浅谈武汉地铁各条线路供电系统运行方式的差异

浅谈武汉地铁各条线路供电系统运行方式的差异

吕睿

武汉地铁运营有限公司 湖北武汉 430000

摘要：通过浅谈武汉地铁现有线路供电系统设备及运行方式，来比较近20年各条地铁线路供电系统的差异，谈谈武汉地铁供电系统的发展情况。

关键词：主变电所设计、中压环网系统、支援供电

一、引言：

武汉地铁从2003年的10公里线路发展到今天11条地铁线，277个站，纵横武汉三镇，彻底改变了老武汉的面貌，加快了整个武汉的运转效率。武汉地铁的供电系统也从2003年的1个江汉路主所、13个大小变电所单一的供电系统发展成今天拥有21个主变电所、10个开闭所，400多个大小牵降混合变电所和降压变电所的供电系统网，遍布武汉三镇。然庞大的硬件群体要一起运行起来需要优良的驱动程序，而我们的运行方式就是这个驱动程序。

学习供电系统运行方式的意义，对于我们来说，是我们运行供电系统设备的依据，能够指导我们在设备故障、系统解列后迅速调整供电系统运行，保证重要设备的供电，是我们供电系统运行的最基础、最重要的根基。

研究多条线路供电系统差异的意义，对于我们调度员来说，就不光是初级升中级、中级升高级这么简单，它的意义是在于我们从诸多供电系统运行方式的相同点和差异中，能够学到一套运行方式的设计应该是个什么标准，能够掌握各个设备在系统运行中的职责是什么，能够理解配套的继电保护在系统中的功能是什么，从而让我们知道一套供电系统运行方式应该是个什么样子，在拿到新的运行方式时能够发现问题、提出意见，是我们中级电力调度员，特别是高级电力调度员应该具备的业务能力，才是作为初级升中级、中级升高级的一项能指的意义所在。

二、运行方式的差异与改进

我认为学习运行方式，应该从武汉第一条地铁线路——1号线学起，因为1号线的建设年代比较久远，设计思想在当时较为原始的设备技术上，是比较保守的，是考虑安全因素比较全面的。例如1号线江汉路主所的110kV内桥03开关，这个设计在之后的主所都取消了，因为用处不大，还能节省成本。在例如750V接触轨的短轨设计，以及1号线1期上下行接触轨分段点在区间同一处的设计，都在之后的线路中取消了，再例如江汉路牵降所与江汉路主所、太平洋与宗关的环网连接才取得交叉接线方式，1号线1期的中压环网系统既有并联线路，又有串联线路，这些设计在之后的线路供电系统中都取消了，其中原因想必大家也比较清楚。但这些设计的初衷都是进行了最全面的系统安全考虑，是武汉地铁供电系统发展中的重要财富。我现在回首在来看这些设计时，它们对于飞速发展中我们来说果真没有用处吗？大家思考一下。

我们来看看江汉路主所110kV的内桥设计，对于我们现在的供电系统有何意义，我们现在的供电网络中，很多主所都承载着2条线路的部分负荷，往往一路进线失压后其主变则退出运行，所有负荷都压在了另一台主变上，在各线路供电负荷日益不断增加的情况下，单台主变的容量会渐渐的不足，若我们有110kV内桥，则我们在一路进线退出的情况下，仍能保持着主变电所既有的两台主变供电容量。我们再来看看1号线接触轨的设计，这种设计在地下线路中不适用，地下线路接触轨分段点除了区间牵降所和风井牵降所的上下行分段点在一处外，均在上下行的进站处的站台外，但在地面线路上还是一种比较合理的设计……

之所以说，1号线运行方式是其他各线路运行方式发展的基础，另一方面是之前讲的1号线江汉路牵降所与江汉路主所、太平洋与宗关的环网连接才取得交叉接线方式，这个设计在后续线路中设计理念的发展变成了相邻的两个牵降所的整流机组挂在了不同的母线上，在环网图中直观明了，减少了调度员误操作的风险。

然后要讲一讲1号线的直流系统了，1号线的直流馈线开关与其隔离开关与后续线路不同，是在一个开关柜里面，它们间有相互闭锁关系，其他线路则是分别在两个独立的开关柜中；1号线接触轨纵联隔离开关是与直流馈线开关存在闭锁关系，而其他线路是与上网隔离开关存在闭锁关系，这也导致1号线正线接触轨越区供电或大双边供电时的运行方式调整上，与除4号线蔡甸线、5号线、7号线二期、16号线外的其他线路不同，可以执行大大双边或者大大大双边供电，而4号线蔡甸线、5号线、7号线二期、16号线能执行接触轨大大双边运行方式，是因为其纵联隔离开关是负荷开关，可以直接合闸的，设计的更为高级。

谈运行方式变迁就得谈谈由4号线一、二期发展到3号线的设计发展，他们最大的特点就是其运行方式是围绕着中压环网系统的主动备自投设计的，就是环网开关手分、遥分、保护分的信号会主动联跳下级变电所对应得进线开关再使备自投自投，这个备自投设计直接导致4号线中压环网运行方式与其他线路存在差异，也就是当我变电所一路进线失压了，只要没有开关跳闸，我的下级变电所以及下下级变电所以及下下下级变电所的中压母线备自投都不是动作，这个设计虽然使4号线的中压环网倒闸操作简单了不少，但由于4号线的这种主动备自投设计在距离较长的环网中会存在着缺陷，过长的环网线路会使线路失压的电压下降过慢，而躲过下级所进线对失压判定的整定值，所以3号线还另外配置了失压备自投做为主动备自投的后备保护，这样使3号线中压系统就没有了这个缺陷，是一套较好的供电系统设计，但是还是过于复杂，所以之后的线路采用的线路差动、母线差动保护动作信号直接联动下级所备自投的设计，既简单又高效。

我们 6号线就是第一条中压系统采用线差母差主动备自投的线路，其后开通的线路中压系统全是这个保护配置，所以6号线以后开通的线路运行方式上都是差不多的，掌握其中一条线的运行方式，其他类似的线路也就触类旁通了。若是说存在一点差异的话就是，主变电所110kV一路进线失压后，此进线对应的35kV母线接地变压器进线开关会被母联联跳，这也是地铁供电系统几十年发展下来的一个改进的地方。

最后谈了地铁供电系统怎么也躲不开关于主变电所支援供电的内容，对于各线路支援供电的差异，首先要提的是在整改线网的供电系统中，有两条线路的支援供电是需要拆分被支援所的供电分区的，一个是1号线江汉路主所失压时，三阳、黄埔由二七路主所支援，其他由古田二路支援，另一个就是4号线，中南开闭所失压后，首义路、复兴路、武昌风井由王家湾主所供电，其余的有铁机路主所供电。除此外的其他主所支援都是大同小异的，其中倒闸的一些差异在之前讲的内容中基本都讲到了。另外要提的是以35kV中压环网开闭所来代替过去主变电所直接对地铁中压环网各供电分区供电的设计及应用，无疑是对支援供电应急处置的福音，当给地铁供电系统某一区段变电所供电的中压环网开闭所全所失压时，只需要将两个失压的35kV进线电源断开就能进行支援供电操作，而开闭所上级主所的失压应急处置则可以分开进行，经过多次的支援供电演练测试，对失压的中压环网开闭所进行支援供电的应急操作最快可以在5分钟内完成，这也大大缩短了受供电系统停电而停运的地铁线路恢复运营的时间，减少了经济损失。

三、结语

在这飞速发展的20年里，地铁供电系统也在不断的摸索着前进，从简单的轻轨到复杂的穿江过湖的地铁，从10kV中压系统硕大的铠装式开关柜到35kV无尘免维护的中小型开关柜，从中压环网最新的保护配置分析以后设计方向，在中国电力技术已领先与全世界的今天要望未来，肯定是现代化城市的欣欣向荣和不断前行的城市建设者的无限荣光。