深圳地铁低压配电系统两进线

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摘 要

深圳地铁车站400V低压配电系统采用两路进线单母线分段方式运行，当一路进线失电时母联开关投入由另一路进线带两段母线所有负载。在实际应用中，采用ABB柜的低压配电系统，对两进线一母联自投自复线路的设计没有考虑高压瞬间波动的影响，即在正常停送电的情况下，两进线一母联是能够实现自投自复，但当高压系统（35KV）出现小于1S的瞬间的电压波动时，低压配电的进线开关跳闸，母联开关不自投；当高压系统的电压恢复正常时，进线开关又不能自动恢复为合闸状态（不自复）。本文阐述了问题发生的根本原因、改进方案的研究过程，整改后问题得到根本的解决，避免了低压配电系统因35KV电压波动畸变而影响车站正常运营供电，得到了部门领导的肯定。

关键词：自投自复、整改、分进线开关、母联

中图分类号：TM643文献标识码： A 文章编号：

一、引言

深圳地铁一期工程包括一号线和四号线，全长21.8公里，共设18座车站。每座车站均设有动力变电所，由35KV变为400V交流电，提供车站动力照明各种设备所需的电源。低压配电的稳定可靠是保证行车信号、通信、电扶梯、屏蔽门、照明、售检票、消防等各系统正常运行的前提，而两进线一母联又是低压配电系统的核心组成部分。两进线一母联的自投自复互锁功能是低压配电系统提供稳定可靠电源的主要技术手段。

二、问题的分析

现以深圳地铁具有代表性的标准车站车公庙站的低压配电系统两进线一母联的控制原理图来进行分析。

图1

深圳地铁低压配电系统的构成

图1为车公庙站低压配电系统主结线图。低压配电系统由35/0.4KV降压变电所、0.4KV低压配电室和两个环控电控室组成。以车站中心为界，降压变电所和0.4KV的低压配电室各提供半个车站和单侧相邻半个区间的负荷用电。降压变电所设两台35/0.4KV动力变压器，分别接自不同35KV母线上。变压器的容量满足一台退出运行时，另一台能负担远期的一、二级负荷的供电。

低压配电系统主接线运行方式

分段单母线，设有分段母联联络开关。分进线开关A1、A2、B12、B22和母联开关L1、L2之间设有联锁，严禁2个分进线开关和母联开关同时合闸。

动作逻辑的分析

分进线开关A1的工作原理是：只有在失压线圈YU获得工作电压的情况下，可以对开关进行分﹑合闸操作；当失压线圈YU失电时，开关均保持处于分闸位，即便合闸线圈YC得电，开关也不能进行合闸操作。在自动方式下,当分进线开关A1的进线回路有电时,只要A1的合闸线圈YC和失压线圈YU同时获得电压,分进线开关A1即可成功合闸,实现开关自动投入运行状态。

图2

原设计线路存在问题的分析

由于设计院及ABB厂家考虑欠缺，两进线一母联自投自复线路的设计没有考虑到高压瞬间电压波动的影响。电压正常时的停送电的倒闸操作，原设计的线路是可以实现自投自复的；但当高压系统出现小于1S的瞬间电压波动时，就发生YU线圈脱扣导致分进线开关断开而再来电后又不自投，同时母联开关也不自投，如此将中断A1下级设备的供电。

当高压的瞬间电压降到低于A1失压线圈YU的维持电压时，失压线圈YU动作，使开关跳闸。同时，由于PMC915响应时间有一定的延迟及反应灵敏度不够，当高压瞬间的电压波动小于1S时，PMC915内置程序不能准确判断电压的瞬间波动，PMC915内置继电器RL1不动作，则中间继电器1KA1和时间继电器1KT也不动作，因此A1的合闸线圈YC不能得电使A1合闸、母联开关不自投。而此时分进线开关的失压线圈YU，由失电动作到得电已复位。通过电路分析可以看出：当电压波动小于1S时，造成分进线开关断开后不能自动复位，母联开关不能自动投入的主要原因是取自PMC915的输出电压信号的1KT和1KA1电源回路跟失压线圈YU的电源回路不在同一回路上。且通过PMC915的输出回路RL1的分析，PMC915的RL1的输出只是一个反映电路电压信号的馈出信号，在整个系统中再没有其它的作用。这样我们考虑取消PMC915的RL1的输出，从YU线圈引出一对常开触点，串联进1KT和1KA1的回路，取代原来的PMC915的触点。这样只要YU动作，1KT和1KA1就会跟着动作。

三 、修改后分进线开关身投自复原理的分析

当分进线开关A1进线电压正常时，失压线圈YU得电处于工作状态，辅助常开触点YU1闭合，1KA1获得电压激励吸合，1KA1常开触点闭合，母联开关L1分闸线圈得电，L1断开，同时，1KT得电，1KT延时闭合触点延时闭合，合闸线圈YC得电，A1开关动作闭合。这样保证了当分进线开关进电线电压正常时母联开关L1分断后，分进线开关A1合闸。

当分进线开关A1进线电压失电时，失压线圈YU失电断开，分进线开关A1

断开；YU辅助常开触点断开，中间继电器1KA1失电母联开关L1回路的1KA1常闭触点闭合，母联开关L1延时（通常3S）闭合。

由于改进后的线路取消了原来在PMC915引入的电源信号，减少了PMC915这样的中间环节，有效地消除了由于PMC915误判及时间上的滞后带来的影响。1KA1、1KT的控制信号跟失压线圈YU取自同一电源点，保证动作的一致性。

四、整改

改进图纸确定后，先对一个车站的一个回路进行改造，进行相应的测试，以验证功能是否可以实现。

制订了作业方案，准备整改所需的元器件、工器具和模拟停电的继电保护仪。经向公司调度申请，决定先对车公庙站I段进线回路进行整改，并做好了万一实验不成功，必需恢复原线路的工作。

车站暂时一路供电。将母联开关L1分断并摇出，将总进开关QS1手动分断，这样分进线开关A1上端进线及其馈出的回路将不带电。接着摇出分进线开关A1，取出失压线圈YU，在失压线圈处加装一个常开的辅助触头，再将失压线圈YU装回。

将A1开关重新摇进到测试位，拆除PMC915第28#端子上的101#线，按原理连接好其他线路。整改完所有线路后，下一步就进行模拟高压小于1S的电压瞬变的测试。

利用继电保护测试仪的输出作为二次控制回路电源。该测试仪能够产生0—220V电压，0—22MS的方波信号，以此模拟控制电源失电。将分进线开关A1摇至测试位置（MNS柜的抽出式的开关都有工作、测试、隔离三种位置的工作方式，工作位置是主回路和控制回路均接通；测试位置是主回路断开，控制回路接通；隔离位置是主回路和控制回路均在断开），将测试仪的输出信号线接到图的YU-1、1N线号处进行测试。当电压在100ms～1s的时间段内波动时，改进后的分进线开关A1是能够失电跳闸来电自复；当电压在小于100 ms的时间内波动时，开关不跳闸，基本能满足车站的各类负荷的持续供电；我们再将母联开关L1摇至测试位,将控制方式转至自动方式,和分进线开关A1联合测试,母联开关L1的供电电压瞬间波动在100ms～1s的时间波动时,也能自投自复, 在供电电压瞬间波动小于100ms时,由于A1不动作所以L1仍保持原来的状态，这样基本上达到改进所预想的效果。

通过车公庙站现场验证后,决定全线整改。对线路的走向进行了规范，对线号进行了统一；然后对相关施工人员进行培训交底，按作业计划对整个一期工程各站同类型的降压变电所、低压配电室进行整改。

车站分进线开关全部整改完成后的半年多的时间里，虽然又经历了几次高压电压瞬间波动，但低压配电系统都能躲过电压波动的影响平稳地运行，两进线一母联没有发生自投不自复的现象。

五、整改前后的对比

在地铁运营初期的一年多的时间里，由于雷电、谐波等原因的影响，共发生九次有多个车站两进线一母联线路的分进线开关不自复，母联开关不自投的故障。从整改后至今的两年多的运行情况看，虽然期间高压系统仍旧发生过电压的波动，但低压配电系统再没发生不自投不自复的现象而能够可靠动作保持平稳运行。

六、整改效益的分析

本次整改除作业现场措施费用以外，依靠自身技术力量，花费资金很少，而所加装的元器件也仅限于在分进线开关的失压线圈YU处安装了一个辅助常闭触点,以最小的投入实现了地铁全线可靠供电的目的，保证了地铁列车的正常运行。

结束语

深圳地铁低压配电系统两进线一母联自投自复线路的改造问题可以解决，因此完成该项目的整改，关乎到整个地铁除供配电外的其他系统正常运行的前提和保障。避免了低压配电系统因35KV电压波动畸变而影响车站正常运营供电。