楊 超

（中鐵十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司，天津 300308）

0 引 言

環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)目前正處在創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵時期，將其有效應(yīng)用于地鐵供電系統(tǒng)中有助于地鐵供電系統(tǒng)的高質(zhì)量構(gòu)建。因此，研究環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的實際應(yīng)用效果并制定符合地鐵供電系統(tǒng)的改進(jìn)策略，是很多環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)專業(yè)人員重點(diǎn)關(guān)注的問題。

1 環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)在地鐵供電中的應(yīng)用原則

1.1 隔離原則

隔離原則的應(yīng)用可以使地鐵供電系統(tǒng)中的各類分支體系實現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行。在地鐵供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，隔離原則可以使各個分支系統(tǒng)實現(xiàn)自我隔離，以便更加準(zhǔn)確地發(fā)展故障目標(biāo)，避免故障向更廣的范圍延伸。在地鐵供電系統(tǒng)建設(shè)的過程中，由于系統(tǒng)具備較高水平的穩(wěn)定性管理需求，因此在隔離原則實踐的過程中，系統(tǒng)將可以更高水平地實現(xiàn)對多層開關(guān)的設(shè)置，保證各路分支都可以有效規(guī)避電路消極影響，為配電線故障的及時應(yīng)對提供幫助[1]。

1.2 有效原則

有效原則的應(yīng)用可以使環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的應(yīng)用價值得到進(jìn)一步的提升，在地鐵需要承受大量客運(yùn)工作的情況下，實現(xiàn)有效原則的貫徹實踐可以使大部分乘客的出行需求得到有效滿足[2,3]。在有效原則具體應(yīng)用的過程中，地鐵的運(yùn)營線路及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施需要實現(xiàn)合理的規(guī)劃處置，按照分段設(shè)置的方式處理地鐵環(huán)網(wǎng)供電管理措施，確保各類供電技術(shù)的應(yīng)用能夠精準(zhǔn)滿足線路關(guān)聯(lián)方案的構(gòu)建需要，為地鐵運(yùn)行有效性的提升創(chuàng)造更加合理的條件。在環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的具體應(yīng)用過程中，一定要實現(xiàn)對關(guān)聯(lián)線路構(gòu)成有效性的分析，尤其要對電網(wǎng)的分段數(shù)量進(jìn)行作用分析，確保技術(shù)人員可以根據(jù)電能消耗的實際情況貫徹應(yīng)用有效原則，以此保證地鐵供電系統(tǒng)得到更高水平的運(yùn)行。在有效性原則的貫徹實踐過程中，需要加強(qiáng)對環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)交叉特征的分析研究，總結(jié)地鐵供電系統(tǒng)在不同狀態(tài)下的運(yùn)行壓力，以便更加合理地設(shè)定分段位置，從而滿足地鐵運(yùn)行效率的控制需要[4-6]。

2 環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)在地鐵供電系統(tǒng)中應(yīng)用存在的不足

2.1 中壓交流環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)質(zhì)量較差

中壓交流環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建可以為地鐵供電穩(wěn)定性的提升提供有利支持。但是，部分環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)應(yīng)用方案在規(guī)劃設(shè)計的過程中，對于中壓交流環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建價值的總結(jié)分析存在不足，沒有從地鐵照明和動力系統(tǒng)建設(shè)的方向出發(fā)，導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)各個分支的獨(dú)立性存在不足，無法在電力運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)組建的過程中有效滿足環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的構(gòu)建需要，也使得不同類型的技術(shù)系統(tǒng)難以在組建電力網(wǎng)絡(luò)方面發(fā)揮更大的作用[7,8]。環(huán)網(wǎng)供電組網(wǎng)如圖1所示。

圖1 環(huán)網(wǎng)供電組網(wǎng)圖

2.2 后備線路敷設(shè)水平較差

部分后備線路在敷設(shè)的過程中缺乏對地鐵供電質(zhì)量評估工作的重視，使得地鐵供電系統(tǒng)后備線路的應(yīng)用價值未能得到完整的總結(jié)，從而導(dǎo)致接線模式加持方案在探索構(gòu)建的過程中無法為環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量構(gòu)建提供必要支持，也使得供電系統(tǒng)難以在安全管理方案建設(shè)方面獲得更加有利的外部支持[9,10]。

2.3 環(huán)網(wǎng)接線缺乏合理性

部分地鐵環(huán)網(wǎng)接線工作的實施缺乏對電網(wǎng)供電目標(biāo)設(shè)計的合理性關(guān)注，未能結(jié)合地鐵營運(yùn)的實際情況對環(huán)網(wǎng)接線方案進(jìn)行全面創(chuàng)新，導(dǎo)致采配電設(shè)備的應(yīng)用無法具備足夠的有效性，不利于供電系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升。部分單環(huán)網(wǎng)接線方案在設(shè)計過程中，對于電力系統(tǒng)的電源獨(dú)立性重視程度較低，缺乏對電源正常運(yùn)行所需條件的總結(jié)，尤其對于備用電源是否得到有效設(shè)置缺乏必要的關(guān)注，導(dǎo)致最終難以有效排除供電系統(tǒng)的相關(guān)故障，不利于環(huán)網(wǎng)接線方式的創(chuàng)新處置[10]。環(huán)網(wǎng)接線如圖2所示。

圖2 環(huán)網(wǎng)接線圖

2.4 環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的應(yīng)用可靠性分析存在不足

現(xiàn)有的一些環(huán)網(wǎng)供電方案在設(shè)置過程中，對于環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的可靠性總結(jié)分析存在不足，缺乏對后備線路接線管理措施的作用研究，尤其對于當(dāng)前的環(huán)網(wǎng)供電方案與電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)聯(lián)情況缺乏足夠的重視，無法按照閉環(huán)操作的方式滿足環(huán)網(wǎng)供電方案的創(chuàng)新需要，難以提高供電操作的便捷性。部分環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)可靠性分析工作缺乏對停電次數(shù)的合理性分析，電力調(diào)度工作缺乏足夠可操作性，誤操作現(xiàn)象無法得到有效控制，不利于用電成本的管控。一些環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)雖然進(jìn)行了可靠性分析，但缺乏對監(jiān)控系統(tǒng)自動報警技術(shù)的充分應(yīng)用，因此難以在故障管控方面取得更大的進(jìn)展，也使得故障范圍無法得到有效明確。

3 環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)在地鐵供電系統(tǒng)中的優(yōu)化應(yīng)用策略

3.1 提高中壓交流環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量

供電系統(tǒng)的建設(shè)還需要保證具備足夠的靈活度，按照中壓交流環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行原理，實現(xiàn)對設(shè)計余裕度的合理預(yù)留，以便高效供電目標(biāo)可以得到更加合理的設(shè)計，為高峰狀態(tài)下供電負(fù)荷的改良創(chuàng)造更加有利的條件。中壓交流環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)需要重視設(shè)備的關(guān)聯(lián)性，使電氣故障的規(guī)避擁有更加理想的條件，以便環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)得到充分應(yīng)用。分析變電所參數(shù)，有助于中壓交流環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建。各變電所參數(shù)情況如表1所示，1號變電所牽引所間距為1 520 m，動力變?nèi)萘繛? kVA，牽引整流機(jī)組為4.4 kVA。由此可見，科學(xué)調(diào)整變電所參數(shù)可以為環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用提供高質(zhì)量支持。

表1 各變電所參數(shù)

3.2 提升后備線路敷設(shè)水平

后備線路的敷設(shè)工作需要加強(qiáng)對停電次數(shù)構(gòu)成情況的研究分析，使電力調(diào)度流程可以得到更大程度的簡化處理，以便電力系統(tǒng)的敷設(shè)成本可以得到較為有效的控制，為電力系統(tǒng)維護(hù)效率的優(yōu)化提供高水平支持，進(jìn)一步滿足地鐵的高效運(yùn)營需求。如圖3所示，所有的母聯(lián)QF都斷開，等效于一個單電源運(yùn)行系統(tǒng)或一個兩端有電源的系統(tǒng)。在圖3中，8QF與9QF之間的電纜K1處發(fā)生故障，1QF和8QF的保護(hù)都檢測到了過電流，2QF和8QF的功率方向都是正向的，由于2QF和7QF任一QF都檢測到兩側(cè)的功率方向相同，所以2QF和7QF閉鎖了自己的保護(hù)，9QF和15QF在故障后沒有功率流過，所以9QF和15QF功率方向為無，在8QF兩側(cè)的7QF和9QF中流過的功率方向不同，滿足圖3的跳閘邏輯，8QF保護(hù)在延時到達(dá)后，跳閘，切除故障。

圖3 后備線路敷設(shè)效果圖

3.3 增強(qiáng)環(huán)網(wǎng)接線合理性

要加強(qiáng)對雙環(huán)網(wǎng)接線管理措施的重視，充分研究變電站相關(guān)的母線設(shè)置情況，充分滿足供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行需求，進(jìn)一步保證聯(lián)絡(luò)開關(guān)的合理設(shè)置，為環(huán)網(wǎng)接線措施的改進(jìn)提供必要支持。實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)接線誤動拒動狀況的研究，有助于判斷環(huán)網(wǎng)接線合理性并制定相應(yīng)的改進(jìn)策略。如圖4所示，在K2點(diǎn)故障，假如4QF和5QF之間的GOOSE斷線，4QF和5QF中都流過故障電流，且4QF和5QF都檢測到過流，那么4QF將因無法接收到5QF的閉鎖信號而誤動作。在K1點(diǎn)故障時，可能因為4QF錯誤地收到5QF的閉鎖信號而出現(xiàn)4QF保護(hù)拒動。

圖4 環(huán)網(wǎng)接線誤動拒動示意圖

3.4 提高環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的應(yīng)用可靠性分析水平

在制定環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的應(yīng)用方案過程中，一定要有效分析環(huán)網(wǎng)供電與普通供電的差異，并保證相應(yīng)的后備線路接線措施得到合理設(shè)計，有效改進(jìn)相應(yīng)的供電系統(tǒng)穩(wěn)定性建設(shè)工作。加強(qiáng)對閉環(huán)操作情況下停電次數(shù)的關(guān)注，尤其要對后備線路的接線情況進(jìn)行正確性評估，從而為誤操作問題的改進(jìn)提供支持。此外，可靠性分析工作還需要進(jìn)行多次實效性檢驗，確保地鐵供電效果得到有效提升。

4 結(jié) 論

地鐵工程的建設(shè)正在全國各城市快速推進(jìn)，實現(xiàn)供電系統(tǒng)的改良優(yōu)化可以為環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的創(chuàng)新提供有利支持。因此，研究環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)在地鐵領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，制定相應(yīng)的改進(jìn)策略，從而確保地鐵供電系統(tǒng)的高質(zhì)量構(gòu)建。