城市轨道交通快线工程供电系统调试技术探讨

（中交机电工程局有限公司，北京 100088）

1 轨道交通快线工程概述

城市轨道交通按旅行速度分为轨道交通普速线路和轨道交通快线，普速线路指旅行速度45 km/h以下的城市轨道交通线路，简称普线；快速线路指旅行速度45 km/h以上的城市轨道交通线路，简称快线[1]。国内各主要城市经过数轮建设，市区范围内运行的旅行速度45 km/h以下，载客量适中的普速轨道交通线路基本建设成网，为了适应城市的大规模建设需要，快速联动城市市区及郊区的快线工程逐步进入各主要城市建设规划，成都作为较早建设轨道交通快线的城市之一，现已建成并开通了2条轨道交通快线。

轨道交通快线工程与普线工程相比，在供电、车辆、信号、土建等各专业的设计上均存在较大差异。成都在建的轨道交通快线工程，为提高地铁运行速度，增大车辆载客量，将传统的直流供电地铁车辆设计为交流25 kV牵引，供电系统采用集中供电方式，将牵引变电所和电力主变电所合建为主变电所，其他专业也进行针对性的配套设计。

本文以成都地铁17号线一期工程为例，分析了成都地铁17号线一期工程供电系统的组成情况、供电系统的调试内容及调试过程中遇到的难点，对调试方法、调试组织等进行了简要介绍，供相关人员参考。

2 供电系统组成

成都地铁17号线一期工程线路于2020年12月开通运行，设计最高运行速度为140 km/h。

相较传统的直流地铁线路，17号线一期工程进行主变电所供电回路设计时，将供电系统按牵引供电及动力照明供电两个电压等级进行设置，牵引供电系统采用110/27.5 kV两级电压供电，在牵引供电中间分相处设分区所，在场段设牵引供电开闭所，采用速度目标值140 km/h的地铁A型车8辆编组，交流25 kV架空柔性接触网、带回流线的直接供电方式；动力照明供电系统采用110/35 kV两级电压供电，各车站和场段设35 kV降压变电所。

3 供电系统调试内容

供电系统调试主要包括两部分：各变电所内设备的单机、单系统调试；各变电所设备对控制中心的PSCADA系统联调。

单机、单系统调试包括设备单体试验、设备保护试验、单站PSCADA系统调试等。不同的变电所包括的设备不同，单机单系统调试项目也不同，具体包括如下设备及系统：

（1）主变电所：包括牵引变压器、电力主变压器、磁控电抗器（110 kV）、GIS组合电器（110 kV）、GIS开关柜（35 kV）、GIS开关柜（27.5 kV）、SVG动态无功补偿装置（35 kV）、35 kV接地变压器及接地电阻成套装置、35 kV所用配电变压器、一体化电源装置、牵引变压器保护柜、电力主变保护柜、110 kV线路保护柜，测控柜、故障滤波柜，电能质量柜及六氟化硫在线监测、电能表柜、电能采集柜、绝缘在线监测柜等，对于主变电所单机单系统则包括上述全部设备的单机试验、保护试验及单站PSCADA系统摇信、遥控、遥测、电度量等调试。

（2）牵引供电分区所：包括GIS开关柜（27.5 kV）以及对应场段和区间范围的上网隔离开关等。牵引分区所的单机单系统调试主要指27.5 kV开关柜的单机调试及保护试验、相关接触网隔离开关的闭锁试验、单站PSCADA系统的调试。

（3）35 kV降压变电所（含跟随所）：包括GIS开关柜（35 kV）、交直流电源柜、控制信号屏、配电变压器等35 kV降压变电所（含跟随所），单机单系统调试包括上述设备的单机试验及保护试验,、单站PSCADA系统的调试。

4 PSCADA系统调试

（1）PSCADA系统构成。城市轨道交通快线工程PSCADA系统包括：主变电所、降压变电所、分区所、开闭所、跟随所、接触网隔离开关集中监控系统、供电复式系统、控制中心电力调度系统设备等。

（2）调试内容。PSCADA系统调试包括：单站PSCADA系统调试（在单机单系统调试阶段组织）、接触网电动隔离开关监控系统调试、变电所至控制中心的通信通道调试、变电所对控制中心全点位对点调试、PSCADA系统程控卡片调试等。

（3）调试前提条件。①各设备接入通信设备的通信线缆敷设完成，线路接线正确；②通信设备安装就位，并对设备的送电运行情况进行检测；③所有调试设备二次线路及送电检查已经完成；④各设备综合自动化调试遥信、遥控、遥测、电度量的测试点表经厂家、设计、运营等单位人员确认无误；⑤设备单体调试完成，具备调试PSCADA系统的条件；⑥相关设备厂家技术人员就位；⑦关于调试期间的应急及突发事件处理已经形成相应措施；⑧调试相关试验仪器及后勤物资就位；⑨相关调试人员均已熟悉调试具体实施方案，并经过方案培训。

（4）调试步骤。①被控站（主变电所、分区所、开闭所、降压变电所、跟随所、接触网隔离开关集中监控系统）系统调试；②通道调试；③调度端系统调试；④被控站对主站全信号点位调试，包括遥控、摇信、遥测、电度量调试；⑤PSCADA系统程控卡片调试；⑥复式系统功能调试。

详细调试方法与普速地铁线路供电系统调试方法一致，此处不再赘述。

5 调试难点

本工程具有以下几个调试难点：

（1）共同点：①采用交流牵引供电方案的轨道交通快线工程国内无投运先例，没有成熟的设计方案可供参考，设计方案不稳定，对调试工作的顺利推进造成较大的影响，存在边调边更正设计方案的情况；②运营管理单位对交流牵引供电系统没有实践经验，为满足设备运行、维护的便利，进行了较多工作变更。

（2）主变电所：①工期紧，调试任务重；②施工现场各专业交叉，专业之间抢工，导致设备房场地不整洁，大型试验设备需要的相对宽阔、平整的试验场地无法得到满足；③现场调试电源采用临电，调试期间跳闸频繁，对于试验设备造成较大的安全隐患；④主变电所设备多、继保试验项目多，对调试人员专业水平及厂家配合人员要求较高，施工现场组织的人员较零散，容易造成试验项目理解冲突及漏项等情况；⑤主所电力监控系统对点调试，点表数量多，需设备厂家、监理、运营、设计等多方单位确认，点表的确认要求周期较长，且不易一次确定好，存在反复调试反复更正的情况；⑥主变电所送电前不能完成对控制中心的PSCADA系统全功能调试工作，存在后期申请停电调试的情况，送电后申请大范围停电不容易，耗费较大的人力和时间。

（3）正线变电所：①试验设备重，搬运困难；②施工现场临电不稳定，频繁跳闸；③设备房内各专业交叉施工，调试作业面不能得到保障；④所内控制信号屏对点调试的点表确认工作滞后。

（4）分区所：①试验设备重，搬运困难；②施工现场临电不稳定，频繁调整；③分区所设备点表确定工作滞后。

6 方法创新

基于以上难点，本项目对调试方法进行了创新和优化：

（1）设备单体试验、保护试验等调试与所内综合自动化调试结合，缩短调试周期。

（2）送电后的平推检查期间组织控制中心PSCADA系统人员携带数据库进行站下对点，提高所内对控制中心调试的一次成功率[2]。

（3）调试期间，同类设备调试周期相对集中，便于设备供应商集中安排人员配合。

（4）调试工作紧盯现场，合理组织，在较短的时间内完成了各变电所的全部调试任务，避免了人力资源的耗费[3]。

（5）紧盯调试工作，发现问题立即处理，其他站点批量更正，避免了问题的重复发生，提高设备调试的正确率。

7 调试组织

为保证调试工作的顺利有序开展，调试期间成立监理单位、运营单位、施工单位、设备供应商、试验单位等组成的调试小组[4]。

（1）组长：施工单位技术负责人（负责制定调试计划，协调各单位参与）。

（2）副组长：监理单位专业监理工程师、施工单位专业工程师（负责调试工作的现场组织，并监督调试工作的开展）。

（3）成员：试验单位、施工单位、运营单位、设备供应商（负责调试工作的具体实施）。

8 结语

与传统直流供电的城市轨道交通项目相比，城市轨道交通快线工程牵引供电设备基本独立于动力照明供电系统设备进行设置，主变电所设置110/27.5 kV牵引变压器及相应的27.5 kV开关柜设备，正线设置分区所，沿线路在轨行区接触网上网、分段、分相部位均设置电动隔离开关，采用接触网隔离开关监控柜进行集中监控，牵引部分设备的调试内容主要集中于主所、分区所、区间隔离开关监控系统。动力照明供电系统设备集中于主所、车站降压所、区间风井跟随所等部位，调试内容仅限于动力照明供电系统的相关设备，各车站不再设置直流供电的相关设备及杂散电流防护等配套系统，调试内容大大减少。

对于轨道交通项目而言，无论是直流供电工程还是交流供电的快线工程，对供电系统设备尤其是牵引部分设备的运行可靠性要求较高，为此建议轨道交通快线工程应重点保障主变电所、分区所等部位设备的调试验证工作，务必确保牵引部分设备的功能完善、可靠运行。