轨道交通工程临时供电方案的研究.docx

    轨道交通工程临时供电方案的研究    2.中铁电气化勘测设计研究院有限公司天津300250摘要：结合某市轨道交通工程项目，介绍了在主变电所尚不具备供电条件的情况下，对轨道交通工程调试所需的临时电源接线进行方案研究，分析了升压变压器容量选择和负载校验关键词：临时电源；升压变压器；负载率；校核；温升Abstract:Thetemporarypowersupplywiringschemeanalysisformetroline,aswellastheselectionofthestep-uptransformercapacityandloadcalibration.Keywords:Temporarypower;Step-uptransformer;Loadratio;Calibration;TemperatureRise.0引言某市轨道交通2号线一期工程在主变电所不具备供电条件的情况下，研究利用两回市政10kV电源对南段线路供电，以满足列车各项模式下的调试从临时供电系统运行方式、接线方案、升压变压器容量选择、负荷校验以及故障支援等方面进行相近分析1概况某市轨道交通2号线一期工程，线路长20.649km，均为地下线，设车站16座，设车辆段一处，设主变电所2座。

供电系统采用110/35kV的集中供电方式，车辆采用B型车，4动2拖编组，动车受电方式为DC1500V架空接触网由于受土建工程进度的制约，主变电所的35kV电源无法向航海东路以南的变电所供电，从而影响该区段接触网电通及车辆测试计划为确保航海东路以南变电所和接触网按时实现电通，需在向阳路站引入2路10kV临时电源，经两台升压变压器升压至35kV，再分别接入向阳路变电所，从而为航海东路（不含）以南各变电所提供临时电源，以满足电客车静调和测试的要求2实施条件2.1电源接入点2路10kV临时电源需从向阳路站变电所引入，将向阳路站变电所40.5kV馈线开关柜（H05、H09）改为进线开关柜，出线分别向北（南环路站、长江路站）及向南（南四环站、城南车辆段）供电如下图所示利用两台3150kVA容量的10kV/35kV升压变压器分别接入向阳路站变电所I段和II段母线，一台3150kVA升压变仅负责车辆段试车线与静调电源的供电；另一台3150kVA升压变负责调试区间正线牵引负荷、正线及车辆段与调试相关的负荷和车辆段办公设施用电负荷2.2实施条件1）正线与车辆段试车线只考虑一列电客车的行车测试，最大负荷按AW3负载模式考虑；2）车辆段内考虑电客车静调和行车测试同步进行，试车线负载模式按AW3考虑；3）除牵引负荷外，正线仅考虑相关车站的通信、信号、照明和供电系统自用电负荷，车辆段内除上述负荷外，还应考虑部分办公设施的用电负荷（但不含空调用电负荷）。

3临时供电方案3.135kV系统供电配置车辆段牵引降压混合变电所：I段母线投入两台整流机组馈线及1#（混合所）、5#（检修库）配电变馈线；II段母线投入4#（综合楼）配电变馈线南四环站牵引降压混合变电所：I段母线不投入馈线；II段母线投入两台整流机组馈线与2#配电变馈线向阳路站牵引降压混合变电所：I段母线投入两台整流机组馈线；II段母线投入2#配电变馈线南环路站降压变电所：I段母线不投入馈线；II段母线投入2#配电变馈线长江路站牵引降压混合变电所：I段母线不投入馈线；II段母线投入两台整流机组馈线与2#配电变馈线如上图所示，长江路、向阳路、南四环、车辆段牵引降压混合变电所的整流机组同时向正线和车辆段供电电通后的供电方式如下：车辆段整流机组内向试车线和检修库接触网供电；在长江路站南侧左右线分别选取一普通锚段关节，改造为绝缘锚段关节，并在该关节北侧做好接地和防护措施长江路变电所的直流电源送至上述关节的南侧正线的其他区域供电方式按照正常供电模式执行为满足两台升压变压器向正线和车辆段接触网同时供电，车辆段与出入段线联络隔离开关2201和2202合闸，确保出入段线由南四环站和车辆段整流机组双边供电，以满足列车在出入段线的调试。

3.3升压变压器容量核算（1）负荷输入资料升压变压器负荷分为直流牵引负荷与动力照明负荷两大类1）动力照明负荷：长江路站、南环路站、向阳路站、南四环站动力照明负荷只考虑跟调试相关的负荷，如通信、信号及设备房照明用电，参考1号线典型车站的同类负荷，车站动力照明负荷容量在50kW左右是合适的车辆段找考虑综合楼办公有关的必须负荷且不包含空调用电负荷，参考1号线车辆段用电情况，车辆段办公相关的负荷容量在400kW左右是合适的2）牵引负荷2号线一期工程列车在AW3模式下列车最大功率5270kW，持续时间在30S以内的平均功率约为4500kW，列车惰行功率约为450kW列车静调功率为370kW2）负荷计算1）I段升压变压器供电负荷容量（分两种工况）：PI=3600+370+100=4070kW（工况一：列车AW3模式下启动的30S内的平均功率（由于两台升压变压器同时给列车供电，考虑不平衡系数0.8）；同时另一列车在静调；同时带车辆段部分动力照明负荷）；P’I=360+370+100=830kW（工况二：列车在惰行模式下的功率（由于两台升压变压器同时给列车供电，考虑不平衡系数0.8），时间为120S；同时另一列车在静调；同时带车辆段部分动力照明负荷）；直流牵引负荷功率因数一般在0.95以上；动力照明负荷功率因数一般为0.8左右，由于0.4kV母线设置APF，因此动力照明负荷功率因数能补偿到0.95以上。

I段升压变压器容量为3150kVA，工况一下的升压变压器负荷率为1.36，工况二下的升压变压器负荷率为0.282）1）II段升压变压器供电负荷容量（分两种工况）：PII=3600+200+300=4100kW（工况一：列车AW3模式下启动的30S内的平均功率（由于两台升压变压器同时给列车供电，考虑不平衡系数0.8），同时负责时车站及车辆段的调试负荷、车辆段办公用电负荷）；PII=360+200+300=860kW（工况二：列车在惰行模式下的功率（由于两台升压变压器同时给列车供电，考虑不平衡系数0.8），时间为120S，同时负责时车站及车辆段的调试负荷、车辆段办公用电负荷）；II段升压变压器容量为3150kVA，工况一下的升压变压器负荷率为1.37，工况二下的升压变压器负荷率为0.293）变压器负荷率校验干式变压器的寿命与其绝缘因热老化而引起的损坏有关干式变压器绕组热点温度增加与绝缘损坏率有着密切的关系因此对负载周期、负载电流及环境温度变化而引起的绕组热点温度变化进行计算，使其满足绕组热点温度限值以控制变压器的负载率，从而保证变压器的正常使用寿命以此迭代计算，大约在12个循环周期，即约0.5小时后绕组最热点温升达到稳态值，约75.9K，绕组最热点温度约为105.9℃（环境温度按30℃考虑）。

轨道交通工程中采用的干式变压器绝缘等级一般为F级，平均温升为100K，绕组热点温度额定值为145℃因此，3150kVA升压变压器在工况一、工况二交替负载情况下，绕组最热点温升与最热点温度均满足规范要求3.4单台升压变压器故障时的支援当一台3150kVA容量升压变压器退出，另一台3150kV可负责调试区段部分负荷（包括正线车站调试用负荷、车辆段调试用负荷、车辆段办公用电负荷）的供电4结束语临时供电方案在整个列车调试过程运行稳定，为某市轨道交通2号线一期工程按时顺利开通赢得了宝贵的时间参考文献：[1]《干式电力变压器负载导则》GB/T17211-1998.  -全文完-。