轨道交通低压配电系统故障及保护

王 亮，张传坚

（南宁轨道交通集团有限责任公司运营分公司，广西南宁 530000）

1 探析轨道交通低压配电系统故障及保护措施的意义

（1）确保设备供电平稳、正常，营造稳定、安全、高效的轨道交通低压配电系统运行氛围，推动轨道交通低压配电系统朝着科技化、智能化、低能耗方向可持续发展。

（2）延长低压配电装置使用寿命，节约系统运行成本，提升轨道交通低压配电工程服务质量水平。

（3）积累轨道交通低压配电系统故障处理经验，为新技术、新模式、新思路的应用奠定基础。基于此，为提高轨道交通低压配电系统运行综合质量，探析该系统故障及保护方略尤为重要。

2 轨道交通供电系统构成

轨道交通供电系统主要由牵引供电系统、交流高中压系统、远动系统和低压动力照明等系统构成，通过电缆（架空线）、变电所将电能传输至各低压配电设备端。其中，集中式供电模式经由城市配电网将220 kV 或110 kV 高等级电压输送至轨道交通供电系统端，轨道交通变电所将高压转化为10 kV 或35 kV 中压。在此基础上面向轨道交通降压变电所、牵引变电所输配电，期间1500 V 或750 V 为牵引变电所降压值，照明、动力供电电压为380 V。分散式供电模式经由城市电网变电所将10 kV 或35 kV 中压传输至轨道交通降压变电所、牵引变电所端。集中式供电模式供电管理得当，赋予检修作业有效性、便利性，相比之下投资较多，自身供电灵活可靠。设置专用轨道交通高压输配电站，区域变电站为轨道交通供电，结合实际需求采用不同电压及构成系统。例如，广州及上海轨道交通运用集中式供电模式，其中35 kV、10 kV 为上海轨道交通供电系统主要电压，广州只有35 kV 电压等级。

3 轨道交通低压配电系统常见故障及处理办法

3.1 应急电源照明装置故障

（1）开机后控制模块无反应，或输出偶尔出现中断现象。可利用与控制模板配套螺钉固定机框，检查直流输入线接触情况及是否接反，若存在接反问题改正即可，其中控制模块开机后无响应可能受直流输入插接不严密或接反因素影响。输出无故中断可能受控制模块电压输入过低或直流输入接触不良等因素影响。

（2）指示灯正常，控制器报警。首先检查指示灯系统上位机通信情况，确认是否存在负载故障。若排除上述故障，检查直流输入电压参数是否合理，以确定是否为直流故障。由于指示灯无法显示所有故障，因此需查看上位机通信。此类故障大多因负载及直流故障、过载等情况引发。

（3）控制模块有声光警告。查看应急照明装置系统逆变模块，若有关模块“负载”灯最底格不亮或“故障”灯亮，通过安装新模块或拔出模块可以排除故障。安装新模块后，系统运转应等待1 min 左右，系统逆变模块检测需要一段时间。

（4）上下控制板切换频繁且无输出。检查DC 176～264 V 输入电压参数，直流欠压、过压均会出现控制模块长鸣现象。在直流过压、欠压情况下输出会切断，旨在保障蓄电池安全稳定。

（5）控制模块无长鸣、无输出现象，且上下控制板频繁切换。首先替换控制模块，问题解除则表示故障排查完毕。若仍存在上述现象，需检查机框排线是否故障，针对具体故障进行处理。

3.2 低功率消防负荷系统故障

在轨道交通低压配电系统应用进程中存在低功率消防负荷系统故障问题，需通过设计优化，规避有关故障。根据终端供电损失情况及低压系统安全供电标准划分电力负荷级别，以等级要求为依托，低压配电柜一级负荷由两路回路提供电能，气体灭火、潜水泵、安全设施等一级负荷，存在功率水平相对较低问题。基于此在该系统内配置低压配电柜进行供电不够合理，可以轨道交通照明配电系统为载体，设计一级负荷动力箱进行交叉供电。在节约电缆用量前提下达到控制总体负荷量目的，排除低功率消防负荷系统故障。为轨道交通低压系统运行营造稳定、和谐、安全氛围，继而提高轨道交通综合保护质量。

3.3 设备供电节能故障

在轨道交通规模不断拓展背景下，城市建设轨道交通更为关注能耗，旨在推动轨道交通系统朝着可持续方向发展。为此在轨道交通低压系统运行进程中配置若干节能电气设备，一旦节能设计出现故障，将直接影响设备供电节能成效，为此需做好节能设计工作。例如，根据南方地区轨道交通低压配电系统运行情况，可规设冰冷机组，实现制冷节能目标，以环控系统为依托，保障轨道交通低压控制系统内冷风能够顺利排出，在其余季节可利用隧道实现通风换气目标。立足轨道交通车站经由BAS 系统予以调配，根据各时段流量有效调节风量，在改变风量基础上落实节能目标。再如，根据北方地区轨道交通冬季运转实况，可规设采暖系统，其中空调系统、采暖系统均为三级负荷，以相同回路为载体敷设有关装置。在控制低压配电系统电柜回路规模同时，能够节约电缆材料、动力配电箱等资源，提高新时代轨道交通低压配电系统节能故障处理质量，助推轨道交通低压配电系统可持续发展。

4 轨道交通低压配电系统保护措施

4.1 保护要求

（1）轨道交通低压配电系统出现故障后，以维护检修人员人身安全为导向，需及时切断电路，保护低压配电系统，同时有关故障不会影响其他系统运行的稳定性。这就需要运维工作人员深入了解轨道交通低压配电系统，能够精准解析工程图，根据保护要求开展具体工作，在工作中积累经验，不断学习新型保护措施，旨在科学处理故障，维护轨道交通运营系统的安全与稳定。

（2）有选择性控制电路，结合自动化控制系统，保护轨道交通低压配电线路。

（3）根据《低压配电设计规范》，保护电气设备及有关系统。

（4）制定轨道交通低压配电系统保护制度，指引专业技术人员妥善运用技术手段，根据故障类型及系统日常运行实况，规设针对性、科学性兼具的保护措施。

4.2 保护特点

（1）线路特点。当前，轨道交通低压配电线路主要分为末端线路、主干线路及分干线路。其中，主干线主要是指低压配电屏延展所得馈电线，连接用电设备主要是末端线路。发生接地、短路等故障后，需瞬时切断故障电路电源。

（2）故障特点。接地、短路等故障多存在末端回路位置，故障概率约超过90%，尤其是移动电器、插座、插头、导线等容易发生故障，其中，接地故障占比约为85%。

（3）选择性特点。在轨道交通低压配电网系统中若出现电网电流故障，保护电气设备会根据规设程序有选择性、动作次序性地保护低压配电系统，不会出现越级操作现象。将该系统故障可能引发的范围缩至最小空间，有效保护轨道交通低压配电系统。

4.3 电器选择

以轨道交通低压配电系统故障及保护需求为依托，断路器根据保护性能分为选择性、非选择性两种。其中，非选择性断路器具有可手动复位、无需更换元件、维修概率较低等特点，同时兼具瞬时电流脱扣器、长延时脱扣器保护功能，确保短路及过载时低压配电系统的安全稳定。断路器的选择需确保其具有参数调试便捷、灵敏度较高、接地故障保护、瞬时动作、短路延时等功能。根据新时代电器更迭动态，选择具有智能化保护功能的设备，针对轨道交通低压配电系统故障加以监管，实时整合轨道交通低压配电系统运行数据信息。根据国家标准选用电器，确保其适应轨道交通低压配电系统运行环境，电器额定电流大于等于回路计算电流，有效保护轨道交通低压配电系统。

5 结束语

轨道交通作为新时代城市化发展进程中缓解人们出行压力的重要运输系统，要树立节能环保规划发展意识，在此基础上解决低压配电系统故障问题。通过应用有效的电器设备，提高系统保护质量，同时根据该系统运行实况制定周期性保护方案。针对设备、线路加以检修，有预见性地排除系统故障，组织专业技术人员学习先进技能，为应对新时代日益复杂的低压配电系统综合运维挑战，夯实人才基石，确保轨道交通低压配电系统安全稳定运行。