环网供电技术在地铁供电系统中的应用

杨 超

（中铁十二局集团电气化工程有限公司，天津 300308）

0 引 言

环网供电技术目前正处在创新发展的关键时期，将其有效应用于地铁供电系统中有助于地铁供电系统的高质量构建。因此，研究环网供电技术的实际应用效果并制定符合地铁供电系统的改进策略，是很多环网供电技术专业人员重点关注的问题。

1 环网供电技术在地铁供电中的应用原则

1.1 隔离原则

隔离原则的应用可以使地铁供电系统中的各类分支体系实现独立运行。在地铁供电系统出现故障的情况下，隔离原则可以使各个分支系统实现自我隔离，以便更加准确地发展故障目标，避免故障向更广的范围延伸。在地铁供电系统建设的过程中，由于系统具备较高水平的稳定性管理需求，因此在隔离原则实践的过程中，系统将可以更高水平地实现对多层开关的设置，保证各路分支都可以有效规避电路消极影响，为配电线故障的及时应对提供帮助[1]。

1.2 有效原则

有效原则的应用可以使环网供电技术的应用价值得到进一步的提升，在地铁需要承受大量客运工作的情况下，实现有效原则的贯彻实践可以使大部分乘客的出行需求得到有效满足[2,3]。在有效原则具体应用的过程中，地铁的运营线路及相关基础设施需要实现合理的规划处置，按照分段设置的方式处理地铁环网供电管理措施，确保各类供电技术的应用能够精准满足线路关联方案的构建需要，为地铁运行有效性的提升创造更加合理的条件。在环网供电技术的具体应用过程中，一定要实现对关联线路构成有效性的分析，尤其要对电网的分段数量进行作用分析，确保技术人员可以根据电能消耗的实际情况贯彻应用有效原则，以此保证地铁供电系统得到更高水平的运行。在有效性原则的贯彻实践过程中，需要加强对环形供电网络交叉特征的分析研究，总结地铁供电系统在不同状态下的运行压力，以便更加合理地设定分段位置，从而满足地铁运行效率的控制需要[4-6]。

2 环网供电技术在地铁供电系统中应用存在的不足

2.1 中压交流环网系统质量较差

中压交流环网系统的构建可以为地铁供电稳定性的提升提供有利支持。但是，部分环网供电技术应用方案在规划设计的过程中，对于中压交流环网系统构建价值的总结分析存在不足，没有从地铁照明和动力系统建设的方向出发，导致环网供电系统各个分支的独立性存在不足，无法在电力运行网络组建的过程中有效满足环网供电技术的构建需要，也使得不同类型的技术系统难以在组建电力网络方面发挥更大的作用[7,8]。环网供电组网如图1所示。

图1 环网供电组网图

2.2 后备线路敷设水平较差

部分后备线路在敷设的过程中缺乏对地铁供电质量评估工作的重视，使得地铁供电系统后备线路的应用价值未能得到完整的总结，从而导致接线模式加持方案在探索构建的过程中无法为环形供电网络的高质量构建提供必要支持，也使得供电系统难以在安全管理方案建设方面获得更加有利的外部支持[9,10]。

2.3 环网接线缺乏合理性

部分地铁环网接线工作的实施缺乏对电网供电目标设计的合理性关注，未能结合地铁营运的实际情况对环网接线方案进行全面创新，导致采配电设备的应用无法具备足够的有效性，不利于供电系统运行效率的提升。部分单环网接线方案在设计过程中，对于电力系统的电源独立性重视程度较低，缺乏对电源正常运行所需条件的总结，尤其对于备用电源是否得到有效设置缺乏必要的关注，导致最终难以有效排除供电系统的相关故障，不利于环网接线方式的创新处置[10]。环网接线如图2所示。

图2 环网接线图

2.4 环网供电技术的应用可靠性分析存在不足

现有的一些环网供电方案在设置过程中，对于环网供电技术的可靠性总结分析存在不足，缺乏对后备线路接线管理措施的作用研究，尤其对于当前的环网供电方案与电力系统稳定性的关联情况缺乏足够的重视，无法按照闭环操作的方式满足环网供电方案的创新需要，难以提高供电操作的便捷性。部分环网供电技术可靠性分析工作缺乏对停电次数的合理性分析，电力调度工作缺乏足够可操作性，误操作现象无法得到有效控制，不利于用电成本的管控。一些环网供电技术虽然进行了可靠性分析，但缺乏对监控系统自动报警技术的充分应用，因此难以在故障管控方面取得更大的进展，也使得故障范围无法得到有效明确。

3 环网供电技术在地铁供电系统中的优化应用策略

3.1 提高中压交流环网系统运行质量

供电系统的建设还需要保证具备足够的灵活度，按照中压交流环网系统的运行原理，实现对设计余裕度的合理预留，以便高效供电目标可以得到更加合理的设计，为高峰状态下供电负荷的改良创造更加有利的条件。中压交流环网系统的建设需要重视设备的关联性，使电气故障的规避拥有更加理想的条件，以便环网供电技术得到充分应用。分析变电所参数，有助于中压交流环网系统的构建。各变电所参数情况如表1所示，1号变电所牵引所间距为1 520 m，动力变容量为7 kVA，牵引整流机组为4.4 kVA。由此可见，科学调整变电所参数可以为环网供电技术的创新应用提供高质量支持。

表1 各变电所参数

3.2 提升后备线路敷设水平

后备线路的敷设工作需要加强对停电次数构成情况的研究分析，使电力调度流程可以得到更大程度的简化处理，以便电力系统的敷设成本可以得到较为有效的控制，为电力系统维护效率的优化提供高水平支持，进一步满足地铁的高效运营需求。如图3所示，所有的母联QF都断开，等效于一个单电源运行系统或一个两端有电源的系统。在图3中，8QF与9QF之间的电缆K1处发生故障，1QF和8QF的保护都检测到了过电流，2QF和8QF的功率方向都是正向的，由于2QF和7QF任一QF都检测到两侧的功率方向相同，所以2QF和7QF闭锁了自己的保护，9QF和15QF在故障后没有功率流过，所以9QF和15QF功率方向为无，在8QF两侧的7QF和9QF中流过的功率方向不同，满足图3的跳闸逻辑，8QF保护在延时到达后，跳闸，切除故障。

图3 后备线路敷设效果图

3.3 增强环网接线合理性

要加强对双环网接线管理措施的重视，充分研究变电站相关的母线设置情况，充分满足供电系统的安全稳定运行需求，进一步保证联络开关的合理设置，为环网接线措施的改进提供必要支持。实现环网接线误动拒动状况的研究，有助于判断环网接线合理性并制定相应的改进策略。如图4所示，在K2点故障，假如4QF和5QF之间的GOOSE断线，4QF和5QF中都流过故障电流，且4QF和5QF都检测到过流，那么4QF将因无法接收到5QF的闭锁信号而误动作。在K1点故障时，可能因为4QF错误地收到5QF的闭锁信号而出现4QF保护拒动。

图4 环网接线误动拒动示意图

3.4 提高环网供电技术的应用可靠性分析水平

在制定环网供电技术的应用方案过程中，一定要有效分析环网供电与普通供电的差异，并保证相应的后备线路接线措施得到合理设计，有效改进相应的供电系统稳定性建设工作。加强对闭环操作情况下停电次数的关注，尤其要对后备线路的接线情况进行正确性评估，从而为误操作问题的改进提供支持。此外，可靠性分析工作还需要进行多次实效性检验，确保地铁供电效果得到有效提升。

4 结 论

地铁工程的建设正在全国各城市快速推进，实现供电系统的改良优化可以为环网供电技术的创新提供有利支持。因此，研究环网供电技术在地铁领域的应用现状，制定相应的改进策略，从而确保地铁供电系统的高质量构建。