张岩

摘 要：随着我国生产力与生产水平的大幅度提升，我国人口数量与人口密度呈逐年激增态势，使原有的地面城市交通环境日益紧张。在这样的时代发展前提下，地铁交通的出现能够有效满足乘客日益增长的出行需求。变电系统作为保障地铁正常运行的重要前提，其保护装置能够起到稳定系统运行的作用。关键词：地铁；变电系统；构成和保护；分析地铁作为我国现代交通的组成部分，有效缓解了交通环境的紧张局面。而地铁的日常运行与其变电系统息息相关，变电系统的平稳运行在于其保护装置的稳定性。据此，选取高性能的保护装置以保障变电系统的安全性，是当前我国地铁部门的首要工作任务。1 地铁的具体组成部分及其变电系统的结构分析新时期我国社会主义市场经济高速运转，生产结构日益优化，带动了人民生活水平的逐年提升；城市化建设日益深入，城区覆盖面积与城区人口基数逐年提升，加之市民购买力的提升，带动了我国城市企业数量的大幅度增加。在这样的时代发展前提下，我国传统的地面交通日益紧张，城市居民对于交通建设工作提出了更高的时代需求，即在充分满足市民日常出行需求的同时，有效缓解日益加剧的交通紧张局面，同时又要保障新型交通建设的环保、无污染性。至此，我国地下铁路交通建设正式出现，地铁的运行轨道处于城区地下，已形成了系统化的运行模式，具有高效性与环保性的优秀特点；除此以外，地铁在实际运行过程中的管控难度更低，其受到地理、气候因素的影响较小，其安全、迅速的运输方式已被我国城市居民普遍接受，成为一种新型出行方式。地铁运行系统的组织运输和安全稳定运行需要多专业协调配合，例如供电、通信、线路等，这就需要强有力的变电系统作为保障，下面具体分析地铁变电系统的构成部分：第一，外部电源。外部电源主要包括3种供电形式即集中式供电、分散式供电以及混合式供电，外部电源的主要作用是为主变电所提供外部城市电网电源。这一类型是我国目前主要的供电模式。以广州地铁1号线为例，其采取的供电方式即分散式供电，详见图1。 第二，主变电所。主变电所的供电方式采用的是集中式供电，通常集中供电方式提供的是110kV的城域高压电源，需要对其进行降压处理才能提供各牵引变电所和降压变电所，一般是将110kV处理为10kV或35kV。另外主变电所的进线电源分为两路，还具备互相备用的两段母线。此类系统是当前我国部分地区采用的主要变电模式，详见图2。 第三，牵引供电系统。牵引供电系统的中心是牵引变电所，其主要按容量设置两组牵引整流机组，并且二者是并列运行的。变压、整流中压环网的交流电源，使之变为直流电源，之后再通过牵引网反馈供给列车使用。单边供电和双边供电是牵引变电所向接触轨供电的主要的两种方式。另外直流牵引供电系统的电压值主要有两种即DC1500V和DC750V。2 地铁变电系统保护装置的选用2.1 保护装置的工作原理保护装置的动作主要依据的是继电保护在对电力系统故障进行检测和反映后，积极对故障的特点和范围作出判断提供的相关信息。繼电保护装置根据变化的物理量或电气量有选择性的将故障切除或进行相应的设备异常状态的警报。首先，单元取样，电力系统通过电气隔离将物理量转变为保障装置检测单元所接受的信号。其次，测量部分将单元取样提供的信息与系统设计的数值进行对比分析，从而判断电力系统中是否存在故障以及存在故障的类型和范围，并进行相应的信号输出工作。2.2 安装保护装置的主要依据新时期各类新型技术的广泛应用，推动了我国地下铁路交通逐渐向着科学化、合理化的方向逐步迈进，地铁车辆的型号日益复杂，种类相对繁多，且随着我国城市化的深入发展，地铁覆盖区域面积日益增加。在这样的发展前提下，我国地铁运行过程中的变电系统的规模日益增加，且在不同地区的地铁发展情况存在一定的差异。因此，在地铁保护装置选取与安装过程中应严格遵循以下依据，作为工作的重点环节：安全性原则。选取安装保护装置工作的首要前提是保障装置的安全性，也是装置最为关键的核心部分，既要充分发挥装置的作用，又要确保装置在使用过程中的稳定性。具体而言，一方面要杜绝地铁在实际运行环节的失控现象，避免不可控事件发生。另一方面，装置应充分发挥其保护作用，当地铁变电系统发生故障或损坏时，保护装置能根据实际情况及时作出反应，启动应急供电系统，确保地铁继续安全运行，从根源处消灭断电引发的危险事件。选择性原则。这一原则是指在地铁变电系统运行过程中发生损坏或故障被迫中断时，保护装置能够快速查找出问题所在，并根据设备故障程度开启自动保护模式。不论是电源中断或是设备短路，保护装置都能够对故障原因进行逐一排查，当故障设备或线路没有动作或断路器失灵时，保护装置才能将有关故障部分的断路器跳闸，切除故障。保障非故障区域正常运行，将故障的影响降到最低限度。各个设备的保护装置设置应坚持逐级配合的原则，有选择性的切除变电系统的故障。3 结束语综上所述，随着科学技术的进步，更多的新技术和新设备应用在地铁变电系统中，地铁变电系统应不断完善和优化系统性能，在保护装置的选用方面也要综合考虑，结合保护装置的工作原理以及相关的功能、性价比等众多方面的因素，科学、合理的选择保护装置，从而更好的服务于变电系统的正常运行，提高地铁的运行效率，高效缓解日益加大的交通压力。参考文献[1]邵国栋，孟英华.探究地铁变电系统的构成和保护装置的选用[J].中国科技投资，2017（16）.[2]巨轩同.地铁内中压供电系统电流互感器变比选择的研究[C]//2017城市轨道交通关键技术论坛暨地铁学术交流会，2017.[3]陈博宇.分析地铁直流保护装置的设计[J].工程技术：全文版，2017（1）：00283-00284.