地铁降压变电系统施工调试技术研究

孙先玉

摘要：地铁作为一种重要的公共交通工具，其特点是快速而运力大，目前已经在我国各个中大型城市得到广泛应用。承担着地铁站网日常供电职责的基本电源设备就是地铁降压变电系统，可以说，坚实可靠的降压变电系统是维持地铁正常运营的重要基础之一。本文从地铁降压变系统入手，探讨了如何对其进行施工调试，才能够达到维护用电安全与保证地铁正常运营的目的，以期能够实现地铁降压变系统施工调试技术的进步。

关键词：地铁、降压变电系统、施工调试技术

地铁这一公共交通方式，近年来不断在我国各大城市开工建设，逐渐代替了公交车，成为中大型城市民众出行的主力公共交通工具。在这样的背景下，我们开展对地铁降压变电系统施工调试技术的研究，可以帮助我们更清醒的认识到当前地铁降压变电系统存在的不足，明确降压变电系统未来设计的发展思路，最终提高我国地铁运营的安全性与质量。地铁降压变电系统维持地铁站内所有低压用电器运行的唯一电力来源，没有降压变电系统，地铁通信、灯光、广告灯箱、售票机与电梯等设备都无法运行，地铁降压变电系统施工调试的有效性，直接决定了该地铁站的运行质量。

1地铁降压变电系统概述

整个地铁系统中，除了牵引动力供电不使用降压变电系统供电外，其他地铁站与站点之间的用电器均使用降压变电系统提供的380-220V低压电源。可以说，降压变电系统提供的低压电源维持着整个地铁线路系统的正常运营，因此，降压变电系统施工调试的合理性与科学性，直接关乎地铁运行的安全与稳定。国内地铁站结构设计大同小异，一般都是中间为用电器区域，两侧安装供电设备，在站内低压用电器的重载荷端设置有一个降压变电系统。该降压变电系统有两种供电方式，一是从35kV到400V的越级供电方式，另一种是先从35kV变到10kV，再从10kV变到400V的分级供电方式，根据网络布置又可分为大环路与小环路两种。一种典型的降压变电系统设计方式：设降压等级为100kV到35kV的变电所、中心降压变电所35kV到10kV、降压变电所10kV到400V这样三座变电所，即可基本满足地铁站的低压用电需求。但在实际的运营中，由于低压用电设备多、系统设计复杂等原因，往往会出现一些普遍性的问题，如低压电缆电压损失、电缆界面过大等问题。如果对地铁降压变电系统施工调试技术进行系统性的研究，形成一套成熟可行的方案，就可以在很大程度上提前解决这些共性问题，使降压变电系统运行更加安全有效。

2地铁降压变电系统施工设计

2.1主接线

一条完整的地铁线一般包括多个供电分区，主变电所的35kV/10kV变压器将为供电分区提供10kV的电源。在正常工作时，各个分区的网络开关分断，成为一个10kV开口双环网络。每一降压变电系统的电源都是用来自主变电所或者附近变电所的10kV母线，以此类推，该供电所继续引出母线向其他变电所供电，两个变电所的10kV侧接线采用单母线分断连接。每一降压变电系统再将电压降至400V。容量小于一台变压器的负载时，则一台运行，否则两台同时运行。一般情况下，两段母线各自有10kV电源供电，当母联断路器打开后，母线分段运行。

2.2控制与继电保护

在控制上，降压变电系统中的一级回路断路器一般有远程控制、集中控制和就地控制这三种；二级低电压400V进线、母联开关与总开关一般用远程控制和就地控制的方式。为保证在发生火灾后，能够及时断电，加装分离脱扣器，保证火灾自动报警系统在火灾出现后能够自动断开电源。在继电保护上，降压变电系统采用综合保护测控单元，实现了继电保护的自动化与信息化。在进、出线的继电保护上设置过电压保护、零序电流保护、过电流保护、线路差动保护、低电流保护等；在母联开关上设置零序电流保护和限时电流速断保护等；低压变压器上有过电流保护、高温保护、零序电流保护、过载保护、低电压保护等；400kV母联柜、进线柜和环控负荷馈电柜有接地保护、短路保护、短路瞬时保护和短路延时保护等。

2.3测量系统

变电降压系统设置综合测控单元，该单元实现对所有需要采集数据的监控与收集，并进行显示。综合测控单元主要调节功能有35kV进出线电流、10kV进出线电流、母线电压、配电变压器的测电流、400V馈线电流、有功功率和有功电度等指标，可以说实现了对整个降压变电系统的有效调控。

2.4过电压保护与防雷设计

地铁降压变电系统在运行时，可能会产生空载过电压、谐振过电压等各种过电压情况，以及雷电等情况带来的过电压，这些都会危害到系统的运行，严重者可能使系统停转。为实现对过电压的保护以及防雷，可以进行避雷器的设置，在35kV或10kV母线处安装，尽量选择技术先进、效果好的氧化锌避雷器；在降压变电系统上方设置避雷针、避雷线等防雷措施。同时要注意接地措施，35kV与10kV降压变电系统都要通过低电阻接地，TN-S系统用于400V系统的接地中，各个地铁内设置综合接地电阻小于0.5Ω的接地网，以确保有效的接地。

3地铁降压变系统施工调试技术

3.1电气系统调试规范与内容

当前在电气系统的调试标准上，一般用国家标准中的《电气设施交接试验标准》当做施工规范，以施工设计图纸当做施工依据，并根据项目的具体情况进行针对性的调试。调试试验的主要内容有监控系统的联调调试、设备单体试验、整租试验与保护装置试验。在整组试验中主要进行控制信号检验、自动动作检验、交流回路通电、自动装置可用性等。

3.2快速锁闭试验

快速锁闭试验是整个调试工作中不可缺少的内容。快锁锁闭的原理即是利用快速的对进线与联络断路器跳闸功能进行锁闭，防止在电流速断等一系列情况下，发生出线故障或馈线故障等，具有一样的动作延时时间的进线或者出线保护、联络保护，造成联络断路器的跳闸，造成大范围的停电，对地铁正常运营产生影响。在出现故障或馈线故障发生后，该装置收到信号，并发出信号使断路器跳闸，同时使联络断路器或者进线短路快速锁闭进行跳闸，实现快速锁闭功能。这一功能在整个降压变电系统中极为重要，一定要做好对该系统的调试。

3.3PLC微机保护系统检查

PLC微机保护装置是降压变电系统中的重要组成，在运行中，可能会发生PLC微机保护装置工作紊乱，造成对地铁安全运行的威胁。对PLC微机保护系统进行检查，首先要判断是否是电磁干扰或者静电干扰造成该系统不能正常工作，其次检查该系统的二次配线是否存在接触不良等故障，如果上述情况都能排除，则需要对该系统的程序进行测试检查，因为该系统的可编程控制器中逻辑程序很多，其影响变量也很多，如果变量被不同程序同时使用时，也就是在多任务处理中，就有可能造成系统工作的混乱，需要对程序进行检查与重新编辑，在程序编辑中，要尽量对程序进行优化，做到简单直接，这样就能最大程度上减少错误的出现。

3.4降压变电系统线路检查

降压变电系统中的电缆承担着传输电力的作用，如果电力电缆受到外伤或击穿等情况，将给整个地铁系统的安全运行留下隐患。常见的情况如下，对降压变电系统的10kV线路检查，发现35kV电压下有明显的电流不平衡泄露。这是要对整个线路进行分析检查，进行更换或者调整。如果发现A相电流正常，B、C相明显泄露电流过大，这时就可以判断电缆可能受到外伤，发生击穿现象，如果只是泄露的电流大，但加大电压后电流仍会平稳提升，不会出现不升或者陡降现象，这说明电缆本身物理上没有受损，可能弯曲幅度过大导致。

结束语：

地铁在提高国民生活现代化、促进国民经济发展等方面越来越显示出其不可替代的作用，可以说，地铁已经成为一个城市综合实力的重要象征。在这样的背景下，我们应当重视地铁施工与运行中的质量提升，在降压变电系统等重要安全关键部位上进行重点研究，促进相关技术创新，提高地铁运营的可靠性，使地铁为城市发展提供坚实的保证。

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