地铁110kV主变电所母联自投逻辑分析

地铁110kV主变电所母联自投逻辑分析

徐健龙

广州地铁集团有限公司 511430

摘要：地铁电力系统110kV主变电所110kV侧，采用母联自投逻辑时，普遍会使用110kV电源作为闭锁保护电源，同时采取母联自投的典型设计。本文概括了地铁110kV主变电所的基本概念，分析地铁中110kV主变电所母联自投的基本逻辑，希望能对相关人员提供参考，助益地铁稳健运行，供参考与借鉴。

关键词：地铁；变电所；母联自投；逻辑

引言：随着经济的发展，人们对地铁速度与安全性要求越来越高，若想达成这一目的，必须优化电力系统。当前阶段优化电力系统的方式主要有以下两种：第一，将电网整理成循环式，为地铁进行供电，使用电效率提高，并且能保障地铁运行的稳定性，但单一循环，不能增加速度，而多网同时运行，则会影响其稳定性。第二，采用双电源供电，解决供电的稳定性与供电量的问题，当其中某一电源出现问题时，则有备用电源自动投入装置，将电负荷转移到另一路电源中。这种方式是目前较为便捷，且先进的方式。

1地铁110kV主变电所基本概述

地铁主变电所在运用中会将城市电网中的110kV高压电能进行降压，然后将电能以35kV（33kV）或10kV的形式输送到牵引变电所以及降压变电所，以供后续工作使用。为保障后续使用的稳定性，地铁方面通常会设置两座甚至两座以上的变电所。主变电所一般情况下会由两个下属电源进线，其所有能源消耗都有两个能源进线提供，主变电所内部会设定两个相同的主变电压装置。牵引负荷以及动力负荷在不同情况下会产生一定变化，主变电压能够根据感知系统采用三相三绕组的有载调压变压器或双绕组的变压器进行调节。所谓主变电所，就是整个地铁信号线路的总变电所，其承担着一整条地铁线路的电力负荷用电。

主变电所负责总体地铁线路的用电，是一套相当复杂的系统，其中存在多种设备用于维持运行，主要包括主变压器、110kV GIS组合器、主变电所二次设备、环网电缆等。

主变压器的高侧电压应为110kV，地测电压应为35kV（33kV）。主变电压最为重要的就是其电压容量，每一台变压器都应该承受其所负担区域的电压负荷、动力、照明等。

主变电所在运行中会采用110kV的全封闭式六氟化硫组合电气设备，SF6气体容器的绝缘金属开关就是GIS（Gas Insulated metal-enclosed Switchgear），其是有各种开关其所构成的电力设备，其中包括断路器GCB、隔离开关、接地开关、母线、现地汇控柜、电流互感器、避雷器等，其结构稳定、紧凑，有极强的抗污染性，且占用空间较小，适用范围非常广。

2地铁110kV主变电所母联自投逻辑

2.1地铁110kV主变电所母联自投逻辑特点

与传统备自投逻辑相比，地铁110kV主变电所母联自投逻辑有以下几种优势：第一，运用相应的功能压板能够实现控制方式的灵活切换，在正常运行时，所有的备投方式都可以在同一位置进行备投方式的切换。这样一来能够极大地节省操作时间，提高逻辑运行的便捷性，减少误差。第二，在该逻辑投入运行后，系统下属的所有出口压板都在投入位置。当该装置运行时，装置会根据运行状况，自动选择相应的出口压板以及出口跳、合的对应开关。

由此可见，110kV主变电所母联自投逻辑与常规逻辑的主要区别，在于其加设了根据开关的实际位置进行自动识别运行的功能。经实验表明，在线路运行出现故障时，比如停电等，这种运行逻辑能够有效降低变动影响[1]。

当上部分电路停电时，系统将会自动将负荷转移到另一个备用电源，将故障电源的各种开关都自动连接到备用电源上，满足系统整体用电。此外，备自投装置所属的出口将会与投入位置相连，一旦备用电源出现问题，就会满足备投临时方案的接入条件。

内桥开关出现问题时，自适应设备再投装置将自动展开维护工作。按照电网运行的相关规定，备自投装置是不能在无电设备上运行的，所以一旦其发生问题，大部分出自相关人员的操作误差。为防止此类现象出现，相关工作人员在操作过程中，通常会将当前使用的备自投装置停用。该方法能有效减少备自投装置的操作误差，降低相关工作人员的维护成本，从而提高企业的收入。

2.2地铁110kV主变电所母联自投逻辑分析

母联自投逻辑主要由充、放电逻辑，跳闸逻辑和合闸逻辑三部分共同构成，而在地铁110kV主变电所的运用中，主要用到的是合闸逻辑。当备用电源的自动投入装置完成充电后，会对母联系统的电压进行检测，当1母无压、无流或者是2母无压、无流，经过跳闸延时，开启失电开关。

母联自投逻辑在运用中，能够完善地解决各方面出现的问题，恢复系统用电，提高系统用电运行方面的可靠性。但面对某些故障时，由于其本身的备自投动作与3DL合闸后的设备无法串联使用，所以会出现3DL多次跳闸的现象，对系统的稳定运行造成影响。若想解决这一问题，必须在总体系统中进行维护，在进行保护高变压器后备以及差动保护的设备方面，都需要加装“保护跳闸闭锁备自投”装置。需要注意的是，保护装置在运行中需要提供总体系统一付继电输出节点或外扩继电器，将保护装置的连接点接到备用电源的自动投入装置的闭锁备自投开入点，从而保护闭锁备自投的供电功能。

对于母联自投逻辑中的出现分段系统，主变方面的后备保护也要加装“保护跳闸闭锁备自投”装置，并将其连接到第二电源自动投入装置的“闭锁自备”节点，从而加强系统的稳定性。一般情况下，在手动操控1DL或者是2DL开关时，第二电源将会自动启动，闭合3DL，影响系统的正常运行。若想解决这一问题，必须对手动开关进行一定调整，将1DL以及2DL的手动跳闸连接点与第二电源的自动投入装置的连接点相连；保护装置也要进行一定的调整，需要提供一套独立的节点装置，与输出点结合，并连接第二电源的连接点。这样一来就能让相关人员在进行手动调整时，不会引发连锁反应，影响整体系统运行。总体来说，常规的备自投逻辑在原生状态下无法运行，需要加装保护作用的出口继电器以及施工电缆，而如此一来，不同屏柜之间的电缆线加长，使工程的成本增加，也为相关的工作人员带来了一定的操作麻烦。而母联自投逻辑完全不同于之前的自投逻辑，其便捷性、实用性都有显著提升。

在备自投的跳闸逻辑中增设相应的1DL和2DL的跳闸位置连接点的闭锁备自投，能够有效加强母联自投逻辑的运行效率，使地铁的电能需求得到满足，并使其运行的稳定性加强。当母联自投逻辑中的下属系统出现故障时，需要将其断路器及时开启，以防止后续影响扩大[2]。

结语：本文对地铁110kV主变电所母联自投逻辑展开了深入的分析，探讨了在地铁中运用母联自投逻辑的跟踪优势，也找出了其中存在的不足，比如说电缆连接以及微机保护接口问题等。将传统备自投的跳闸逻辑优化，与此前的地铁110kV主变电所母联自投逻辑相结合，不仅可以使其运行更加稳定、高效，还能实现远程或手动操作闭锁备自投，降低电缆用量，进而减少建设方面的成本投入。

参考文献：

[1]范龙.煤矿企业110kV输电线路雷击故障事件及预防措施研究[J].当代化工研究,2022,(20):171-173.

[2]何光华,王兴宇,徐骏.基于体表电场的110kV电缆终端绝缘子带电作业方式选择研究[J].电瓷避雷器,2022,(05):186-191+198.