城轨供电系统运营管理重点难点分析

城轨供电系统运营管理重点难点分析

高思瑞

天津轨道交通运营集团有限公司天津市300300

摘要：供电系统为地铁提供安全、可靠的电力供应，满足所有用电需求；在设备故障时，系统能够自动、快速的隔离故障点，快速恢复供电；可以快速、可靠的进行停电、送电操作，满足灵活的调度需求。

关键词：城轨供电运营管理难点分析引言：地铁主要供电设备包括变电设备（主变压器、整流变、接地变、动力变），交流开关（110KV、35KV、10KV、400V）开关柜，直流开关（750V、1500V）开关柜，保护测控交直流屏、站用电设备、综合自动化设备、五防设备、无功补偿装置(电容器柜)、保护屏、整流器、再生能设备、隔离开关柜、杂散回流等设备以及接触网、高压交流环网电缆、直流电缆、低压开关柜馈线电缆和部分外线电缆。

1、城轨供电系统运营管理重点

1.1设备维护维修

地铁供电性能是否稳定直接关系着地铁的安全运营。例如：直流供电系统承担直流牵引供电的任务，该系统一旦发生故障，会导致单个或多个区间无电从而无法跑车终止运营；为保证供电设备安全稳定运行，做好供电设备日常检修维护工作，地铁供电管理部门应参照国家、电力行业的相关标准，结合设备的实际运行情况，定期开展设备日常巡视、故障缺陷维修、定期检修等工作。日常巡视是定期针对变电所运行中的设备进行巡视检查工作，保障维护设备正常运行、保证安全可靠供电的有效措施。故障缺陷维修是针对设备运行时出现的故障缺陷情况，采取相应的措施进行维护和检修，防止事故的发生和扩大。

1.2设备系统检测

直流系统框架绝缘是杜绝发生各种短路或者接地故障，保护人身和设备安全的保障，是确保地铁牵引供电的重要任务；供电上网电缆、均回流电缆是牵引正极负极连接电缆，其绝缘稳定性直接关系电客车牵引回流正常运行。为保证直流系统供电系统稳定运行，根据直流电缆绝缘、框架绝缘测试周期，定期组织对供电设备主要性能进行测试，保证测试结果满足运行要求。

1.3设备系统预防性维修

电气预防性试验是电力设备运行和维护工作中一个重要环节，是保证电力设备安全运行的有效手段之一，其目的在于检查电气设备在长期运行中是否保持良好状态。依照国家《电力设备预防性试验规程》、行业的有关标准、规范及设计资料，对绝缘工具（绝缘靴、绝缘手套等），主变、子所变压器、高压开关柜等供电设备进行检查、试验工作，掌握电气设备的绝缘情况，以便发现缺陷及时处理，保证人身安全和设备安全运行。

1.4PSCADA系统管理

PSCADA系统由控制中心电力调度子系统（主站）、变电所综合自动化系统（被控站）、车辆段供电车间供电复示系统以及通信通道构成。PSCADA系统对全线主变电所、牵引降压混合变电所（含跟随式降压变电所）、降压变电所（含跟随式降压变电所）、牵引网等主要设备的运行状态进行实时控制、监视和数据采集，实现供电设备的自动化调度管理。供电管理部门应定期开展设备降级运行方式测试、越区隔开测试等工作。

1.5交流高压设备管理

主变电站、子所高压开关柜承担为地铁供电的重要任务。目前地铁线路均有2-4个主变电站为1条或多条线路进行供电，为提高供电的安全性和可靠性，一般主变电站的进线电源均来自城市电网的不同变电站，主变电站的设备故障基本可通过降级运行保障线路的正常运行。但是不排除主变电站两路进线同时故障的可能性，若发生此类故障，对线路的运行影响极大，会造成基本半数的车站全部退出运行，极大的影响线路的正常运行秩序。子所高压开关柜一旦故障，将降低供电稳定性，导致设备运行方式调整，若为出线柜故障还会影响临站用电。

1.6供电低压设备接口管理

低压配电系统供给车站、区间的动力照明设备使用，以保证车站设备和照明系统的正常运行，一旦故障将影响车站动力的使用及照明，导致供电稳定性降低，造成降级，叠加故障时，导致车站全部失电从而终止运营。另外，低压配电设备下口接口众多，涉及到通信、信号、机电等专业，为保证接口设备正常供电，故障后需配合相关专业进行排查，确认无误后方可恢复送电。根据季节特点，开展低压配电设备防火专项检查，防止电气火灾的发生。

1.7电力电缆管理

地铁供电系统电力电缆主要有交流110kV交联聚乙烯、交流35kV/10kV交联聚乙烯、直流1500V/750V交联聚乙烯或乙丙橡胶，交流400V交联聚乙烯电缆，一旦电缆故障将导致供电系统降级运行，供电可靠性降低，故障叠加的情况下可能影响正常供电，影响地铁运营。

1.8应急管理

供电系统故障多是因发生短路、保护、遥控等功能失效而导致供电设备本身或其他相关设备无法正常运行或发生危情的故障。发生供电系统故障时可能导致供电设备降级运行、牵引系统失电影响运营车站照明、站内风机及其他专业等设备停电，导致人员恐慌，甚至出现人员伤亡和财产损失。在故障发生后，尽可能做好应急工作，快速恢复供电，最大限度降低故障所产生的损失，对地铁正常运行意义重大。针对供电系统故障情况，编制应急预案、综合处置方案等应急相关制度，包括《供电专业大面积停电应急处置方案》、《供电专业SCADA瘫痪现场处置方案》等处置方案。供电管理部门应成立抢险救援队伍，并设置抢险队队长，设置24小时值班调度。另外，根据现场处置方案和应急物资配置标准配置应急物资，分别配置于抢险车、变电应急值班点、变电工区，用于供电设备故障的应急抢险。

1.9接触网维修管理

接触网是地铁牵引供电系统的重要组成部分，接触网一旦故障将直接影响地铁列车的运行，中断地铁运营。接触网设备安装复杂，安装在露天区段，温度变化量较大，关键设备（线叉、锚段关节、电连接、分段绝缘器等）的参数调整与管控较困难。接触网参数超出标准范围，将增加诱发弓网故障的风险，为保证接触网设备运行良好，将接触网运行参数严格控制在标准范围内，需按计划开展接触网维修、测试工作，包括接触网螺栓防松、接触网几何参数管控、接触线磨耗管控、接触网绝缘监测、预防鸟害等。

2、城轨供电系统运营管理难点

2.1外线电缆管理

外线电缆是国网公司为地铁供电的线路，承担为地铁供电的重要任务。一旦电缆故障将供电系统降级运行，供电可靠性降低，故障叠加的情况下可能影响正常供电。例如某地铁负责的1、2、3、6号线及枢纽站共有10座主变电站涉及27路外线电源，其中11路外线电源线为供电公司产权，由供电公司负责维护及故障处理；其余16路为运营公司产权，由运营公司供电部门负责维护及故障处理。在外线电源故障处理过程中涉及破路、动土等施工作业，需协调市政、道桥、燃气、园林、电力公司等多家单位，协调难度大，运营公司供电部门不具备此类电源故障处理能力。电力公司有专门的电缆维检队伍（电缆维检中心），能够快速响应电缆故障（电缆故障处理时间一般不超过3天）。

2.2架空输电线路

某地铁1号线主变电站110kV外线电源在跨越河处采用架空线路输电，架空线路路径长近1000米，设立四座支撑铁塔，架空输电线路一旦故障将导致影响线路失电，降低线路供电稳定性。架空输电线路在实际运行过程中受自然环境因素影响严重，运行维护难度大，目前运营供电部门缺乏一定的架空输电线路维护经验。

2.3杂散系统管理

杂散电流防护与检测系统主要由排流柜、单向导通装置和杂散电流检测系统组成。杂散的防护设计采取“以防为主，以排为辅，防排结合，加强监测”，若不进行杂散防护，地铁杂散电流对城市建筑、地铁主体结构钢筋、地铁电气设备及地铁附近的埋地管线具有较大的腐蚀作用，故杂散电流的防护措施很关键。目前已对杂散电流测试数据进行监测，但排流柜投入运行要考虑的因素繁杂，需要充分调查研究论证。

2.4接触网断线应急处置

柔性接触网在张力作用下完成架设，在异常外力的作用下可能发生断线。一旦发生断线故障，将导致对应供电分区停运，需要大量的人力物力赶赴现场进行抢先修复，约需要5-7小时的修复时间。