城市轨道交通的配电系统故障分析及解决方案

城市轨道交通的配电系统故障分析及解决方案

蒋光大

贵阳市城市轨道交通集团有限公司 贵州省贵阳市 550000

摘要：本文从我国现代城市轨道交通的配电系统形式角度入手,对于城市轨道交通的配电系统中存在的故障问题进行了说明和阐述,进而根据实际的情况研究讨论城市轨道和公共交通中的配电系统事件故障解决措施。

关键词：城市轨道交通；配电系统；故障分析

前言

在新的时代下,由于我国城市内部建筑物的密度比较大,尤其是老城区,城市的剩余空间也逐渐缩小和减少,旧城区改造的难度也比较大,如何发展地下铁路与轻轨交通正在成为我国社会人民广泛关注的热门话题。本文以某些城市轨道交通35kv 配电系统的现场案例,对其中一些故障情况进行了相关性的分析。

1.城市轨道交通的配电系统的形式

1.1集中式供电

在目前我国的主要城市轨道网络交通沿线,根据其主要用电系统容量及主要线路的用电是非,建设了多个专用主交流变电所,这种主交流变电所组合而成的交流供电控制系统,被人们称为新型集中式交流供电。主功率变压器电站的输出进线电和输出输入电压通常为110kv,经过大幅直流降压后转变成35kv或10kv,供给高速牵引变电所与大幅直流降压。集中型并网供电有利于成为建设我国城市轨道公共交通网络的重要供电机组,并且已经形成了独立的供电体系,便于其综合治理及日常运营^[1]。

1.2分散式供电

根据目前我国现代城市轨道网络交通电网运营中对于电网供电的特殊技术需要,在北京地铁沿线直接从我国城市水力电网内部直接引进了多路交流电源,构成了一个电网供电分散系统,称为多线分散型电网供电。该类型的供电电流模式一般要求是10kv的最高电压电流等级。分散式牵引供电系统应该必须要充分做到了为保证各座卧式牵引变电所、降压式牵引变电所都必须能够同时获得两个不同路径上的备用电源。

1.3混合式供电

将前两种城市供电管理模式紧密地联接结合在一起,一般来说是以城市集中式电网供电系统为主,个别重点地段甚至引进了用于城市集中电网的交流电源,并将其作为对城市集中式电网供电的一种有效补充,使得城市供电管理体制更加健全和可靠。这样的混合方式被人们称之为离子混合式供电。北京地铁1线及环线、正在建设中的武汉城市轨道交通项目、青岛地铁南北线项目等即是一个混合型供电系统。

根据网络和功能的不同,把为牵引变电所提供供电的中压电网,称为牵引电网;同样,把为减少降压的变电所提供动力照明的中压网络统统为动力照明网。其中中压电路具有两个主要的属性:一个就是电压的等级,二个就是其构成方式。

2.城市轨道交通的配电系统故障分析

2.1接地故障电流分析

在目前我国用于现代铁路城市轨道网络交通的接地配电线路系统中,假设三相线路接地配电线路共有i,ii和线路iq,当三条接地线路iq之间同时发生一个a或三相接地的线路故障时,假设正常线路使用时的情况下三相之间接地线路电压对称且平衡,三相之间接地线路电容基本相等(此时可以考虑忽略三相线路接地电导)。线路两相i的两个a相是在接地后,a相的对地交流电压值的变化大约为零,b相和线路c相的对地交流电压均等时会逐渐向下升高而形成一条直线的对地电压^[2]。

2.2容性电流补偿措施

由以上的分析结果可知,城市轨道交通35kv 等级的系统在短路中发生了单相接地的故障后。若能够在故障点的情况下自动接入某一个故障点的电感j险熄灭电流,则就是能够通过促使电感器的驱动电流和两个合成材料电容器的驱动电流因为两个元件相位的正好而自行自动相对或被自动抵消,合成的容器电流强度应该一定是零或者很小,然后自行自动熄灭。产生该于一种电压的感性驱动电流的一种位移式交流电压即为电路故障断电事件通常发生时与其所在的输电网的一个中性点所对应呈现的一种位移式交流电压。故障是原点的中性电容敏感电流超前了一个中性点及其位移点的电压900,此时如果电路若在中性的j险点上同时连接上一个原点电感线圈,通过该原点电感线圈的内容电流iiil经常极大地由一个中性点直接使电流回原点到一个中性点。在其中有一个常见故障的特点是使il与交流电容的电感输出和输入电流分别进行相量汇合,其中的电容相量和电流接近于零,达到了电流消弧的工作目标,这个被我们称之为交流电感线圈。

2.3单相接地故障谐振分析

在目前我国一些城市轨道和公共交通线路配电运输系统的正常运行中,往往可能会不时出现一些线路单相接地的配电故障和线路谐振。在此期间,经常可能会同时发生一些电路单相接地的电路故障,影响涉及到各个电路相关电子部件的正常运行工作。为了实时准确检测一次高压变电站的一条母线所连接对地的实际电压,通常我们要求在一次高压变电站的一条母线上会被连接地得到一个绕组tv,并且其一次性的绕组会被连接地形成一个五角星形,而且一个中性点则直接地连接地。当供电系统在短路单相接地时或当发生短路故障电流减少而电能消失后,tv的励磁电容阻抗和对地励磁电容值都会改变形成非线性谐振放电回路,造成线性谐振回路过电压

^[3]。

3.城市轨道交通配电系统中发生故障时的解决对策

3.1单相接地故障谐振解决方案

就目前我国新型城市轨道网络交通35kv技术系统来说,可以从这些中的几个技术方面上来进行分析思考,解决这个技术系统可能存在的一些故障。一个例子就是用于tv一次侧向连接的整流电阻。在我们进行了一次全方位的调查分析了该系统故障的主要问题后,需要将tv一次侧向连接入50000欧姆的谐振电阻,在一定频率范围内,增加了供电系统中各个不同零序供电回路之间的阻尼,有效地大大抑制了谐振,确保整个系统的谐振和电压幅度控制在规定范围内,在0.23秒后,系统基本都可以继续处于正常工作状态中。目前,中性点经电阻接地的方式实际上并没有被广泛采用,主要原因是由于它们在快速抑制谐振的前提下,也不必再经过很多时问整个系统,它们才能够继续处于正常工作运行。相应的地方,在我国城市轨道交通35kv系统的中性点在接入了较小的电阻后,系统三相对地的电压也将随之发生相应地的改变^[4]。

4结语

总而言之,在新的时代下,城市轨道交通己经逐渐地成为了城市居民每天日常生活和出行必不可少的重要公共交通工具,并且也呈现着蓬勃发展的趋势。作为一种快速而便捷的公共交通方式,城市轨道交通极大地提高了对城市空间的利用率,缓解了城市交通的压力,净化了城市的环境,有利于推动和促进我国城市经济的健康可持续性发展。在正常运行的过程中,要求企业必须定期地检查配电等系统的运行情况,要对系统出现的故障情况进行具体的分析,并采取可行的应对措施予以解决,避免系统中存在的安全隐患,处于安全、稳定的运行中,降低了安全事故的发生率,减少了运营的成本,具有良好的社会和经济效益。

参考文献：

[1] 赵列远，余斌，王心光.浅谈城市轨道交通综合监控系统现状和未来发展方向[J].中国建设信息，2012（11）：62-63.

[2] 王忠文，方鸣，刘潍清.我国城市轨道交通安全评估体系的探讨[J].现代城市轨道交通，2014（06）：1-8.

[3] 林琳，高亚静，段晓波.城市轨道交通的配电系统故障分析及解决方案[J].电气应用，2014（12）：91-95.

[4] 汪波，韩宝明，战明辉，李得伟.城市轨道交通运输能力计算及加强研究[J].城市轨道交通研究，2013（04）：38-43.