城轨供电系统电气设备控制方式的研究

所属分类：电子论文阅读次时间：2019-08-14 15:18

本文摘要：摘要：由于城市轨道交通的特殊性和运营管理的需要，对于城轨变电所内电气设备的控制方式，除设置控制中心级遥控、变电所自动化级控制、就地控制外，还必须配置车站综合后备盘(IBP)紧急分闸控制方式和火灾报警系统切除非消防电源负荷控制方式，从而保证供电系

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　　摘要：由于城市轨道交通的特殊性和运营管理的需要，对于城轨变电所内电气设备的控制方式，除设置控制中心级遥控、变电所自动化级控制、就地控制外，还必须配置车站综合后备盘(IBP)紧急分闸控制方式和火灾报警系统切除非消防电源负荷控制方式，从而保证供电系统的可靠性。

　　关键词：城轨供电系统,电气设备,控制方式

电气设备

　　引言城轨供电系统的作用是为城市轨道交通列车、车站、车辆段以及控制中心提供牵引电能和动力照明用电[1]。其所接受的城市电网的不同电压等级的电源并不能直接为城轨的车辆和机电设备所用，需要具备变换和分配功能的各类电气设备将引入电源进行接受、变换和再分配，城轨供电系统包括交流供电系统和直流供电系统两部分，电压等级包括交流110kV、35kV、1500V、400V和直流1500V等多个等级，所以涉及的电气设备比较多。

　　为了保障供电系统的可靠性，保护供电系统、电气设备和人员的安全，必须根据城轨供电系统的形式与结构，合理设置系统的控制方式。变电所内电气设备的控制方式主要分为控制中心级遥控、变电所自动化级控制、就地控制三种，三种控制方式之间没有操作优先权之分，采用互斥原理，以保证操作安全。由于城市轨道交通的特殊性和运营管理的需要，对于城轨供电系统还必须配置车站综合后备盘(IBP)紧急分闸控制方式和火灾报警系统切除非消防电源负荷控制方式。下面分别就这五种控制方式进行分析。

　　1控制中心级遥控

　　控制中心级遥控是指控制中心的电力调度向城市轨道交通沿线主变电所、牵引变电所及降压变电所中的主要开关电气设备发送分、合闸操作指令，进行远距离控制。通常在控制中心应配置电力监控系统(简称SCADA系统)调度员工作站，以实现对开关设备的遥控，并能集中显示设备的运行状态以及各类电参数。

　　具有操作权限或者是经过授权的工作人员才可以执行遥控操作。一般情况，遥控操作由电力调度员工作站下发指令，通过信息通道传送到变电所综合控制屏(简称综控屏)，综控屏的主控单元通过实时通信网络把数据传输到开关柜内的子监控单元，然后由开关电器设备上的PLC模块或者微机综合保护装置对其进行分、合闸操作。当通过控制中心级遥控方式进行控制时，具备遥控功能的开关设备上的就地/远方转换开关应选择远方位置。

　　2变电所自动化级控制

　　变电所自动化级控制是指变电所的电气人员通过变电所综合自动化系统集中对电气设备进行控制。通常在变电所控制室内设置综控屏，综控屏由主控单元和液晶显示屏组成，对系统各种运行设备的状态及各类电参数进行集中显示，远程实现开关设备的遥控功能。

　　遥控操作由电气操作人员通过综控屏下发指令，综控屏的主控单元通过实时通信网络把数据传输到开关柜内的子监控单元，然后由开关电器设备上的PLC模块或者微机综合保护装置对其进行分、合闸操作。

　　城轨供电系统中交流高压、中压、低压系统的断路器、母联开关和隔离开关、直流系统的电动隔离开关及断路器均能采用变电所综控屏实现遥控。采用变电所综控屏进行遥控时，各开关设备上的就地/远方转换开关选择远方位置。当转换开关选择就地位置时，综控屏的遥控操作处于闭锁状态。供电系统的主要开关设备一般均上传事故跳闸信号，跳闸信号的复归分为就地复归和远方复归两种方式，其中远方复归可通过控制中心级遥控和变电所综合自动化级遥控方式来完成。

　　3就地控制

　　对于城轨供电系统交流高压、中压、低压和直流开关设备，通常在设备本体上设制分闸、合闸按钮或者设置控制操作开关，通过电动或者手动方式实现开关的合闸、分闸操作。就地控制是通过操作电气设备上分合闸按钮或控制开关完成直接控制。

　　为了使电气设备能够在多种控制方式之间转换，通常需要在自动装置上设手动/自动转换开关，在开关本体设备上设就地/远动转换开关，电气操作人员可以通过选择转换开关的位置，从而在不同控制方式之间进行转换。城轨供电系统的变电所大都采用无人值守运营方式，正常运行时将转换开关选择在自动或远动位置，控制中心电力调度人员可以实现远程控制操作。当设备需要检修或进行现场巡视时，电气操作人员可根据调度命令将转换开关打到就地或手动位置。

　　4火灾报警及联动系统切除低压非消防电源

　　城轨动力照明供电系统馈线回路包括消防负荷回路以及非消防负荷回路，当车站站厅或站台发生火灾时，为了保障消防人员的生命安全、防止火势的蔓延及事故范围扩大，火灾报警及消防联动系统在发出报警的同时应能切除非消防负荷回路的电源。与此同时，为了使乘客和车站工作人员能够安全撤离，应能保证消防负荷回路的电源安全可靠地供电，其中包括消防负荷如消防泵、防火卷帘门、应急照明等。

　　当车站发生火灾时，火灾报警系统及消防联动系统切除非消防负荷电源的指令，断开低压非消防负荷馈线断路器，从而切除低压非消防负荷。火灾报警系统及消防联动系统通常采用在非消防负荷回路设接触器或者设带分励脱扣器的断路器来切除低压非消防负荷电源。目前常采用后者。当车站站厅站台发生火灾时，火灾报警系统及消防联动系统发出切除低压非消防负荷电源的指令，低压系统控制回路接收到指令后，起动配置在所有非消防负荷回路上的分励线圈回路，通过分励脱扣器使馈线断路器分闸，从而实现非消防负荷的切除。

　　5车站综合后备盘(IBP盘)紧急分闸

　　在城市轨道交通运营过程中，如果发生紧急状况，比如有人跌落轨行区，比如列车、车站或区间发生火灾等，车站工作人员在第一时间应切断发生紧急状况的供电区域的电源，在接触网断电的条件下，采取有效的救援措施并对乘客进行有序疏散。因此，在设有牵引变电所的车站，车控室IBP盘上应增加可以实现供电分区紧急分闸按钮[2]。

　　目前，国内城市轨道交通线路通常是将IBP盘设置在车站综控室内。从一个角度来讲是因为车站综控室内有行车值班员值班，在发生紧急情况时，可第一时间将紧急情况区域对应的供电分区直流馈线开关分闸;从另一个角度讲是因为车站综控室内设有各种专用电话以及综合监控系统，行车值班员可通过多种渠道快速发现紧急情况，从而实施紧急分闸操作。当车站发生紧急情况时，行车值班员可以通过综控室内IBP盘上的紧急分闸按钮，将紧急情况发生区域对应的所有供电馈线开关分闸，确保完全切除紧急区域的电源。

　　6结语

　　为了保障供电系统的可靠性，保护供电系统、电气设备和人员的安全，在地铁变电所的建设过程中，应综合考虑工程的多方面因素，必须根据城轨供电系统的形式与结构，合理设置系统的控制方式。鉴于城市轨道交通的特殊性和运营管理的需要，对于城轨变电所内电气设备的控制方式，除设置控制中心级遥控、变电所自动化级控制、就地控制外，还必须配置车站综合后备盘(IBP)紧急分闸控制方式和火灾报警系统切除非消防电源负荷控制方式。

　　参考文献

　　[1]隋佳斌.SVG技术在城市轨道交通领域的应用研究[J].华南理工大学，2012(35)：167-170.

　　[2]回文明.城市轨道交通供电技术[J].北京理工大学学报，2015(1)：96-98.

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　　摘要：电力行业一直是我国建设和发展中的一类支柱性行业，电气工程领域是电力行业中的一部分重要的分支。在电气工程的发展历史中，自动化的实现是提高电气工程建设和运行效率的一个关键的技术性进步，电气工程建设中自动化的实现，对于整个工程建设来讲都具有重要的意义，在自动化控制的背景下，电气工程建设和运行的效率首先得到了显著的提升，另一方面，从系统运行中的功能发挥角度观察，有了自动控制系统的支持，尽管现阶段电气工程建设的复杂程度在不断提高，但其运行中的稳定性和有效性，主要依靠自动化系统的作用发挥来维持。