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地铁变配电系统工程设计

www.cechina.cn2009.06.02阅读 17593

  摘要:本文针对地铁变配电系统工程,详细论述了地铁降压变电所的主接线和运行方式、继电保护、测量与计量等,以及低压配电系统和照明配电系统的设计技术。
  关键词:地铁 变配电系统 工程设计
  1. 引言
  地铁车站一般分为地下二层,地下一层称为站厅层,地下二层称为站台层,每层均分为公共区和两端的设备区。公共区是乘客购票、乘车的区域,设备区则是各种专业的设备机房,如BAS、FAS、AFC(自动售检票)、通信、信号、泵房、气体灭火、照明配电室、环控机房、环控电控室、牵引/降压变电所、蓄电池室、屏蔽门管理室、车站控制室等。上海轨道交通明珠线二期工程共设17座地下车站和1座地面车辆段,线路全长22公里,与明珠线一期工程的中段连接,构成环线。
  明珠线二期工程供电系统采用集中供电的110/35/10kV三级电压供电方式,由主变电所、牵引供电系统、变配电系统和电力SCADA系统组成。全线设两座110/35/10kV主变电所,向牵引供电系统(35kV)和变配电系统(10kV)供电。由于地铁牵引、车站动力多为一级负荷,因此每座主变电所均由城市电网提供两回独立电源。
  变配电系统由10/0.4kV降压变电所、低压配电系统与照明配电系统组成。降压变电所在规模较大的车站设置二座,以车站中心为界,每座变电所各提供半个车站和单侧相邻半个区间的负荷用电。而规模较小的车站则设置一座CONTROL ENGINEERING China版权所有,提供整个车站和两侧相邻半个区间的负荷用电。
  2. 地铁降压变电所设计
  2.1主接线
  全线的降压变电所被分成若干个供电分区www.cechina.cn,每一个供电分区均从主变电所的35/10kV主变压器,就近引入两路10kV电源。在各供电分区设有网络开关,正常运行时该开关分断,形成10kV开口双环网络供电形式。
  每座降压变电所的两路电源分别由主变电所或相邻降压变电所10kV不同母线引入,接至两段母线,同时在降压变电所的每段母线设一路出线电源,向相邻降压变电所供电。降压变电所10kV侧接线采用单母线分段型式,设置母联断路器。
  降压变电所设两台10/0.4kV动力变压器控制工程网版权所有,分别接自不同10kV母线上。变压器容量的容量满足一台退出运行时,另一台能负担远期的一、二级负荷。图一为降压变电所的主接线。


  图一 降压变电所的主接线


  2.2运行方式
  正常运行时,两路10kV进线电源分别向两段母线供电,母联断路器打开,两段母线分段运行。当一段母线进线电源失电时,进线断路器分闸,母联断路器自动合闸。
  低压母线为单母线分段运行方式CONTROL ENGINEERING China版权所有,当一路电源故障时www.cechina.cn,母联分段开关自投,由另一路电源电源供一、二级负荷用电。
  2.3控制、继电保护和自动装置
  (1)控制
  降压变电所10kV断路器采用SCADA远动控制、变电所集中控制和就地控制;0.4kV进线、母联断路器和三级负荷总开关采用SCADA远动控制和就地控制;自动扶梯馈线开关带分励脱扣器,分励按钮与FAS系统输出继电器的常开接点并联,以实现火灾情况下FAS系统可将其断开。
  (2)继电保护
  继电保护要满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性要求,并力求简化保护配置;供电系统各级保护应考虑配合关系。
  降压变电所10kV系统的继电保护装置采用微机型综合保护测控单元,实现保护、测量、信息采集与控制、开关间的联锁与联动、通信等功能,通过光纤以太网络接口接入全所综合自动化系统并上传至控制中心,保护功能具有独立性,不依赖于网络。具体保护配置如下:
  10kV进、出线——线路差动保护、过电流保护、零序电流保护、过电压保护、低电压保护
  10kV母联——限时电流速断保护、零序电流保护
  动力变压器——电流速断保护、过电流保护、过负荷保护、零序电流保护、温度保护(变压器内部保护)、过电压保护、低电压保护
  0.4kV低压进线柜、母联柜和环控一、二、三级负荷馈电柜均设过载、短路瞬时、短路延时及接地保护,其他低压柜设过载、短路瞬时及接地保护。
  (3)自动装置
  10kV、0.4kV母联断路器设置自动投入装置/功能,自投功能可在当地/远方进行投入/退出。
  交流所用电母联断路器设置自动投入、进线设来电自复功能。
  直流所用电的两路交流进线设置自动投入功能。
  2.4测量和计量
  变电所的所有测量和计量均在开关柜当地显示并通过变电所综合自动化系统将主要数据送到控制中心,具体设置如下:
  10kV进/出线电流、10kV母线电压、动力变压器一次侧电流/有功功率/有功电度、动力变压器二次侧电流、0.4kV母线电压、0.4kV馈线电流、交流所用电系统进线电流及母线电压、直流所用电系统母线电压。
  2.5功率因素补偿 有功电度、动力变压器二次侧电流、0.4kV母线电压、0.4kV馈线电流、交流所用电系统进线电流及母线电压、直流所用电系统母线电

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