地铁低压供电系统（共7篇）
地铁低压供电系统 篇1
地铁需要稳定和连续的电力供应, 来保障地铁设备的电源。在广州地铁二号线, 广泛的在变电所低压柜、变电所控制室的交流屏采用双电源自动切换的低压配电方案, 这就要求控制线路简单、供电可靠性高, 德国默勒公司生产的EASY控制继电器是一种新型的智能化装置, 这种装置能够很好地满足这些要求, 目前已经得到推广使用。
1 EASY在广州地铁二号线低压配电系统应用中的控制原理和功能
90年代, 由于科技条件限制, 在广州地铁一号线的低压配电系统中, 传统的备用电源自投装置 (BZT) 被采用, 这种装置主要由时间继电器和中间继电器构成, 在广州地铁十几年的实际运营中, 其可靠性仍存在不足, 正因为如此, 在广州地铁二号线智能低压系统设备选型上, 智能化较高的EASY控制继电器被大量采用 (见图1) , EASY控制继电器将控制和输入设备融为一体, 是一个紧凑型继电器, 操作按键就能实现简单的编程和改变电路图, 它具有良好的人机交互功能, 具备智能操作功能和LCD液晶画面, 这就使得二次控制线路非常简易, 大大便利了现场接线和维护检修工作, 提高了供电的可靠性和和稳定性。
二号线的变电所低压柜采用分段运行、单母线的方式, 如图1所示, 正常工作情况下, 母联开关803在分位, 两路进线开关801、802在合位, 当动力变压器高压侧开关跳闸时, 或断开动力变压器高压侧开关, 需要对应的进线开关自动分闸, 对应母联开关自动合闸, 我们经过对比, 用EASY412-AC-R作为使用型号, 供电电源为230VAC, 它有I1~I8, 8个数字量输入端, Q1~Q4, 4个继电器输出端。二次接线原理图见图2。
程序如上图, 在自动运行时实现如下功能:
1) 这里要注意的是801合闸回路有多个开路, 必须先接通这些开路, 801开关才能合闸, 同样的道理, 802、803也是一样的原理。如果主开关存在这样的情形:802和803全处于分位以及802或803其中一个开关处在分位, I3、I4分别从802、803开关常闭节点取电, 由于输出继电器Q1处于回路1, 它的线圈受电, 这样在回路2中, 处于801开关的合闸回路中的一个断开点被合上, 如图1所示。
2) 如果主开关存在这样的情形:801和803开关完全处于分位以及801或803其中一个开关处于分位, EASY控制继电器的输入端I2、I3分别取来自于801、803开关常闭节点供电, 这样, 由于输出继电器Q2线圈处于回路3, 因此被导通, 这样, 看回路4, 它里面的802合闸回路的一个断开点被接通, 如图2中所示。
3) 第三种主开关存在的情形:801或802其中一个开关处在分位及801和802完全处于分位, EASY控制继电器输入端I2、I4分别取来自于801、802开关常闭节点供电, 由于输出继电器Q2线圈处于回路5, 因此被导通, 这样, 看回路6中, 803合闸回路的一个断开点被接通, 如图2中所示。
4) 当动力变压器高压侧开关出现开关分闸或者跳闸, 位于801、802开关柜里面的K3继电器动作, 这样, 常开节点导通, 801或802开关分闸, 回路801或802开关分闸动作, 然后, K3的常开点接入EASY控制继电器的I5节点, K3是常开节点, K3的闭合, 回路7装有缓放时间继电器T2, T2的线圈受电吧常开点闭合, 回路8中的T1线圈回路被接通, T2设计延时5S, 之后断开, T1为常开点, 它延时2S之后闭合, 由于T2 (常开点) 延时断开, 且时间大于T1 (常开点) 延时闭合的时间, T1常开点2S后会合上, 回路9设置有输出继电器Q4, Q4的线圈会被导通, 这样, 看回路10, 它的803合闸回路被闭合, 开关的自投动作完成。803开关设计时没有考虑自复功能, 忽略801或802开关分闸、803开关固有合闸和非时间继电器的固有动作这三个环节的时间不计算, 自投时间是2秒。
2 结束语
使用经验表明, EASY控制继电器在广州地铁二号线的应用极大的提升了现场维护便利度, 使地铁供电保持高可靠性和连续性, 同时, 使得控制布线和线路设计大大变得简单, 也降低了维修维护成本的投入。随着一号线运营时间的延长, 低压配电系统也逐渐老化, 设备故障率上升, 目前正在研究使用EASY控制继电器改造部分重要回路, 使得地铁供电系统的运行平稳, 安全, 高效。
参考文献
[1]镇江默勒电器有限公司:广州地铁二号线首期工程0.4KV开关柜图纸, 2002.
[2]厦门ABB开关有限公司:广州地铁二号线33KVGIS开关柜二次电气图纸, 2001.
地铁智能低压配电系统应用探讨 篇2
地铁的低压配电系统, 为地铁运营需要的机电设备 (除牵引负荷) 供应低压电源。按功能可分为:降压变电所 (低压部分) 与环控电控两部分。降压变电所的低压部分是为车站内通信信号、自动售检票、电梯以及综合监控等供电;环控电控的低压部分是为各类风机、冷却塔以及冷水机组等供电。目前, 地铁行业的供电可靠性要求越来越高, 若供电的可靠性得不到保证, 地铁将无法正常安全运行, 情况严重的甚至会导致整个城市地铁交通的瘫痪。因此, 地铁行业低压系统的供电可靠性与合理的控制及运营维护越来越受到高度的重视。
1地铁中照明系统及低压配电的主要特点
地铁各系统的设备比较庞杂, 这就要求各设备之间配合度很高, 由于公益性以及地下建筑诸多特点均对供电和低压配电方面的可靠性的要求很高。
1) 地铁动力的负荷中具有大量通风设备, 如区间隧道风机、排热风机、冷水机组以及空调机组等, 有些设备需要控制中心的监视与控制。
2) 其中大量水泵设备, 像废水、污水、风道处的集水泵和出入口处的潜水泵等设备除了需要在设备周围进行就地控制以外, 还要由车站的监控系统 (BAS) 、火灾报警系统 (FAS) 实施车站综控室的控制。
3) 地铁内的照明系统的种类齐全, 其功能繁多。可分为正常照明、值班照明和应急照明。其中正常照明又包括节电照明工作照明、附属用房照明以及安全电压 (24 V) 照明、标志照明和广告照明等等。为了节省电能, 工作照明和节电照明在地铁运营高峰时间和站厅、站台等公共场所的所有照明会全部开启, 等高峰一过便会将工作照明和节电照明全部关闭, 以实现地铁的节约照明用电。
2智能低压配电系统国内应用现状
2.1 降压变电所低压部分智能系统的实践应用
依照GB50157-2003有关地铁设计规范规定, 电力监控系统降压变电所的低压部分遥控对象包括母联断路器、进线断路器和三级负荷的低压总开关。国内地铁降压变电所低压系统的主要形式如下:
对母线断路器、进线断路器和三级负荷的总开关实现遥测、遥信与遥控为基础, 进一步对全部馈出回路的遥信、遥测有所增加。智能系统包括以太网、PLC 控制器、智能开关以及智能化的数字仪表, 具体智能低压系统结构见图1。
由图1可知, 母联断路器、进线断路器以及三级负荷的总开关进行遥控要通过断路器本体来实现, 而遥信与遥测主要通过智能化的数字仪表来实现。变电所的备用电源的监控是通过PLC来实现。如杭州的地铁一号线、南京地铁二号线和深圳地铁二号线的变电所的低压部分都是采取这种方式。
2.2 环控电控低压部分智能系统的实践应用
环控电控的低压部分只能实现配备有软起动功能和变频器的一类电动机回路来实现综合保护、监控、测量, 其他馈出回路的电机保护控制可采取断路器、热继电器与交流接触器相结合的方式。
环控电控的低压只为通风及空调设备来提供电源, 也具有电动机的过载与短路的保护作用, 电机控制功能是通过BAS系统得以实现的。如广州的地铁2号线、北京的地铁1号、2号线, 还有深圳的地铁1号线以及上海的地铁1号、2号线的环控电控的低压部分均采取此种控制方式。
3智能低压配电系统的实践应用比较分析
传统的低压系统的功能比较单一, 一般只能对电机过载和发生短路时起到保护作用, 而且只限制于点对点方式连接监控系统, 大量控制电缆的使用造成现场接线复杂、工程量和系统调试量增大。同时, 从已建成地铁的实际运行和管理中实证分析, 除了降压变电所的低压馈线上的断路器、母联断路器和三级负荷开关不能进行远程监控外, 日常维护的工作量还很大, 增加了地铁维护工作人员巡检的工作量。而且该设备因多采取接触器与继电器的控制, 由于现场元器件太多的缘故导致系统可靠性不高。
4地铁智能低压系统理想技术解决方案组成
4.1 控制设备构成及功能
现场级设备有就地控制箱和传感器, 根据主站设备配置各种电气控制机房、通风和空调、照明、配电室和环控室及其他地点的设置。
通风和空调电气低压开关控制室内设置智能模块、通风、空调和水质监测系统的电子设备。智能模块是利用智能的通信管理及BAS控制器与现场总线连接, 低压成套开关设备和内部智能模块以及智能通信设计由低压专业人员负责。
照明配电房设置一套远程控制柜 (RI/O) , 用于监控公共区域照明、节能照明、管理区域照明以及广告照明和制导系统的相关设备电源状态。有火灾发生的模式下, FAS控制器会发送控制命令, 电梯在火灾情况下运行到一个安全层, 并监视泵运行的状态、故障信号和水位报警等信号。
应急照明电源连接到FAS通过现场总线控制器来监测应急照明电源状态和故障信号。区间泵房设置远程控制箱 (RI/O, ) 监视水泵运行状态和故障信号以及水位报警等信号, 并在相关的车站对区间水泵实施远程控制, RI/O总线电缆与BAS控制器通过控制柜连接。
4.2 低压智能化和BAS协调配合
地铁低压系统与BAS之间的接口, 主要由智能通风和空调柜、变频器以及软起动柜和应急照明的电源单元组成, 其中也包括导向系统的控制设备, 正常照明的配电箱等。在车站A、B端通风空调电控室内, 低压柜内的各智能模块上, BAS提供到低压柜内的各智能模块的总线电缆以及所需的控制网TAP头、终端电阻, 负责调试;低压系统提供各智能模块以及安装TAP头的空间及导轨, 配合BAS 进行调试。
5智能低压配电系统于地铁中应用展望
目前, 保护传统的控制方法已不能满足于产业升级要求, 必须靠拢于智能化与节能发展的方向。发展城市轨道交通系统的可靠性和低压配电智能化的管理提出严格的要求。目前, 在中压、高电压保护和SCADA系统集成在电力系统已得到了广泛的应用, 且发展速度也很快。作为一个低压系统, 直接面对终端用户, 由于对其研究和智能化的应用起步比较晚, 因此智能低压系统的实现方法和有关技术问题的研究成为目前低压电气部门及相关行业的迫切任务, 智能低电压系统的总体趋势是智能化和网络化基础组合、模块化以及高性能与小型化。在新技术研究与开发的过程中, 我们必须以系统工程理念为出发点, 拓宽学科、电力、电子以及计算机和信息网络以及模糊控制等相关高新技术相结合。低压配电设备和其他领域设备与电气系统利用计算机网络来完成, 并通过状态观测器, 信息反馈发出的指令以及综合操作等来提高配电系统可靠性。因此, 该系统应更加完美, 更加灵活, 应用程序的控制也需更加容易, 使地铁系统的各个环节更节能。
6结语
目前, 地铁行业的供电可靠性显得尤为重要, 若得不到保证, 地铁将无法正常安全运行。智能化低压配电系统的应用有所不同, 我国的地铁建设因城市地铁线建设的具体要求的不同而各不相同, 根据地铁供电的可靠性和便于操作与维护注意事项, 智能化的低压配电系统地铁行业应用将更加广泛。
摘要：分析了地铁中照明系统及低压配电的主要特点, 针对当今地铁智能低压配电系统国内应用的常见模式做出智能低压配电系统实践应用时的对比分析, 以提出更加合理、科学的应用智能低压配电系统。
关键词：智能低压配电系统,地铁,应用
参考文献
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地铁低压供电系统 篇3
1 地铁低压配电系统概述
在我们国家, 对于地铁的运行系统, 主要采用低压配电系统来供给低压电源, 低压电源的供应系统除了要为车辆提供动力之外, 还要担负所有的机电设备的电力供应。而低压配电系统可以划分为两部分, 即降压变电所低压部分和环控电控部分, 其中, 降压变电所低压部分主要承担地铁车站内的通信设备, 信号收发设备, 综合监控设备, 电梯设备以及自动售票设备的供电任务;而对于所有的通风以及空调设备的供电则是由环控电控低压部分来提供电能的。就地铁行业来说, 确保电力供应的稳定性, 不但能够有效的避免由于停电造成的安全事故, 而且能够实现地铁车站内正常的运营秩序的维护。
2 某地铁线低压配电系统应用的控制原理和功能
2.1 控制原理
因为技术的限制, 在少数的地铁站内, 用于低压配电系统中的备用电源自投装置的可靠性还有待完善, 在此基础上, 在地铁中的智能型低压系统设备的选择过程中, 而由于EASY控制继电器具有较高的智能化水平, 所以在实际安装的过程中被大量使用。地铁站中广泛采用的分段运行, 单母线的线路连接方式, 如图1所示, 当正常工作时, 开关803是断开的, 而开关801和802则处于闭合状态, 假如动力变压器的高压侧的开关跳闸或者断开之后, 对应的母联开关会自动闭合。经过长期的实践我们发现, EASY412-AC-R型开关的使用性能最好。
2.2 自动运行时实现的主要功能
就801开关来说, 在合闸之前还要完成多个开路的接通, 然后才能完成801开关的合闸, 而802和803开关也是一样的。而自主运行功能的实现主要有以下几种情况: (1) 当开关802和803都处于断开状态时或者802和803有一个处于断开状态, 那么I3和I4将会从802和803的常闭开关处获取电能, 具体的电流输送图如图1所示; (2) 而当开关801和803都断开或者有一个处于断开状态时, EASY控制继电器的输入端I2和I3将会从801和803开关的常闭节点获取电源, 如此的话, 继电器的输出端Q2线圈就会处于回路3之中, 继而被导通, 回路4里面的802开关也被导通; (3) 如果变压器的高压侧有跳闸或者开关断开的情况, 那么位于开关201和802里面的K3继电器将会动作, 如此一来, 常开节点将会闭合, 对于开关801和802来说, 当出现开关分闸的动作之后, 继电器K3的常开点就会接通EASY所控制的继电器I5节点, 然后K3闭合。继电器T2, T2的线圈受到电流作用, 将会把常开节点闭合, 这是由于回路7中装有缓放时间装置。接通回路8中的T1线圈, 线圈T2将会延时5秒, 然后再断开, 而T1线圈作为为常开点, 它将会延时2S闭合, 因为T2线圈会延时断开, 而且其时间超过了T1延时闭合的时间, 所以, 回路9设置有输出继电器Q4线圈会被导通, 如此一来, 803开关回路就会被闭合, 开关的自投动作也就完成了。803开关在设计的时候并未考虑到自我修复的功能, 而忽略了801或802开关分闸、803开关固有合闸和非时间继电器固有的动作。
2.3 可靠性分析
大量的使用实践证明, EASY控制继电器在地铁线路中的使用, 极大地简化了现场维护的方便程度, 从而有效的保障了地铁电力供应的可靠性和持续性, 另一方面来说, 这种智能化的开关也使得线路的布置和设计进一步简化, 更是将运营的成本降到了最低。而随着地铁运营时间的增加, 所有的设备都会逐渐的老化, 设备的故障率也会自然而然的增加, 基于此, 我们展开了EASY控制继电器的部分回路改造计划, 从而保证地铁供电系统的运营更加的稳定, 安全, 可靠以及高效。
3 加强地铁低压配电系统供电可靠性的组织管理措施
3.1 加强配电系统的组织管理
只有建立起完善的可靠性管理体系才能够实现地铁的低压配电系统供电的可靠性管理, 而对于这一目标的实现首先要做的就是设立相关的领导, 与此同时, 还要配备专业的管理型人才, 能够将每个人的职责和任务明确划分。而组织机构的完整性是整个供电系统可靠性提升的基本前提。建立起相关的考核制度, 对于所有的工作人员进行定期考核。对于最终的考核结果进行分析, 总结经验, 从而为供电的可靠性提供一定的实践依据。对于系统的管理, 首先就是要提升管理人的自身素质, 以培训的形式来提升相关管理人员的自身素质是一种可行性很高的办法。
3.2 加强供电可靠性管理人员的培训
进一步加强供电的可靠性管理, 提升电能的输送质量。对于管理人员的自身素质和业务水平要进行定期的考核, 将供电的可靠性加入到考核的项目中来, 要让管理人员自己认识到提升自己的业务水平和自身素质的重要性。我们可以通过供电可靠性培训班的建立来完成管理人员的培训工作, 只有管理人员对供电可靠性的重要程度有了全面以及深刻的认识, 才能够积极地展开思路的拓展, 从而提升自己参与工作的积极性。在日常的生产过程中, 要加强对于相关设备的维护和保养, 相关的管理人员要加强日常的巡检工作, 发现问题, 及时解决, 并且加强思考, 找出问题产生的原因, 并加以总结。通常来说, 认真地分析供电系统的可靠性, 能够极大地提升供电系统的效能, 更能降低整个供电系统的可靠性投入成本, 从而提升整体的经济效益。确定合理的供电可靠性水平, 能够保证地铁运营过程中的稳定性。
4 结语
总之, 为了进一步促进我国的城市地铁建设加快, 促进电力系统的自动化水平的提升, 我们应当将所有的智能化技术使用到电力系统的发展中去, 从而提升低压配电系统中低压设备的智能化水平, 提升地铁电力系统的自动化程度, 增加地铁供电系统的可靠性, 提升运营系统的便利性和稳定性, 从而有效的推进我国的地铁低电压配电系统自动化的进一步发展。
摘要：随着城市人口数量的急剧增加, 城市变的日益拥挤, 而地铁的使用很好的缓解了交通的压力。地铁车站中的用电设备众多, 而低压配电设备又极其复杂, 对于低压配电系统的设计将会直接关系到整个地铁车站供电的可靠性和安全性。积极地进行配电方案的优化, 节约能源, 减少资金的投入, 提升系统的维修操作性都有着极其重要的作用。基于此, 该文主要针对地铁低压配电系统供电的可靠性进行了探讨。
关键词：地铁,低压配电系统,供电,可靠性
参考文献
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地铁低压供电系统 篇4
一、地铁低压配电系统中的节能技术
(一) 发展创新的节能技术
随着经济水平的提高, 我国的科学技术也实现了不断地创新与发展, 为了使地铁的低压配电系统中的节能效果更加显著, 就要求我们对节能技术进行积极的发展与创新。在已有的工作经验基础上, 通过不断地实践活动, 根据地铁行业的发展现状, 并结合相应的技术条件, 对地铁低压配电系统中的节能技术进行完善与创新, 从而实现更好地节能效果, 进一步促进地铁行业的发展与进步。
(二) 低压动态的无功补偿技术
地铁低压配电系统中的动态无功补偿技术指的是将计算机设备等智能控制系统运用到地铁的扶梯与照明系统中, 对电能损耗量进行控制与降低活动, 实现配电系统的无功补偿。但是, 因为使用低压动态无功补偿技术时, 往往需要采用相应的智能控制系统, 这就要求我们依照地铁本身的实际运营情况, 来对其职能控制系统进行合理的选择, 从而确保节能技术的有效实施。
(三) 良好的照明技术
进行合理的照明节能工作是对地铁进行低压配电系统的节能保护工作中的重要举措之一。为了更好地方便人们的出行活动, 在地铁的运行过程中, 通常会采用大量的照明设施对车厢及地铁车站进行照明工作。为了更好地实现地铁低压配电系统的节能保护工作, 就要求我们在进行照明灯具的选择时, 应对灯具的质量以及节能效果进行相应的检测, 选择使用节能型更强的灯具。目前地铁照明节能方面主要为采用LED照明, 它具有节能、环保、寿命长、电源效率高、发光效率高等优点。
(四) 科学规范的管理技术
为了使地铁低压配电系统的节能保护能够更好地开展, 在要求其采用相关技术措施的同时, 也要对其管理技术进行相应的要求。由于地铁在运营过程中所需耗费的电量总数十分巨大, 且普遍存在电量浪费现象对地铁企业的发展产生不小的影响, 这就要求我们建立合理的用电制度, 严格控制每天的用电量, 并开展严格的赏罚制度, 根据实际情况, 对电量的浪费行为制定有效的惩处办法, 来进一步提高工作人员的节能意识, 为地铁节能工作的顺利开展提供重要保障。
二、如何实现对地铁低压配电系统的节能保护
(一) 对自然照明资源进行合理利用
虽然地铁的存在空间具有一定的封闭性特征, 但是在进行地铁的低压配电系统的节能过程中, 仍旧有很多地方可以对自然光进行充分合理的利用。例如, 在地铁的进出站口等地方, 因其受到的光照较多, 所以我们可以减少部分照明灯具的设置使用, 做到在不影响地铁的正常运营的前提下, 对照明灯具进行合理的选择, 并对其低压配电系统进行合理设置。另外可对照明系统设置多条回路控制, 根据时间段及自然光照的不同选择不同回路开启模式。达到实现地铁配电系统节能的同时, 对经济效益提高也有一定的推动作用。
(二) 运用恰当的变频设备
在进行对地铁低压配电系统的节能保护中, 要求其积极采用变频设备, 根据其自身的实际情况, 在地铁的扶梯中设置安装相应的变频装置, 来实现变频调节, 帮助其在空载时能够有效的减缓速度降低其损耗程度, 同时, 通过降低系统中的无功损耗等来提高地铁的功率因数, 并借助完善的管理系统进行地铁低压配电系统的节能效果分析, 在已有的技能基础上进行不断的发展创新, 实现地铁低压配电系统保护的同时, 为我国地铁行业的快速发展起到一定的推动作用。
(三) 调控好功能使用与节能设计之间的关系
为了能够更好地实现对地铁低压配电系统的节能保护, 就要求我们正确的处理好功能使用与节能设计之间的关系, 做到在对地铁的功能使用不造成影响的基础上, 采取相应的节能措施对其进行相关的节能保护, 避免产生因节能措施的选取与使用不当而影响到地铁的正常运营与服务质量。因此, 我们在对地铁的低压配电系统进行节能保护之前, 首先要进行相应的调查研究, 并对调查结果进行有效分析, 在保证其功能使用良好的基础上, 采取有效的节能措施, 来进一步对地铁的低压配电系统进行有效的节能保护。
(四) 进行有效的电路保护
对地铁的低压配电线路的保护中, 要求其一旦发生电路故障, 必须立刻对故障点进行有选择性的自动切断。对低压配电线路保护的选择性一般指的是在进行线路的配电过程中, 配电网络的某一配电点发生一定的电流故障, 此时其保护电器就会根据事先设定好的动作次序, 实施有选择性的保护动作, 并严格禁止越级动作的发生, 对配电故障所造成的停电范围进行限制, 从而降低配电故障对其所造成的影响, 实现有效的电路保护, 提高低压配电线路的节能功效。
结语
在当前我国建设节约型社会的大背景下, 如何建设节能型轨道交通系统已经成为轨道交通系统规划设计与建设管理中的一个重要研究课题, 也是行业发展的方向和追求目标。随着科技的不断进步、设计的逐步提高、管理的水平不断提高, 相信在未来的地铁建设和既有的地铁改造中会出现更多的节能措施, 以达到节能优化的目标。
摘要：随着我国社会经济的不断提高与交通运输行业的不断发展, 我国的地铁行业也进一步呈现出迅速上升的发展趋势, 地铁已经成为许多大中城市人们出行选择搭乘的重要交通工具。为了使地铁能够更好的方便人类的出行活动, 就要对地铁进行更加有效的节能与保护措施, 从而实现地铁行业的进一步发展与革新。本文通过对地铁的低压配电系统中的节能技术进行有效的分析研究, 来进一步总结出实现地铁低压配电系统节能保护的相关措施。
关键词：地铁,低压配电系统,节能
参考文献
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地铁低压供电系统 篇5
地铁系统中每隔几公里设置一个变电站, 变电站配置有动力低压系统, 主要用于给本站照明、动力负荷供电。动力系统供电方式是将35kV电压通过动力变馈线柜给动力变压器供电, 再经动力变压降压为400V后给0.4kV进线柜、馈线柜及下级一、二、三级负荷供电。其中, 35kV开关设备属于供电中压设备, 主要由进线柜、出线柜、馈线柜及母联柜组成, 其主要设置有过流保护、零序电流保护、重过负荷保护、轻过负荷保护等;0.4kV低压开关柜分为进线柜、母联柜及馈线柜, 其根据负荷特性, 设置长延时保护、短延时保护、接地保护等。
2 35kV中压开关柜及0.4kV低压开关柜定值设置原则及保护范围
对于35kV中压动力变馈线柜, 主要设置有过流及速断保护, 其保护范围为动力变压器的高低压侧, 主要保护动力变压器短路、接地故障等。
对于0.4kV进线柜是与动力变压器低压母排连接, 将0.4kV电压传输到馈线柜, 设置的保护有长延时保护、短延时保护等, 其保护范围为下级电机等负荷的短路故障等, 整定值设置需躲过其启动电流最大值。
3 35kV中压开关柜与0.4kV低压开关柜定值存在的匹配问题
35kV中压开关柜的定值设置是考虑变压器, 而0.4kV开关柜的定值设置是考虑下级负荷情况及保护距离, 因此在地铁系统中, 由于中压开关柜与低压0.4kV开关柜保护定值并未考虑整体配合关系, 在实际运营中曾出现上下级开关柜越级跳闸情况, 多次导致变电所全所失压的故障情况发生。
3.1 问题一
过流故障情况下35kV中压开关柜过流保护与0.4kV低压开关柜长延时保护不匹配问题 (以三爻站为例) 。
2014年6月6日02:47, 车站进行隧道火灾及阻塞模式调试时发生35kV中压开关柜过流保护跳闸故障, 造成本段负荷的上级中压开关104B过流保护跳闸动作, 由于400V母联开关合上, 但是下级负荷并未及时切除, 从而导致另一路上级开关发生跳闸, 最终导致全站失压。
问题原因分析:
中压开关104A/104B保护定值情况如表1所示。
低压0.4kV进线柜及母联柜保护定值为2 125A, 经过对比, 中压开关柜过流保护定值及整定时间都小于0.4kV低压开关柜的长延时保护定值。
注:35kV开关柜保护变比为100/1, 因此换算到0.4kV侧其电流值计算公式为0.19×100×35 000/400。
通过对中压开关104A、104B跳闸报文下载分析, 其跳闸时电流值为0.19A, 即换算到0.4kV侧为1 662.5A, 达到104B过流整定值, 但小于低压0.4kV开关柜长延时保护整定值2 125A, 因此0.4kV开关柜会跳闸, 而导致35kV中压开关柜跳闸。
对于低压馈线回路, 虽然达到了长延时的整定值, 但没有达到其跳闸的延时时间, 因此其也不会跳闸。
通过此次事件, 可知在低压0.4kV侧发生过流故障时, 首先跳闸的为上级中压动力变馈线柜, 当0.4kV母联合上以后, 由于故障电流一直存在, 但母联定值也大于中压动力变馈线柜定值, 因此导致104A及104B全部跳闸, 最终造成了全所失压, 此为典型中压柜与0.4kV低压开关柜定值不匹配问题。
3.2 问题二
短路故障中压开关柜速断保护与0.4kV低压开关柜短延时保护不匹配问题 (以永宁门站为例) 。
2014年2月10日14:41, 永宁门牵混所104A、104B开关跳闸, 致使该站低压一、二、三级负荷失电。跳闸过程为:400VⅠ段存在短路, 出现104A开关越级跳闸, 400 V母联失压自投, 由于Ⅰ段故障未切除, 400V母联自投后将400VⅡ段接入故障线路, 35kV开关104B越级跳闸, 导致永宁门站400VⅠ段及Ⅱ段同时失电。
问题原因分析:
永宁门站中压开关柜104A/104B保护定值情况如表2所示。
永宁门站低压0.4kV进线柜、母联柜及馈出柜保护定值情况如表3所示。
通过比较35kV中压开关柜及0.4kV低压开关柜的定值可知, 中压开关柜电流速断保护定值及整定时间都小于低压0.4kV开关柜短延时保护定值及整定时间。
通过跳闸报文分析, 35kV中压开关柜104A的动作值电流为260 A, 换算到0.4kV侧其电流值为22 750 A, 时间为0.108s, 达到了中压开关柜整定值及低压0.4kV开关柜的电流速断整定值, 但是由于中压开关柜整定时间0.1s小于低压0.4kV开关柜的动作时间144s, 因此中压开关柜先于0.4kV低压开关柜动作, 导致了永宁门站400VⅠ段及Ⅱ段同时失电, 此次事件为典型的上下级开关柜定值不匹配导致的越级跳闸故障。
4 整改措施
通过以上两个例子, 足以证明上下级开关柜定值不匹配的危害性。在供电系统中, 保护定值的设置是非常重要的一个环节, 它的不合理带来的危害显而易见。针对以上电流整定值及时间整定值不匹配问题, 经过与相关设计院的研究和测试, 对中压开关柜及0.4kV低压开关柜定值做了修改。
4.1 针对过流故障保护情况下定值的调整方法
将中压动力变馈线柜过流保护整定值进行调整, 使其值大于0.4kV进线柜长延时保护定值;但由于中压开关柜的整定值时间无法进行调整, 最大只能为0.4s, 远小于0.4kV开关柜长延时的整定值时间144s, 因此对于在0.4kV开关柜侧存在过流情况时, 若过流电流值大于中压开关柜, 则仍然会出现上级开关柜越级跳闸的故障, 考虑此情况, 此问题还需进一步研究分析。
4.2 避免短路故障情况下越级跳闸措施
将0.4kV进线开关柜的短延时整定值调小, 并将整定时间由0.2s改为0.1s, 使其整定值时间与中压动力变馈线柜相同, 同时增加0.4kV进线柜接地保护, 调整后数据对比情况如下:
永宁门站动力变馈线柜104A/104B保护定值情况如表4所示。
永宁门站0.4kV进线柜保护定值情况如表5所示。
通过对比, 经过调整后, 若线路上存在短路电流且电流值都达到了上下级开关柜的整定值, 由于其整定时间都为0.1s, 0.4kV进线柜和中压开关柜都可能出现跳闸, 但是并不能保证0.4kV先跳闸, 若此时中压开关柜先于0.4kV进线柜跳闸, 则仍然会出现0.4kV母联自投情况。因此为避免再次出现0.4kVⅠ段越级跳闸后, 在故障未切除情况下, 0.4kV母联自投后Ⅱ段上级开关也跳闸的类似故障, 经研究, 将0.4kV母联柜的整定值进行调整, 并且增加瞬时保护, 因此当母联自投后, 故障未切除情况下, 母联柜可以先于中压开关柜跳闸, 避免了全所失压的问题, 保证有一段0.4kV开关柜能正常供电。
5 结语
虽然对0.4kV低压开关柜及中压开关柜整定值进行了调整, 但是并没有从根本上解决此类问题, 其故障发生后同样存在选择性跳闸和越级跳闸的问题, 不过考虑到中压开关柜及0.4kV开关柜的保护范围, 目前只能实现此调整, 其他则需要后期从提高保护装置的灵敏性及选择性方面努力, 以提高保护的动作准确性。
另外, 整定值的设置非常重要, 同时可以推理到上下级设备选型上 (比如接触网避雷器及直流1 500V开关柜避雷器选型配合等) , 只有当上下级保护定值匹配或上下级元器件配合无问题, 才能实现保护或设备的正确动作, 缩小跳闸或动作范围。
摘要：在供电系统中由于外力、绝缘老化、过电压等会发生短路、断线故障等, 因此需通过对设备的保护装置合理设置定值, 以确保故障发生后设备能正常准确动作。但在实际运营中, 出现了上下级开关定值不匹配问题, 导致了越级跳闸扩大故障范围的情况。现主要对地铁系统中35kV开关柜与0.4kV开关柜保护定值配置问题进行探讨。
关键词：过流保护,短延时保护,瞬时保护,整定值,开关柜
参考文献
[1]供电系统AC35kV继电保护整定值通知单V3.0[Z].
[2]供电系统AC35kV继电保护整定值通知单V2.1[Z].
西安地铁车辆段低压设计探讨 篇6
渭河车辆段及综合维修基地位于北客站的东北方向、北临尚稷路、西临文景路、东临尚华路、南临漕运明渠, 围成的三角地带, 是西安市轨道交通线网中一、二、三号线配属列车的厂架修基地, 并承担二号线列车的运用检修任务。
车辆段内主要设检修库 (厂架修库、定临修库) 、运用库 (周月检静调库、停车列检库、立体仓库) 、联合车库及吹扫库、洗车库、综合楼 (办公楼、维修中心、培训中心、公寓楼、食堂) 、牵引变电所、跟随变电所、信号楼、污水处理站、浴室、汽车库、门卫等生产、生活房屋等。
车辆段内设置混合变电所1座、跟随式降压变电所2座, 向车辆段内所有动力、照明负荷供电。混合所主要负担运用库、信号楼、联合车库及吹扫库、室外电缆沟排水泵、室外路灯等负荷供电;空压机蓄电池间跟随所主要负担检修库、油漆库、污水处理站、汽车库、试车线用房等负荷供电;综合楼跟随所主要负责为本楼供电。
2 低压配电设计特点
车辆段低压配电与照明设计涉及与建筑、结构、车辆、通风空调、给排水、变电所、通信系统、信号系统、电梯、屏蔽门、综合监控、自动售检票 (AFC) 、设备监控 (BAS) 、火灾自动报警等多专业、多系统。低压配电与照明设计内容复杂, 涉及到变电、配电、二次控制、照明、接地、防雷等多个领域。涉及专业及设计内容繁多决定了低压配电设计的复杂性和困难程度。在设计流程中, 低压配电专业属于最后一个专业, 任何一个专业资料的变化都可能引起低压配电与照明专业的设计变化。
3 车辆段低压配电与照明设计优化建议
3.1 动力设计。
3.1.1 检修库动力配电干线设计。
电机清洗区、电机电器检修区、电机电器试验间, 构架检修区、转向架及轮轴检修间;转向架存放间、配件加修间, 存轮库、轮轴加工车间, 在以上区域工艺设备众多且各设备容量差别很大, 笔者最初设计思路是在相临近的小型设备附近设置共用配电箱, 由配电箱再给小型设备供电;大型设备在其附近设专用配电箱, 为其供电;由配电间至配电箱采用放射式供电, 供电干线采用电缆沿电缆沟敷设。文件经审核后修改为由配电间至动力配电箱干线采用密集型插接母线沿库区墙面或柱面敷设。两种设计方案相比, 前者设计方案不仅电缆数量众多, 施工难度大, 且工程造价相对较高;后者设计仅需敷设4路插接母线即可, 且为后期预留设备供电提供了方便, 施工难度相对较小, 且工程造价相对较低。
3.1.2 运用库、检修库干线电缆敷设。
运用库、检修库电缆数量较多、敷设较集中、线路敷设长度大, 设计时采用穿钢管埋地敷设, 导致线路敷设难度大且不便于以后的检修维护工作;配合施工时将部分电缆集中段改为电缆桥架敷设或电缆沟敷设。车辆段内起重机有电动单梁悬挂式起重机、电动双梁桥式起重机、电动葫芦, 起重机采用绝缘式安全滑触线供电, 滑触线的供电点基本位于滑触线中部, 供电点附近装设了具有隔离功能的断路器。为单台起重机供电的滑触线不需要设置检修段, 为两台起重机供电的滑触线需要设置检修段, 且检修段的长度比起重机桥身宽度大2m;另为两台起重机供电的绝缘式安全滑触线, 当起重机上的集电器能与滑触线脱开时, 可不设检修段。设计阶段在为两台起重机供电的绝缘式滑触线上设置了检修段;但在配合施工阶段因采购的起重机上的集电器能与滑触线脱开, 故取消了滑触线上的检修段。
3.1.3 综合楼风机控制原理。
风机控制原理图依据通风空调专业提供的控制要求进行设计, 目前通风空调专业对风机的控制要求也相对较复杂, 不但与设备监控系统 (BAS) 、火灾自动报警系统 (FAS) 存在接口设计, 而且要求风机与风管上的1个或多个电动风阀同时存在连锁关系, 这就增加了风机控制原理图的设计难度。BAS、FAS专业的不同信号会影响到控制原理图设计。 (1) BAS、FAS触点类型:无源触点、有源触点; (2) BAS、FAS触点耐压等级:24V、220V; (3) BAS、FAS触点开闭信号:常开触点、常闭触点; (4) BAS、FAS信号类型:持续信号、脉冲信号; (5) FAS应急控制按钮信号:钥匙开关、点动开关。
下面用2个典型的风机控制原理图来说明:本综合楼内BAS、FAS触点为无源触点、触点耐压24V、常开触点, BAS发出的信号为持续信号, FAS发出的信号为脉冲信号, FAS应急控制按钮为点动信号。 (1) 控制要求1:a.风机为AC380V单向、双速风机, 要求两地控制, 即手动或自动控制。b.风机对应一个电动风阀与其联锁。开机时, 先开电动风阀, 再开启风机;关机时, 先关风机, 再连锁关闭电动风阀。同时风机及电动风阀能接收BAS提供的信号, 根据相应模式对风机及电动风阀进行开关控制;春、秋、冬季时风机为低速运行, 夏季时风机为高速运行;当发生火灾时关闭风机, 气体灭火完成后, 高速运行排除烟气。高速运行时过载只报警, 不跳闸。c.风机对应3个70℃电动防烟防火阀, 防火阀熔断风机关闭。原理图见图1。 (2) 控制要求2:a.AC380V单向、双速风机的两地控制, 即手动或自动控制。b.风机对应一个电动风阀与其联锁。开机时, 先开电动风阀, 再开启风机;关机时, 先关风机, 再连锁关闭电动风阀。同时风机及电动风阀能接收BAS、FAS提供的信号, 且FAS具有优先权, 根据相应模式对风机及电动风阀进行开关控制;平时风机为低速运行, 火灾时风机为高速运行;高速运行时过载只报警, 不跳闸。c.风机对应1个280℃电动排烟防火阀, 防火阀熔断风机关闭。原理图见图2。
3.1.4室外排水泵配电设计。
本车辆段室外电缆沟排水泵给排水专业要求水泵按一级负荷配电, 本专业为满足工艺专业要求, 在车辆段内设置了双电源切换箱;且在设计接口上双电源切换箱属低压配电专业, 水泵控制箱属于给排水专业自带, 导致两箱分开设置。笔者认为这样的专业分工不尽合理, 不但影响车辆段的整体美观且不利于设备的安装维护, 建议类似情况电源箱和控制箱由同一专业设计且两箱合二为一, 另在以后的设计文件中可适当降低水泵的负荷等级且采用放射式与树干式相结合的配电方式。
3.2 照明设计。
(1) 库内双层检修作业平台照明设计。双层检修作业平台一层层高2.1m, 二层层高2.5m, 设计时照明灯具均布置在平台顶板中间位置且吸顶安装, 运营阶段发现灯具有防碍工作人员通行的可能, 且如人员携带工具容易触及到灯具, 建议在今后的设计中将灯具改在侧壁安装。 (2) 库内柱式检查坑照明设计。在柱式检查坑内每隔6m设置安全照明荧光灯1套、检修插座1个。施工时施工单位未按设计要求采购灯具, 运营人员反应照明灯具不节能。建议加强对设计文件的管理, 对于细部问题, 应该出大样图;另一方面监理单位加强对施工单位的监管, 使其按照设计图纸施工。 (3) 大跨距库区照明。库区内一般照明由变电所两段母线接引电源采用分区分回路交叉方式供电, 灯具采用集中控制方式。由于空间很大, 采用金属卤化物灯具照明, 按照跨距12m间隔布置。现场施工以后发现两排灯具如果错位布置效果会更好, 这样照度就会更加均匀。 (4) 室外投光灯塔照明。车辆段室外投光灯塔, 设计本意选用钢柱式灯杆, 但现场施工采用角钢形式灯杆, 与接触网柱不协调, 影响车辆段整体美观。在设计当中, 对于此类细节应在图纸中标注明确, 以免再次产生此类问题。
3.3 其它需要注意的问题。
(1) 在有防静电地板的房间, 设备接地母排应安装在防静电地板下。 (2) 低压柜抽屉回路最大接线能力为电缆截面185mm2, 若电缆截面为240mm2则由单面馈线柜配电。 (3) 不同场所配电箱的外壳防护等级应在施工图中明确。 (4) 380V空调器配电不能采用插座配电, 应采用5芯电缆 (电线) 进行配电。
结束语:经过一年的运营, 渭河车辆段低压配电设计工作, 经受住了考验, 满足了地铁二号线的运营、检修等用电及控制要求。低压配电设计工作接口专业多, 工作繁杂, 现场情况错综复杂。只有在设计工作中认真总结, 不断改进、提高设计水平, 才能使得设计更加完善, 更加符合现场及运营需要。
摘要：本文以西安地铁渭河车辆段工程为实例, 对设计, 施工遇到的问题进行了归纳总结, 针对不足之处进行了研究和探讨。并提出了改进的意见和建议。
地铁低压供电系统 篇7
地铁位于地下,用电设备负荷等级高、数量多,一旦发生停电事故将给地铁系统的运营和旅客人身带来严重的危害;地铁车站降压变电所低压系统复杂,回路众多,一般采用无人值班制。设置的电力监控系统(SCADA)只监控所内高压回路和0.4 kV总进线,母联和三级负荷总进线及少数几个低压供电回路,对所内低压系统缺乏有效的监控和管理,给及时发现故障、排除故障和完成故障后的恢复以及日常维护保养带来诸多困难。随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术、抗干扰技术等新技术的迅速发展,特别是网络通讯技术的发展使得电力自动化技术得到了空前发展,基于现场总线技术的低压智能监控技术已步入成熟阶段,并逐步应用于地铁领域。
1 系统管理体制研究
目前,地铁系统均设置电力监控系统(SCADA)对其供电系统进行远程监视与控制。SCADA系统由设在控制中心的主站系统、设在被控站内的综合自动化系统和通信通道构成,采用两级管理(控制中心和车站级)、三级控制(控制中心控制、车站级控制和就地控制)的方式,安全可靠,具有很强的网络传输和数据处理能力。
为了优化资源配置,避免重复投资,便于地铁供电系统的统一调度和管理,低压智能配电系统不单独组网和设置控制中心,在变电所处就地纳入SCADA系统,由SCADA系统统一监控和管理。
2 监控方案比选
低压智能监控可采用两种控制方式:
1)集中控制方案。集中设置智能控制元件,低压柜单元内设置模拟仪表和变送器,采用控制线连接。
2)分层分布控制方案。控制系统分为工作站和现场智能电子装置(IED)两层设置,采用现场工业总线进行通信。现场智能电子装置(IED)内置微处理器,是集信息采集、显示、处理、通信和优化控制为一体的嵌入式智能装置,分散设于低压柜单元内。
控制方案结构见图1。控制方式比较见表1。
由上可知,相对于集中控制方式,分层分布控制方案具有安全可靠、结构简单、易于扩展和环境适应力强等突出优点,适合用于地铁降压所低压智能监控系统。
3 系统构成
低压智能监控采用分层分布系统,由现场工作站、智能电子装置(IED)和现场工业总线构成。为了保证系统的安全可靠,现场工作站和现场工业总线采用冗余配置,以5类双绞屏蔽线作为传输媒介。现场工作站负责对降压所内的低压设备进行监控和管理,设于降压所低压室,由两台相互冗余配置的控制器组成,当其中一台故障时,不影响系统正常运行;现场智能电子装置(IED)设于低压柜配电单元内,负责对降压所低压系统进行遥控、遥信和遥测。两者通过现场冗余总线相连接,进行通讯,当线路发生单点故障时,不影响数据正常传输。冗余控制器通过网络交换机和通信协议转换接口与车站级SCADA系统相连,接收控制指令和上传各种现场数据。
4 现场智能监控装置配置
4.1 地铁车站降压变电所低压系统构成
地铁车站降压所低压主接线一般采用单母线分段中间加母联断路器的方式,并设照明和三级负荷分母线。0.4 kV总进线、母联和三级负荷总进线需要SCADA系统控制(见图2)。
4.2 低压系统三遥量配置
根据SACADA系统的监控要求和《电测量仪表装置技术规程》的有关规定,结合降压所低压主接线、用电负荷等级和地铁运营管理的需要,变电所低压系统遥控、遥信、遥测量配置见表2,表3。
5 结语
基于现场总线技术的低压智能监控系统将正常及事故情况下的保护、控制、测量、信号同集散控制系统融合在一起,具有简单、可靠、经济、实用等突出的优点。实时对地铁降压变电所低压系统进行监控和管理,能够及时的发现故障、排除故障和完成故障后的恢复,提高了地铁供电系统的安全可靠性、自动化水平和工作效率,降低了日常维修保养工作量和运营成本,以较小的代价为地铁运营管理者提供了高效透明的管理手段,必将成为地铁变电所自动化系统的发展趋势和方向。
参考文献
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[2]李正军.现场总线及其应用技术[M].北京:机械工业出版社,2005:1-494.
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