邊供電

當(dāng)3座混合變電所正常的情況下，提供列車行駛的電源從35 kV整流變開關(guān)柜引出進(jìn)入整流變壓器，把交流35 kV降壓至交流1 500 V，接著進(jìn)入整流器柜把交流1 500 V變至直流1 500 V，然后通過正極閘刀柜、直流高速開關(guān)柜和觸網(wǎng)閘刀進(jìn)入接觸線為列車供電。東陸路站與楊高北路站區(qū)間內(nèi)接觸網(wǎng)由東陸路和楊高北路站同時(shí)供電，楊高北路站和申江路站區(qū)間內(nèi)接觸網(wǎng)由楊高北路和申江路站同時(shí)供電(見圖5)。此模式為牽引設(shè)備雙邊供電模式，保證接觸網(wǎng)供電穩(wěn)定性。

3.2 單邊供電

當(dāng)3座混合變電站中的楊高北路混合變電站內(nèi)牽引設(shè)備發(fā)生故障停止運(yùn)行，東陸路與楊高北路站區(qū)間內(nèi)接觸網(wǎng)由東陸路供電，楊高北路與申江路站區(qū)間內(nèi)接觸網(wǎng)由申江路供電。此時(shí)，申江路站2111觸網(wǎng)閘刀供至楊高北路分段絕緣下行左側(cè)，2112觸網(wǎng)閘刀供至楊高北路分段絕緣上行左側(cè)；東陸路站2113觸網(wǎng)閘刀供至楊高北路分段絕緣上行右側(cè)，2114觸網(wǎng)閘刀供至楊高北路分段絕緣下行右側(cè)。此模式為牽引設(shè)備單邊供電模式(見圖6)，接觸網(wǎng)在一路失電的情況下另一路正常供電，保證接觸網(wǎng)供電穩(wěn)定性。單邊供電模式是在牽引設(shè)備發(fā)生故障可短時(shí)間內(nèi)修復(fù)，能恢復(fù)正常運(yùn)行的狀態(tài)下使用。

3.3 大雙邊供電

當(dāng)3座混合變電站中的楊高北路混合變電站整體退出運(yùn)行，上行(往金海路站方向?yàn)樯闲?東陸路站至申江路站區(qū)間接觸網(wǎng)原本通過楊高北路站內(nèi)直流高速開關(guān)柜聯(lián)通的部分由2131聯(lián)絡(luò)閘刀替代聯(lián)通，下行(往七莘路站方向?yàn)橄滦?申江路站至東陸路站區(qū)間接觸網(wǎng)原本通過楊高北路站內(nèi)直流高速開關(guān)柜聯(lián)通的部分由2142聯(lián)絡(luò)閘刀替代聯(lián)通，申江路至東陸路站區(qū)間上下行接觸網(wǎng)由東陸路站和申江路站供電(見圖7)。此模式為牽引設(shè)備大雙邊供電模式，接觸網(wǎng)在一座混合變電站退出的情況下，仍然可以正常供電，保證接觸網(wǎng)供電穩(wěn)定性。大雙邊供電模式是在牽引設(shè)備發(fā)生故障無法短時(shí)間修復(fù)的狀態(tài)下使用。

4 一期二期供電方式調(diào)整

上海軌道交通12號(hào)線未設(shè)立主變電站，但有兩座開關(guān)站分別為一期長(zhǎng)陽路開關(guān)站，二期浦江南浦開關(guān)站。一期引入的電源為上海軌道交通6號(hào)線巨峰路主變電站的一段和二段兩路35 kV電源，二期引入的是上海軌道交通13號(hào)線長(zhǎng)清路主變電站的Ⅰ段和Ⅱ段35 kV兩路電源。一期曲阜路站和二期南京西路站各設(shè)置了35 kV南曲一開關(guān)柜和35 kV南曲二開關(guān)柜，作為一期和二期之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)。另外，上海軌道交通10號(hào)線溧陽路主變電站一段和二段兩路35 kV備用電源，12號(hào)線天潼路站設(shè)置了35 kV溧童一開關(guān)柜和35 kV溧童二開關(guān)柜，作為10號(hào)線主變與12號(hào)線二期之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

4.1 一期供電方式調(diào)整

當(dāng)6號(hào)線主變35 kV一段失電時(shí)，12號(hào)線一期16座變電所一段失電，此時(shí)一期調(diào)整供電方式，一期一段由原來的6號(hào)線巨峰路主變35 kV一段供電改為13號(hào)線長(zhǎng)清路主變35 kV一段供電。13號(hào)線長(zhǎng)清路主變一段電源從南京西路站35 kV南曲一開關(guān)柜進(jìn)入曲阜路35 kV南曲一開關(guān)柜，再由曲阜路站35 kV童曲一開關(guān)柜進(jìn)入天潼路35 kV童曲一開關(guān)柜，接著由天潼路35 kV長(zhǎng)童一開關(guān)柜進(jìn)入長(zhǎng)陽路開關(guān)站35 kV長(zhǎng)童一開關(guān)柜，然后由長(zhǎng)陽路開關(guān)站一段母線開關(guān)柜供至各區(qū)間首端站的進(jìn)線開關(guān)柜，最后由各首端站依次供至各站。

當(dāng)6號(hào)線主變35 kV二段失電時(shí)，12號(hào)線一期16座變電所二段失電，此時(shí)一期調(diào)整供電方式，一期二段由原來的6號(hào)巨峰路線主變35 kV二段供電改為13號(hào)線長(zhǎng)清路主變35 kV二段供電。13號(hào)線長(zhǎng)清路主變二段電源從南京西路站35 kV南曲二開關(guān)柜進(jìn)入曲阜路35 kV南曲二開關(guān)柜，再由曲阜路站35 kV童曲二開關(guān)柜進(jìn)入天潼路35 kV童曲二開關(guān)柜，接著由天潼路35 kV長(zhǎng)童二開關(guān)柜進(jìn)入長(zhǎng)陽路開關(guān)站35 kV長(zhǎng)童二開關(guān)柜，然后由長(zhǎng)陽路開關(guān)站二段母線開關(guān)柜供至各區(qū)間首端站的進(jìn)線開關(guān)柜，最后由各首端站依次供至各站。

一期供電方式調(diào)整是為了減少6號(hào)線主變的負(fù)荷同時(shí)提供一路新的電源防止6號(hào)線主變?cè)谝宦肥щ姷那闆r下二路失電，保證了12號(hào)線一期供電的穩(wěn)定性。

4.2 二期供電方式調(diào)整

當(dāng)13號(hào)線主變35 kV一段失電時(shí)，12號(hào)線二期15座變電所一段失電，此時(shí)二期調(diào)整供電方式，二期一段由原來的13號(hào)線長(zhǎng)清路主變35 kV一段供電改為10號(hào)線溧陽路主變35 kV一段供電。10號(hào)線溧陽路主變一段電源從天潼路35 kV童曲一開關(guān)柜進(jìn)入曲阜路35 kV童曲一開關(guān)柜，再由曲阜路站35 kV南曲一開關(guān)柜進(jìn)入南京西路35 kV南曲一開關(guān)柜，接著由南京西路站35 kV浦南一開關(guān)柜進(jìn)入浦江南浦開關(guān)站35 kV浦南一開關(guān)柜，然后由浦江南浦開關(guān)站一段母線開關(guān)柜供至各區(qū)間首端站 的進(jìn)線開關(guān)柜，最后由各首端站依次供至各站。

當(dāng)13號(hào)線主變35 kV二段失電時(shí)，12號(hào)線二期15座變電所二段失電，此時(shí)二期調(diào)整供電方式，二期二段由原來的13號(hào)線長(zhǎng)清路主變35 kV二段供電改為10號(hào)線溧陽路主變35 kV二段供電。10號(hào)線溧陽路主變二段電源從天潼路35 kV童曲二開關(guān)柜進(jìn)入曲阜路35 kV童曲二開關(guān)柜，再由曲阜路站35 kV南曲二開關(guān)柜進(jìn)入南京西路35 kV南曲二開關(guān)柜，接著由南京西路站35 kV浦南二開關(guān)柜進(jìn)入浦江南浦開關(guān)站35 kV浦南二開關(guān)柜，然后由浦江南浦開關(guān)站二段母線開關(guān)柜供至各區(qū)間首端站的進(jìn)線開關(guān)柜，最后由各首端站依次供至各站。

二期供電方式調(diào)整是未從6號(hào)線主變引入，為了減少6號(hào)線主變的負(fù)荷同時(shí)提供一路新的電源防止13號(hào)線主變?cè)谝宦肥щ姷那闆r下二路失電，保證了12號(hào)線二期供電的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

上海軌道交通12號(hào)線對(duì)降壓變電所內(nèi)設(shè)備分段式供電和混合變電所牽引設(shè)備雙邊供電、單邊供電和大雙邊供電進(jìn)行了分析，一期二期供電方式調(diào)整三種供電模式保證了供電的安全穩(wěn)定性。