1. 引言
地鐵車站一般分為地下二層,地下一層稱為站廳層,地下二層稱為站臺層,每層均分為公共區(qū)和兩端的設備區(qū)。公共區(qū)是乘客購票、乘車的區(qū)域,設備區(qū)則是各種專業(yè)的設備機房,如BAS、FAS、AFC(自動售檢票)、通信、信號、泵房、氣體滅火、照明配電室、環(huán)控機房、環(huán)控電控室、牽引/降壓變電所、蓄電池室、屏蔽門管理室、車站控制室等。上海軌道交通明珠線二期工程共設17座地下車站和1座地面車輛段,線路全長22公里,與明珠線一期工程的中段連接,構(gòu)成環(huán)線。
明珠線二期工程供電系統(tǒng)采用集中供電的110/35/10kV三級電壓供電方式,由主變電所、牽引供電系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)和電力SCADA系統(tǒng)組成。全線設兩座110/35/10kV主變電所,向牽引供電系統(tǒng)(35kV)和變配電系統(tǒng)(10kV)供電。由于地鐵牽引、車站動力多為一級負荷,因此每座主變電所均由城市電網(wǎng)提供兩回獨立電源。
變配電系統(tǒng)由10/0.4kV降壓變電所、低壓配電系統(tǒng)與照明配電系統(tǒng)組成。降壓變電所在規(guī)模較大的車站設置二座,以車站中心為界,每座變電所各提供半個車站和單側(cè)相鄰半個區(qū)間的負荷用電。而規(guī)模較小的車站則設置一座,提供整個車站和兩側(cè)相鄰半個區(qū)間的負荷用電。
2. 地鐵降壓變電所設計
2.1主接線
全線的降壓變電所被分成若干個供電分區(qū),每一個供電分區(qū)均從主變電所的35/10kV主變壓器,就近引入兩路10kV電源。在各供電分區(qū)設有網(wǎng)絡開關(guān),正常運行時該開關(guān)分斷,形成10kV開口雙環(huán)網(wǎng)絡供電形式。
每座降壓變電所的兩路電源分別由主變電所或相鄰降壓變電所10kV不同母線引入,接至兩段母線,同時在降壓變電所的每段母線設一路出線電源,向相鄰降壓變電所供電。降壓變電所10kV側(cè)接線采用單母線分段型式,設置母聯(lián)斷路器。
降壓變電所設兩臺10/0.4kV動力變壓器,分別接自不同10kV母線上。變壓器容量的容量滿足一臺退出運行時,另一臺能負擔遠期的一、二級負荷。圖一為降壓變電所的主接線。
圖一 降壓變電所的主接線
2.2運行方式
正常運行時,兩路10kV進線電源分別向兩段母線供電,母聯(lián)斷路器打開,兩段母線分段運行。當一段母線進線電源失電時,進線斷路器分閘,母聯(lián)斷路器自動合閘。
低壓母線為單母線分段運行方式,當一路電源故障時,母聯(lián)分段開關(guān)自投,由另一路電源電源供一、二級負荷用電。
2.3控制、繼電保護和自動裝置
(1)控制
降壓變電所10kV斷路器采用SCADA遠動控制、變電所集中控制和就地控制;0.4kV進線、母聯(lián)斷路器和三級負荷總開關(guān)采用SCADA遠動控制和就地控制;自動扶梯饋線開關(guān)帶分勵脫扣器,分勵按鈕與FAS系統(tǒng)輸出繼電器的常開接點并聯(lián),以實現(xiàn)火災情況下FAS系統(tǒng)可將其斷開。
(2)繼電保護
繼電保護要滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動性要求,并力求簡化保護配置;供電系統(tǒng)各級保護應考慮配合關(guān)系。
降壓變電所10kV系統(tǒng)的繼電保護裝置采用微機型綜合保護測控單元,實現(xiàn)保護、測量、信息采集與控制、開關(guān)間的聯(lián)鎖與聯(lián)動、通信等功能,通過光纖以太網(wǎng)絡接口接入全所綜合自動化系統(tǒng)并上傳至控制中心,保護功能具有獨立性,不依賴于網(wǎng)絡。具體保護配置如下:
10kV進、出線——線路差動保護、過電流保護、零序電流保護、過電壓保護、低電壓保護
10kV母聯(lián)——限時電流速斷保護、零序電流保護
動力變壓器——電流速斷保護、過電流保護、過負荷保護、零序電流保護、溫度保護(變壓器內(nèi)部保護)、過電壓保護、低電壓保護
0.4kV低壓進線柜、母聯(lián)柜和環(huán)控一、二、三級負荷饋電柜均設過載、短路瞬時、短路延時及接地保護,其他低壓柜設過載、短路瞬時及接地保護。
(3)自動裝置
10kV、0.4kV母聯(lián)斷路器設置自動投入裝置/功能,自投功能可在當?shù)?遠方進行投入/退出。
交流所用電母聯(lián)斷路器設置自動投入、進線設來電自復功能。
直流所用電的兩路交流進線設置自動投入功能。
2.4測量和計量
變電所的所有測量和計量均在開關(guān)柜當?shù)仫@示并通過變電所綜合自動化系統(tǒng)將主要數(shù)據(jù)送到控制中心,具體設置如下:
10kV進/出線電流、10kV母線電壓、動力變壓器一次側(cè)電流/有功功率/有功電度、動力變壓器二次側(cè)電流、0.4kV母線電壓、0.4kV饋線電流、交流所用電系統(tǒng)進線電流及母線電壓、直流所用電系統(tǒng)母線電壓。
2.5功率因素補償 有功電度、動力變壓器二次側(cè)電流、0.4kV母線電壓、0.4kV饋線電流、交流所用電系統(tǒng)進線電流及母線電壓、直流所用電系統(tǒng)母線電