地铁供配电系统的可靠性与安全性分析

张云飞

（北京中厦建筑设计研究院 北京 102300）

1 地铁供电系统设计

目前，地铁供电系统主要是由电力监控、低压配电系统、牵引供电系统以及主变电所构成。通常一条地铁线会设置两到三条主变电所（110kV/35kV），其主要是用来进行全线牵引、动力以及照明方面的供电，为了便于后期的管理，那么一句车站的局部为（站间距1000m左右）在约为2～3站来进行一处牵引变电所的设置，其主要是用来负责机车牵引供电，其中的每一个车站至少要设置一处降压变电所，主要是用来进行车站和区间设备之间的供电。

一条地铁线路主要依照用电类型来进行分析，主要可以分成两类，分别是地铁车站与区间动力照明用电，另外一类则是用来进行地铁机车牵引用电。在这之中，地铁车站主要用在动力照明配电的降压变电所的配电变压器安装容量则适宜控制在2×1250kVA（具体是以标准车站为例），运用交流～380/220V；但是牵引供电系统主要运用的是DC1500V架空接触网供电制式，相应的接触网最高与最低电压水平要符合GB/T10411-2005之中的各项规定，也就是接触网的最大电压要在1800V之内，最低电压则适宜控制在1000V。

2 地铁环控系统供电设计

地铁车两端的环控负荷中部位置周边进行环控电源室的设置，环控设备主要是由环控电控室来进行集中是配电。其中的一端的环控电源室要紧邻冷冻机房，并且在该电控室之内来设置必要的专用缓控柜，专供冷水机组配套的水泵与冷却塔等三级负荷用电。冷水机组等等相对较大负荷主要是由降压变电所来进行专门供电。环控大系统、环控小系统以及隧道通风系统之中的风机用电都是一、二级负荷。

地铁环控配电的一、二级负荷主要就是从降压变电所引入到两路独立化的电源来实施进线，蒋多变电所到环控电控室进线柜的两路电缆基本上都运用的是矿物双电源切换以及矿物绝缘电缆的主接线方式，环控电控所运用的方式是现场环控设配电，并其很好的直接针对其来实施合理化的控制。环控电控柜低压配电利用变频器、软启动器以及电动机保护器来有效的针对电动机实施全方位的保护，并逐步的实现节能的目的。

地铁环控配电的三级负荷主要可以从降压变电引入到一路电源进线，降压变电所到环控电控室进线柜的电缆则集中运用无卤、低烟、铜芯的B级阻燃型电缆。环控电控柜来设置三级负荷母线段，运用单母线不分段的接线方式，为很好的为冷却塔、冷却水泵与冷冻水泵等三级负荷来进行分组配电。然而环控电柜则运用的是直接放射的方式来为水泵等等设备配电实施有效的控制。

值得注意的就是，在车站环控设备之中，通常的空调动力设备则运用的是直接启动的方式，在单机容量过大的情况之下，启动就会伴随产生电压波动，而导致负荷受到一定的影响，则选择运用软启动的方式（通常单机容量≥75kW时运用的是软启动）。假使环控工艺要求针对其中部分环控设备应用变频控制，来实现节能的目标，但是却在变频基础之上大型负载的时候，就不能再运用软启动的方式。

3 地铁供配电系统的可靠性与安全性

3.1 电源侧

在运用集中供电方式的供电系统之中，地铁站降压变电所的电源引自地铁专用主变电所的各个母线段之中；然而在分散式供电系统之中，则主要运用的是城市配电网之中的各个开关站。但是不管运用何种方式，供电系统都可以很好的为地铁站的降压变电所提供两路独立式的电源，确保地铁站内的供配电系统可以很好的实现一级负荷供电的实际需求。

3.2 变电所电气主接线和运行方式

依据各个车站自身的规模，地铁站一般会设置1～2座变电所，降压变电所也会选用相对典型化的电气主接线方法。

3.3 备用电源与应急电源的应用

对于综合监控、AFC、FAS、信号以及通信等等系统之中，疏散指示与应急照明系统都是一级负荷之中相对关键的负荷。监控等等系统所运用的是UPS来当作是其中的备用电源，那么配电方式则是：因为降压所之中各个母线段的两路0.4kV电源在最后一级的配电箱位置来实施合理化的调换，再将UPS接入其中。UPS的配置主要有两种方式，其中之一运用的是大功率UPS集中电源，另外一个则运用的是各系统分别配备UPS，统一的将其输出回路到各个系统之中。

3.4 正常照明供电的可靠性与安全性

地铁车站照明主要可以分成两类：分别是应急照明和正常照明，其中部分线路的车站设置的是值班照明。依据某个区域地铁运用部门统计分析得知，其中照明系统所引发的故障概率已经占到了整个低压配电系统初出现故障概率的八成，照明供电的安全可靠性会直接性的影响到了公共场所之中的人身安全性。

对于地铁而言，在公共区域和出入口通道的人口密度相对集中，地下站的正常照明基本上依照的是一级负荷来予以供电，地上站的正常照明则运用的是二级负荷来进行供电。为了有效的促进照明供电过程之中的可靠性，那么正常照明回路则运用的是交叉配电的方法。

总之，目前，地铁建设的速度在不断的加大，地铁安全运行则是进行工程建设的首要原则，但是在地铁运行过程之中，供电系统则是其中最为基础的能源设施。供配电系统是地铁供电系统之中的关键部分，其主要承担着AFC、信号、通信、消防、照明、给排水以及环控等等用电设施的供电，在诸多用电设备与接口相应的对于供电的安全可靠性提出了更为严格的标准。因此，本文的研究也就显得十分的有意义。

[1]郭鹏飞.地铁供配电系统的可靠性与安全性分析[J].机电信息，2017（15）：16～17.