地铁变配电系统工程设计

1、地铁变配电系统工程设计关键词：地铁 变配电系统 无功补偿 智能电网 谐波摘 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。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。上海轨道交通地铁二期工程共设 17座地下车站 和

2、1座地面车辆段，线路全长22公里，与地铁一期工程的中段连接，构成环线。地铁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SCAD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

3、座，提供整 个车站和两侧相邻半个区间的负荷用电。地铁降压变电所设计1主接线及运行方式全线的降压变电所被分成若干个供电分区， 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，设置母联断路降压变电所设两台10/0.4kV动力变压器，分别接自不同10kV母线上。变压 器容量的容量满足

4、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。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，当一路电源故障时，母联分段开关自投， 由另一路电源电源供一、二级负荷用电。3控制、继电保护和自动装置2. 1控制降压变电所10kV断路器采用SCAD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

5、联，以实现火灾情况下FAS系统可将其断开。2. 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、出线一一线路差动保护、过电流保护、零序电流保护、过电压保 护、低电压保护10kV母联一一限时电流速断保护、零序电流保护动力变压器一一电流速断保护、过电流保护、过负荷保护、零序电流保

6、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。2. 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

7、、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功率因素补偿变电所采用低压集中自动补偿方式，每段0.4kV母线上装设电容自动补偿装 置，对系统进行无功功率补偿，使补偿后的功率因数大于0.9。2. 6所用电系统(1) 交流所用电系统由降压变电所所 0.4kV两段母线分别引入相互独立的 两路电源，作为交流所用电系统的进线电源， 两路电源互为备用。交流所用电系 统采用单母线分段接线型式，供全所交流所用电负荷。(2) 直流所用电系统用于提供降压变电所控制、操作、继保电源及事故照 明电源。正常运行时，充电单元负责全所直流用电，蓄电池在浮充电状态。交流失电后，变电所内的蓄电池组容量应保证所内经常性负荷、 冲击负荷、事故照明 负荷停电1小时的放电容量及事故放电末期最大冲击负荷容量 (按4台断路器同 时动作考虑)的要求。直流系统操作电压为 DC220V采用高频开关电源。2. 7过电压保护供电系统在运行过程中会遭受暂态过电压、 操作过电压、雷电过电压