西安地铁供电系统综合联调的开展及思考

李瑜龙

摘 要：通过介绍西安地铁供电系统综合联调开展情况，总结调试过程中发现的问题及好的做法，同时对延长线路供电系统综合联调的重点事项进行了阐述，对西安地铁后续线路供电系统综合联调工作起到借鉴作用。

关键词：地铁；供电系统；综合联调；轨道交通

中图分类号：U292.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.025

供电系统是城市轨道交通重要的系统之一，其运行情况直接关系到城市轨道交通开通后的运营安全和服务质量。这里提到的运行情况主要包含两层含义：①是供电系统自身运行的好与坏，②是与其他关联系统配合的好与坏。供电系统综合联调则是在设备单体、单系统调试的基础上进行的综合性测试，实现与其他关联系统间的良性配合，是城市轨道交通供电系统建设阶段的重要环节。

1 供电系统综合联调边界条件及目标

1.1 边界条件

边界条件有以下几种：①土建施工结束，垃圾清运完毕，线路、道床、轨道、设备和区间运行限界检查完毕，工程质量合格，符合设计要求并通过预验收；②各级变电所设备、环网电缆设备安装调试完毕，完成单位（子单位）工程验收和缺陷处理，实现所有设备的永久性供电；③接触网通过冷、热滑试验，完成单位（子单位）工程验收和缺陷处理；④电力监控系统完成安装和调试，实现就地控制功能，完成与综合监控系统的点对点测试，具备对接触网及变电所设备的中央监控功能。

1.2 联调目标

联调目标有以下四个：①验证供电设备与综合监控、PSCADA系统间的遥控、遥信、遥测、遥调及程控等功能的完整性、合理性、可靠性，暴露并协调解决存在的问题；②检验供电系统各级保护配合情况与设计要求是否相符，对于设置不当的定值及参数进行适应性调整及修改；③检验供电系统非正常运行方式下的供电能力，确定开通运营后供电系统相对优而且可行的正常运行方式及故障运行方式，明确各种运行方式下的最佳倒闸操作方式；④实现人与人、人与设备、设备与设备间的最佳匹配，最终达到开通试运营的要求。

2 西安地铁供电系统综合联调

西安地铁目前已运营线路2条，期间共组织开展了新建线路和延长线路两种不同工况下的供电系统综合联调工作，尤其是延长线路的调试，既保证了运营线路供电系统的安全稳定，又满足了延长线路供电系统调试的要求，调试效果显著。

2.1 项目开展情况

西安地铁已开展的涉及供电系统综合联调项目共4项，分别为弱电设备抗干扰测试、供电系统满负荷测试、供电系统各种运行模式测试、综合监控系统与PSCADA系统调试。

2.1.1 弱电设备抗干扰测试

2.1.1.1 测试目的

通过测试，检验弱电系统设备及计算机在运营条件下的抗电磁干扰能力，以便对可能受干扰的系统设备采取一定的抗干扰防护措施，确保弱电系统在正常投入运营后设备能安全可靠运行。

2.1.1.2 前提条件

通信、信号系统、AFC系统、综合监控系统、BAS、FAS系统、环控、给排水、照明系统、屏蔽门、电扶梯等全部设备完成安装调试并投入运行。

2.1.1.3 主要测试内容

主要测试内容如下：①列车在车站两端升弓启动、制动降弓时，对各专业设备是否有影响；②隧道风机启动（直启）、停止时，对各专业设备是否有影响；③牵引所两组整流机组其中一组故障退出、另一组运行时，对各专业设备是否有影响；④手机、对讲机、冲击钻、大功率交流电焊机等电磁源的使用对各专业设备是否有影响；⑤微波设备工作时，对信号、PIS车地无线通信设备是否有影响；⑥供电35kVGIS开关柜及隔离开关分合操作时对综合保护单元是否有影响。

2.1.1.4 测试难点

参与测试的专业多、人员多，过程组织有难度，尤其是针对通用测试部分，如何组织所有专业测试组在工况启动瞬间测试设备状态变化情况，对参与人员命令下达的准确性、执行的及时性等综合素质有较高要求。

2.1.2 供电系统满负荷测试

2.1.2.1 测试目的

模拟开通时最大行车密度和低压满负荷运行情况，检验供电系统不同运行方式下各级供电设备的供电能力及电气参数测量，验证与其他各系统之间的接口关系及功能是否满足设计要求，暴露存在的问题并提前解决。

2.1.2.2 前提条件

供电系统设备已投入正常运行，各级保护经校验投入运行；变电所综合自动化系统实现对接触网及变电所设备的站级及中央级监控功能要求；所有能够上线运行的列车全部上线运行，所有动力及照明负荷能够投入运行。

2.1.2.3 主要测试内容

主要的测试内容有以下6项：①全线正常供电方式下的供电能力测试；②全线由一座主变电站通过环网联络开关越区供电下的测试；③直流牵引供电系统大双边供电方式下的测试；④直流牵引供电系统大大双边供电方式下的测试；⑤直流牵引供电系统单边供电方式下的测试；⑥直流牵引供电系统大单边供电方式下的测试。

2.1.2.4 测试难点

在测试中，有以下两个难点：①受工期影响，部分大功率负荷在调试期间无法正常开启，影响调试效果，需进行综合考虑，合理安排调试时间；②倒闸方式多，需提前合理制定各项测试的倒闸方案。

2.1.3 供电系统各种运行模式调试

2.1.3.1 调试目的

验证直流1 500 V牵引供电系统在各种非正常运行方式下的供电能力，测量直流相关参数，暴露存在的问题并协调解决，确定线路开通时相对优良而且可行的正常运行方式以及故障运行方式的最佳倒换操作方式。

2.1.3.2 前提条件

变电及接触网设备已全部投入正常运行；变电所综合自动化系统（PSCADA）实现对接触网及变电所设备的站级监控功能，综合监控系统（ISCS）实现对接触网及变电所设备的站级及中央级监控功能；信号系统已完成全线列车最大运行能力测试，通信系统已投入运行，且工作状况良好。

2.1.3.3 主要调试内容

列车以AW2重载模式运行，对直流牵引供电系统大双边供电方式、大大双边供电方式、单边供电方式、大单边供电方式以及正线支援车辆段/停车场供电方式下的系统参数进行测试。

2.1.3.4 调试难点

在调试过程中，遇到的难点如下：①需提前考虑并筹备满足AW2重载列车所需的负载物，西安地铁普遍采用车载沙袋的形式实现此要求；②倒闸方式多，需提前合理制定各项测试的倒闸方案；③测试供电臂内的调试列车数的确定，需根据供电臂供电能力进行综合计算。

2.1.4 综合监控系统与PSCADA系统调试

2.1.4.1 调试目的

验证综合监控系统与PSCADA系统之间的接口功能是否与设计相符，是否满足运营要求；通过综合监控系统与PSCADA系统设备的测试，确保综合监控系统通过PSCADA系统实现对供电现场设备的监控功能。

2.1.4.2 前提条件

供电现场设备已投入运行，工作状况良好；PSCADA系统设备已投入运行，已经完成与供电现场设备的接口功能调试，点对点测试，端对端测试；综合监控系统完成车站级和中央级对PSCADA系统的点对点测试、端对端测试；综合监控系统、PSCADA系统通讯通道与通信时钟系统的接口功能已实现。

2.1.4.3 调试内容

主要的调试内容有：①遥控功能，分为单控和程控两种功能；②遥信及信息处理功能；③遥测及数据处理功能；④事件顺序（SOE）记录和查询功能；⑤操作员工作站用户画面显示功能；⑥大屏幕系统显示功能；⑦数据归挡和统计报表功能；⑧双通道冗余功能；⑨0.4 kV回路测试。

2.1.4.4 调试难点

在调试过程中遇到的难点有：①关于调试点。调试点多、面广，工期长，占用整个综合联调资源比例较大，需提前合理筹划各项工期节点。②延长线的调试。大量报警信息对既有运营线路电调工作站的冲击较大，需在调试期间单独设置临时工作站，调试完成后进行并网。

2.2 调试中好的做法

2.2.1 合并重复内容，精简调试项目

二号线供电系统满负荷测试期间，部分设备因工期影响无法开启，影响了测试效果，同时考虑此项测试中涉及直流系统部分内容与供电系统各种运行模式调试重复。因此，西安地铁一号线综合联调取消了供电系统满负荷测试项目，将原有直流系统测试纳入供电系统各种运行模式调试，将名称重新定义为“直流牵引系统非正常运行模式供电能力测试”；将原有交流系统测试纳入大面积停电演练中进行验证。

2.2.2 优化组织方式，节省调试时间

综合联调时间紧，任务重，轨行区资源极为紧缺，作业冲突面严重，而直流牵引系统非正常运行模式供电能力测试涉及区间及其他外部资源较多，如何在有限的时间内完成项目测试？在一号线调试期间，西安地铁对项目测试供电分区进行了优化调整，在全线各个供电分区按照测试要求设置不同的供电方式，将原有正线4种供电方式测试时间由4 d缩短至1 d，为其他项目的调试节省了大量的时间资源。

2.2.3 结合运营问题，增设调试内容

西安地铁二号线开通后，在日常维护期间发现，环控0.4 kV馈线回路主、备电源接反问题较为普遍，对系统运行安全产生了隐患。西安地铁随即在一号线、二号线南段综合联调期间，增加了0.4 kV回路核对测试，对全线所有0.4 kV回路接线、信息上传等进行逐一排查，主要发现了以下两类问题：①低压回路设计变更后现场未及时修改，导致OCC电调工作站、PSCADA信号工作盘、现场开关柜标识与负荷描述不一致；②设备功能未实现，如一级负荷的双电源切换装置，在主用电源缺失情况下，未能自动转为备用电源。测试期间，克服了工作量大、耗时较长、所需专业多的问题，有效提高了0.4 kV回路的准确性。

2.2.4 开展风险评估，提前做好预防

2.2.4.1 对电调工作站的影响

延长线电力监控调试期间产生的报警信息，如果大量涌入电调工作站，会对电调正常监控既有运营线路供电设备状态产生影响。西安地铁延长线调试期间，综合监控系统采用通讯隔离的方式，选取延长线合适车站，独立搭建临时OCC作为调试工作站，有效避免了延长线路调试报警信息影响既有线路电调工作站的问题。

2.2.4.2 对运营线路供电系统的影响

延长线与既有线接触网实现电气连通后，如果延长线接触网在施工期间出现短路现象，将造成既有线路牵混所开关跳闸，届时会对既有线路正常行车组织产生较大的影响。西安地铁二号线延长线调试期间，采取了以下3种措施确保运营线路供电系统安全稳定：①采用临时绝缘锚段关节对延长线与既有线接触网进行了电气隔离；②对延长线与既有线相邻的牵混所直流开关联跳电缆进行了拆除；③尽量推迟延长线与既有线接触网电气连通时间，待延长线大部分施工已完成及系统设备运行趋于稳定后再进行电气连接。

2.3 调试优化建议

2.3.1 调试方法

弱电设备抗干扰测试项目中对信号、通信系统设备的干扰测试缺乏手段，实用性不强，后续建议在测试过程中增加采用无线WIFI、蓝牙通信设备作为干扰源，重点对信号、PIS、车地无线通信、综合监控系统的抗干扰能力进行测试。

2.3.2 调试内容

2014-04-12，西安地铁二号线韦曲南站进行风机阻塞模式调试，风机同时启动瞬间，启动电流达到了0.4 kV进线开关长延时保护和35 kV动力变馈线开关过流保护的电流整定值。由于0.4 kV开关长延时保护整定时间远远大于35 kV动力变馈线开关过流保护整定时间，造成35 kV动力变馈线开关越级跳闸。低压配电系统与供电系统接口定值设定原则不同，保护配合难以较好的实现。因此，建议在后续联调中增加车站大功率机电设备同时启动瞬间，观察供电各级开关运行情况的测试内容，充分验证高、低压接口保护定值的匹配性。

2.3.3 人员参与

供电系统调试，尤其是综合监控系统与PSCADA系统调试，建议安排电力调度全过程参与。这样做的好处是：①促使电调更好、更快的了解系统；②发挥电调作为直接使用者的身份，早发现问题、多发现问题，利用调试期间的有利条件，将问题整改到位，满足开通运营电调使用要求。

2.3.4 问题整改

供电系统调试中需设计确认、协助解决的问题往往是解决周期最长的问题，因此，调试前要制定设计参与调试、设计问题整改流程等相关工作制度；调试期间要加强设计现场参与调试的深度，有效缩短现场问题的整改时间。

2.3.5 成果保护

调试完成且处于正常运行状态的供电设备，建议制定专项台账和管理制度，加强设备管理，杜绝人员在未经允许的情况下擅自更改设备功能或定值参数，对于确需改动的设备，运营单位要做好变更记录。

2.3.6 安全卡控

供电调试涉及开关的分、合闸操作，影响到下级开关的自动动作，但下级开关是否允许分合闸、是否有人作业，需调试组安排专人进行确认，防止出现影响人身安全的事故。

3 结束语

西安地铁已经历了2条新建线路及1条延长线路的供电系统综合联调，各项工作组织有序，有效验证了系统运行的可靠性，很好地锻炼了人员的综合素质，提高了专业人员的技术水平，为今后西安地铁新线调试的开展奠定了良好的基础。

〔编辑：胡雪飞〕