南宁轨道交通集团有限责任公司运行分公司广西南宁市530029
摘要：在各个城市发展中，地铁工程建设规模越来越大，便利了人们的出行。在地铁运行过程中，牵引变电所变电设备对于地铁的正常运行至关重要，如果索引变电设备发生异常问题，就会严重影响到地铁的正常运行，所以必须加强地铁牵引变电设备运行的可靠性和安全性，保障地铁的安全运行。
关键词：地铁牵引变电所；变电设备；可靠性
引言
随着城市化进程的不断推进，地铁作为当前城市居民出行的重要交通工具，也取得了突飞猛进的发展。牵引变电所变电设备作为地铁建设中非常重要的组成部分，其对于地铁运行的安全性和稳定性具有极为重要的意义。因此需要针对地铁牵引变电所变电设备中存在的问题进行深入分析，并积极采取有效的措施，提高地铁牵引变电设备运行的可靠性，进而保障整个地铁线路运营的安全和稳定。
1牵引变电所变电设备概述
牵引变电所中的直流系统主要有三种故障形式，即：短路故障，过载故障，过压故障等。最常见、破坏性最强的是过载故障。一般来说，通常有两种类型的短路故障，一种是正负极短路，另一种是正极对地短路故障。大多数保护措施主要是针对正负极短路故障的，而为了解决对地故障通常采用框架保护的方法。对于正负极短路故障，通常是由于架空线引起的轨道短路引起的。短路点和牵引变电站之间的距离会对电流的大小产生影响。远程短路故障电流的峰值与列车启动电流的峰值相似或甚至更小。因此，远程短路故障电流与列车启动电流之间的差异是牵引变电站直流保护的难点。变电设备常见下列几种：①变压器。变压器以电磁感应原理为基础，变换变压器两侧交流电压的电气设备。变压器主要构成部分是铁芯、线圈和各种绝缘材料。②高压开关。高压开关是一种电气机械，其功能就是完成电路的接通和切断，达到电路的转换、控制和保护的目的。高压开关的主要类型按灭弧介质分为：油断路器、空气断路器、真空断路器、六氟化硫断路器、固体产气断路器、磁吹断路器等。油断路器利用变压器油作为灭弧介质，分多油和少油两种类型。③阻波器。阻波器是用于载波通信和高频保护的核心高频通信元件。该器件通常由电感线圈，调谐元件和避雷器组成，由支柱绝缘子或悬浮绝缘子支撑。通过红外探测可以发现避雷器线圈和各种元件的热缺陷。
2工程概况
目前南宁市轨道交通2号线一期工程是连接南宁市南北方向的主干线，北以西津站为起点，线路途经安吉大道、友爱路、朝阳路、星光大道、银海大道等南至玉洞站设置终点站，跨越西乡塘区、兴宁区、江南区、良庆区等四个主要城区。线路全长约21.2km，共设18个车站，均为地下站，平均站间距为1.22km。其中6座车站（安吉客运站、明秀路站、火车站、朝阳广场站、大沙田站、平良站）与其它轨道交通线有换乘关系。设置安吉综合基地1处，设主变电站2座，与线网共用控制中心1座。
供电系统采用集中供电方式，主变电站进线电源110kV，系统环网电压35kV，牵引供电采用1500V直流供电，全线设置牵引降压混合变电所8座，降压变电所9座（火车站由1号线供电）。由秀灵主变电站和朋云主变电站对南宁市轨道交通2号线各车站及安吉综合基地供电。
3牵引变电所主要设备
牵引变电所主要由整流变压器、整流器柜、负极柜、直流正极进行柜、直流馈线柜等设备组成。
牵引变电所内通过交流35kV经过整流变压器降到直流1.18kV，经过24脉波整流电路的整流器转换成直流1500V配送给接触网供列车牵引使用。
4地铁牵引变电所变电设备可靠性
4.1主回路
1500V直流开关柜按隔室来分可以分为断路器室、母线室、低压室、电缆室。在这四个隔室中设有操作设备、控制元件、测量元件、保护元件、母排、电源和辅助连接等（除完成当地控制、测量、保护功能所需的必要元件外，还装有为实现远方监控数据传输所必须的接口设备）。直流开关柜断路器室是装有直流快速断路器，断开主回路时能够顺时脱扣，断路器具备电保持功能。断路器室安装的都是可抽出式手车，能够通过机械机构将直流小车摇至工作位置、试验位置、隔离位置。开关柜能够实现五防功能确保人身安全也方便与设备检修。直流小车的每个辅助接点都通过航空插头接到低压室的端子排上。
4.2微机测控、保护装置及二次回路
安装于开关柜内低压室的控制、保护、测量、信号等二次回路的设备采用数字型多CPU或DSP的微机测控、保护装置，作为变电所综合自动化系统的一个组成部分，实现对供电系统设备的控制、保护、监视及运行数据的测量、与变电所综合自动化系统的通信等功能。
4.3二次回路及微机综合测控/保护单元
（1）信息采集功能
采集柜内隔离开关的远方、就地、分闸、合闸位置信号，开关柜内的所有事故、报警信号。
通过电流测量放大器、电压测量放大器进行电流、电压采样。
（2）主要的保护和联锁功能
直流进线柜具有大电流脱扣功能和逆流保护功能，逆流保护功能可以联跳整流机组交流35KV馈出开关，故障跳闸时必须故障排除后复位后才能进行分合闸操作。
直流馈线柜具有大电流脱扣功能、电流速断、热过负荷、电流变化率、双边联跳保护功能，双边联跳保护能是在工作位置时当本站一台断路器跳闸时，使邻站变电所同一个区间供电的断路器同时跳闸从而实现相互联锁控制，保证与故障线路隔离开来。
负极柜具有框架保护功能，框架保护元件动作时进线、馈线开关跳闸并闭锁，35kV开关柜跳闸并闭锁，闭锁本站重合闸邻站不被联跳，待故障排除并复归信号后才能进行操作。负极柜中手动隔离开关采用电磁锁方式实现与本直流进线断路器之间的闭锁，只有直流进线断路器处于分闸位置时，负极柜手动隔离开关才能操作，只有当负极手动隔离开关处于合位时，1500V进线断路器才能合闸。
4.4钢轨电位限制装置
（1）保护功能
一段电压保护U>
二段电压保护U>>
三段电压保护U>>>
低电压保护U<
（2）接触器
在直流牵引系统中，可能会引起回流回路和大地间产生超过安全许可的接触电压，当钢轨电位限制装置检测到钢轨与保护地之间的电压差大于装置一段动作电压时，接触器合闸，经一定时间恢复开断。当连续动作3次后，接触器合闸并闭锁。装置动作动作值为120V，8秒。
当钢轨电位限制装置检测到钢轨与保护地之间的电压差大于150V（二段动作电压）时，接触器永久合闸，不再恢复开断。
当钢轨电位限制装置检测到钢轨与保护地之间的电压差大于600V（三段动作电压）时，晶闸管回路首先在0.1毫秒内导通，使钢轨与地连接，然后启动接触器合闸。接触器合闸后，晶闸管回路立即断开。
当检测到的电压小于U<定值，经一段时间延时，系统报故障同时闭锁输出。
5提高地铁牵引变电所变电设备可靠性的措施
5.1加强接地防雷保护措施
雷击能够对地铁牵引变电站的正常运行产生关键的影响。接地防雷在牵引变电站运行中起着重要作用。所以，在地铁维护过程中，有必要优化提升防雷系统的性能，使得高效地维护铁路牵引变电所设备的防雷能力。绝缘板也可以安装在接触网隔离开关机构的箱体底部，以避免电力设备出现漏电问题。此外，牵引变电所设备的机械箱接地和开关体应分开设置，以避免接触网故障对变电站设备的不利影响。
5.2加快故障处理反应速度
在保障地铁牵引变电运行系统各项功能均无异常的前提下，为了能够对现有的变电站设备控制实现有效的处理，应该通过添加虚拟灯板和拨打自带软件，以提高信息筛选的水平和信息收集的能力，及时地对故障的解决做出反应，尽快消除各种故障，提高设备运行的可靠性和安全性。在夹紧线夹过程中应用新技术的过程中，能够明显地处理螺栓连接的T型线夹问题，使线夹的连接方式更简便、快捷。因为不同截面的压缩线具有相应的直径，夹具可以实现一次性压缩成型，因此能够高效地消除人工紧固不合理而引起的系统主电路发热问题，防止设备出现故障，影响正常使用。同时，压接式线夹有两个螺栓，配有防松锁板，采用双备母，便于检修，能够节省时间和人力，为顺利维护操作提供良好基础。
结语
在地铁运营过程中，应重视对变电站牵引变电站设备运行状况的检查，及时地解决存在的问题，做到具体问题具体分析，大力发展更为先进的技术，着力巩固地铁牵引变电站变电站设备运行的可靠性，保持技术的领先地位，不断地完善和创新地铁牵引变电站设备控制方式，确保地铁的安全、稳定，为推动我国地铁建设贡献自己的力量。
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