论文部分内容阅读
摘要：近年来，我国城市的轨道交通发展呈现出迅猛姿态。在轨道交通网络的正常运行离不开电力供应，供电在轨道交通建设中占据着关键地位，电力供应的可靠性、安全性直接关系着轨道交通运行的畅通与否。所以，在轨道交通系统发生停电事件时，必须具有一套完整的供应应急处理体系，以保证轨道交通的正常运作。本文首先分析了轨道交通的常用供电方式，并以上海地铁某线路的供电系统为例，分析了其供电组成，对其在发生大面积停电事件时的应急处理方式进行了详细阐述。
关键字：城市轨道交通；供电；应急处理；大面积停电
在我国社会经济的飞速发展下，轨道交通发展也呈现出了迅猛姿态。城市轨道交通运输、车站设备运行都主要以电能作为动力能源，所以电力供应在轨道交通中占据着关键地位，电力供应的可靠性、安全性直接关系着轨道交通运行的畅通与否。由于地铁车站多修建在地下，所以地铁车站一旦出现停电事件，车站就会陷入一片漆黑，由此带来的后果将不堪设想，因此轨道交通系統必须具有一套完整的供电应急处理体系，以保证轨道交通的正常运作。
一、城市轨道交通的电力供应系统的组成
城市轨道交通的电力供应通常来自城市电网，由城市电网向轨道交通供电系统输送电能，再通过轨道交通供电系统对电能进行转换，最后将转换后的电能输送给各类交通用电设备，满足设备运行需要。城市轨道交通的电力供应系统主要由主变电所、外部电源、电力监控、动力照明供电、牵引供电几部分组成。其中，动力照明供电由动力照明配电、降压变电所两部分组成；牵引供电系统由牵引网、牵引变电所组成。一般来说，轨道交通供电都采用集中供电，即通过主变电所向各轨道线网进行供电。每个主变电所都有两路独立电源进线，同时每个主变电所的备用支援变电所数量必须≥1个，主变电所要实现资源共享。
轨道交通网络系统是城市的重要用电负荷之一，根据规定，轨道交通系统为一级负荷，供电电源必须有两路，若其中一路因故障而中断供电，另一路同样能保证整个系统的全部用电要求。牵引供电系统的用电负荷也为一级负荷，动力照明系统则根据其用电实际情况分为一级负荷、二级负荷或三级负荷。轨道交通外部电源供电不应局限于某一线路，而应根据城市电网、线网规划情况进行设计、规划，可灵活运用分散供电、集中供电、混合供电等形式。
二、上海地铁供电应急处理方案
（一）供电系统分析
上海地铁某线的电力供应系统为集中供电，组成部分包括高压电源（110kV）、中压变配电系统（35kV）、动力照明供电、牵引供电、杂散电流系统、SCADA（电力监控）。其供电系统由牵引降压变电所、主变电所、降压变电所、接触网、跟随所、SCADA、防迷流系统组成。本工程中，线路总长41km，全程设置的车站变电所共有28个，停车场变电所、车辆段变电所各1个，其共同构成了环网供电网络（35kV），供电方式为双路电源供电。其中，正线所含牵引变电站有12个，经降压整流输出1.5kV直流电压，供电对象主要为电动列车。设有2座主变电所（110kV），主变电所电源均由城市电网变电站（220kV）分两路提供。
（二）大面积停电应急处置方案
城市地铁大面积停电事件，根据严重程度可分为三级：一级停电，是指地铁所有的主变电所发生停电。由此造成两路交流电源均停电，列车被迫停运；二级停电，是指1个以上的主变电所发生停电，但仍有部分主变电所未停电。由此造成的车辆段、车站全部的交流供电中断，正线接触轨处于超大单边或超大双边供电，区间列车仍能行驶至下一车站；三级停电，是指车辆段、车站局部发生交流供电中断，正线接触轨可以为单边供电或者大双边供电，列车可正常行驶5分钟。
（一）一级停电事件的应急处理
在发生一级停电事件后，地铁交通供电系统负责人首先要与供电局取得联系，询问停电时间、停电原因。将主变电所的变压器开关（高压、低压）、中压馈线开关断开，同时要立即安排专人值守。充分掌握蓄电池运行状况，若停电时间>30min，则要退出蓄电池设备，并做好恢复供电的相关准备。
（二）二级停电事件的应急处理
首先，通过与供电局沟通，以获悉停电时间、故障原因。了解停电区域有无扩大化，将停电的主变电所的变压器开关（高压、低压）、接地变开关、中压馈线开关全部断开。若主变电所为两路或一路停电，故障主变电所、车站变电所都要退出。将主变电所的供电方式切换到其他主变电所支援供电，以恢复断电变电所供电。相关变电所要指派专人值守，若在运营过程中恢复主变电所供电，则需要列车运行完成后再切换到正常供电。
（三）三级停电事件的应急处理
在发生三级停电事件以后，要立即组织维修人员进行抢修，若停电时间较长（>30min），则要退出故障主所的蓄电池，待消除设备故障，设备恢复正常后，可立即切换到正常供电。
三、地铁供电应急处理相关注意事项
在发生大面积停电事件时，为确保能及时、有效地恢复列车及车站供电，就必须制定、实施相应的应急处理预案，在应急处理预案的制定、实施过程中，需要注意以下几点：
第一，制定科学、完善的停电应急预案。在预案中，要对供电、电力调度等专业的职责进行明确规定。在实际工作中，要加强应急演练，以提升地铁供电系统的应变能力、应急处理能力。同时，还要加强轨道交通供电各专业间的协作与衔接，以保证在发生大面积停电事件时，能对车站、列车乘客进行安全、合理的疏导。通过应急演练，还能从中发现应急预案中的各种不足，从而能及时加以改进，提高应急预案的有效性。
第二，与城市供电局加强沟通，定期对双方的应急协作方案、供电安全进行评估，并组织开展停电应急联合演练。当发生停电事件时，首先与城市供电局联系，获得准确的供电信息，以便采取具有针对性的应急预案。
第三，城市轨道交通供电系统应当定期开展安全检查，对设备隐患、操作规程、技术文本进行全面的排查，以便及时发现、解决问题。
第四，充分重视轨道交通电力供应系统的测试工作，加强设备保养、维护，以保障电力供应的可靠性。另外，在建设新线路时，应当对各主变电所的容量分配进行充分的考虑，以便在出现停电事件时，能及时地向故障主变电所提供支援。
结束语：
对于城市轨道交通供电系统而言，在出现大面积停电时，要能够及时采取相应的应急处理措施，尽快恢复线路及车站供电，以保障轨道交通的正常运营。要做好地铁停电应急处理，各相关专业必须要协同合作，加强专业间的沟通和应急演练，做好供电系统设备的保养、维护，不断完善应急预案，构建轨一套完整的供电应急处理体系，及时、有效地处理各级停电事件，以保证轨道交通的正常运作。
参考文献：
[1] 单辉.浅谈城市轨道交通供电的应急处置[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（7）.
[2] 赵垒.城市轨道交通中压环网供电方式的讨论[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（10）.
[3] 叶聪.浅谈城市轨道交通大面积停电应急处理[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（14）.
[4] 席红.城市轨道交通线网指挥中心供电系统[J].都市快轨交通，2011，24（5）：94-96.
[5] 吴伟辉.浅谈城市轨道交通直流框架保护动作应急处理[J].城市建设理论研究（电子版） ，2013，（21）.
作者简介：（钱晓超，男，籍贯重庆，1981年6月 重庆市轨道交通（集团）有限公司 轨道交通助理工程师 研究方向：城市轨道交通供电
刘晓阳，男，籍贯重庆，1983年5月 重庆市轨道交通（集团）有限公司 轨道交通工程师 研究方向：城市轨道交通供电
胡冰光，男，1982年1月 重庆市轨道交通（集团）有限公司 研究方向：城市轨道交通供电）
关键字：城市轨道交通；供电；应急处理；大面积停电
在我国社会经济的飞速发展下，轨道交通发展也呈现出了迅猛姿态。城市轨道交通运输、车站设备运行都主要以电能作为动力能源，所以电力供应在轨道交通中占据着关键地位，电力供应的可靠性、安全性直接关系着轨道交通运行的畅通与否。由于地铁车站多修建在地下，所以地铁车站一旦出现停电事件，车站就会陷入一片漆黑，由此带来的后果将不堪设想，因此轨道交通系統必须具有一套完整的供电应急处理体系，以保证轨道交通的正常运作。
一、城市轨道交通的电力供应系统的组成
城市轨道交通的电力供应通常来自城市电网，由城市电网向轨道交通供电系统输送电能，再通过轨道交通供电系统对电能进行转换，最后将转换后的电能输送给各类交通用电设备，满足设备运行需要。城市轨道交通的电力供应系统主要由主变电所、外部电源、电力监控、动力照明供电、牵引供电几部分组成。其中，动力照明供电由动力照明配电、降压变电所两部分组成；牵引供电系统由牵引网、牵引变电所组成。一般来说，轨道交通供电都采用集中供电，即通过主变电所向各轨道线网进行供电。每个主变电所都有两路独立电源进线，同时每个主变电所的备用支援变电所数量必须≥1个，主变电所要实现资源共享。
轨道交通网络系统是城市的重要用电负荷之一，根据规定，轨道交通系统为一级负荷，供电电源必须有两路，若其中一路因故障而中断供电，另一路同样能保证整个系统的全部用电要求。牵引供电系统的用电负荷也为一级负荷，动力照明系统则根据其用电实际情况分为一级负荷、二级负荷或三级负荷。轨道交通外部电源供电不应局限于某一线路，而应根据城市电网、线网规划情况进行设计、规划，可灵活运用分散供电、集中供电、混合供电等形式。
二、上海地铁供电应急处理方案
（一）供电系统分析
上海地铁某线的电力供应系统为集中供电，组成部分包括高压电源（110kV）、中压变配电系统（35kV）、动力照明供电、牵引供电、杂散电流系统、SCADA（电力监控）。其供电系统由牵引降压变电所、主变电所、降压变电所、接触网、跟随所、SCADA、防迷流系统组成。本工程中，线路总长41km，全程设置的车站变电所共有28个，停车场变电所、车辆段变电所各1个，其共同构成了环网供电网络（35kV），供电方式为双路电源供电。其中，正线所含牵引变电站有12个，经降压整流输出1.5kV直流电压，供电对象主要为电动列车。设有2座主变电所（110kV），主变电所电源均由城市电网变电站（220kV）分两路提供。
（二）大面积停电应急处置方案
城市地铁大面积停电事件，根据严重程度可分为三级：一级停电，是指地铁所有的主变电所发生停电。由此造成两路交流电源均停电，列车被迫停运；二级停电，是指1个以上的主变电所发生停电，但仍有部分主变电所未停电。由此造成的车辆段、车站全部的交流供电中断，正线接触轨处于超大单边或超大双边供电，区间列车仍能行驶至下一车站；三级停电，是指车辆段、车站局部发生交流供电中断，正线接触轨可以为单边供电或者大双边供电，列车可正常行驶5分钟。
（一）一级停电事件的应急处理
在发生一级停电事件后，地铁交通供电系统负责人首先要与供电局取得联系，询问停电时间、停电原因。将主变电所的变压器开关（高压、低压）、中压馈线开关断开，同时要立即安排专人值守。充分掌握蓄电池运行状况，若停电时间>30min，则要退出蓄电池设备，并做好恢复供电的相关准备。
（二）二级停电事件的应急处理
首先，通过与供电局沟通，以获悉停电时间、故障原因。了解停电区域有无扩大化，将停电的主变电所的变压器开关（高压、低压）、接地变开关、中压馈线开关全部断开。若主变电所为两路或一路停电，故障主变电所、车站变电所都要退出。将主变电所的供电方式切换到其他主变电所支援供电，以恢复断电变电所供电。相关变电所要指派专人值守，若在运营过程中恢复主变电所供电，则需要列车运行完成后再切换到正常供电。
（三）三级停电事件的应急处理
在发生三级停电事件以后，要立即组织维修人员进行抢修，若停电时间较长（>30min），则要退出故障主所的蓄电池，待消除设备故障，设备恢复正常后，可立即切换到正常供电。
三、地铁供电应急处理相关注意事项
在发生大面积停电事件时，为确保能及时、有效地恢复列车及车站供电，就必须制定、实施相应的应急处理预案，在应急处理预案的制定、实施过程中，需要注意以下几点：
第一，制定科学、完善的停电应急预案。在预案中，要对供电、电力调度等专业的职责进行明确规定。在实际工作中，要加强应急演练，以提升地铁供电系统的应变能力、应急处理能力。同时，还要加强轨道交通供电各专业间的协作与衔接，以保证在发生大面积停电事件时，能对车站、列车乘客进行安全、合理的疏导。通过应急演练，还能从中发现应急预案中的各种不足，从而能及时加以改进，提高应急预案的有效性。
第二，与城市供电局加强沟通，定期对双方的应急协作方案、供电安全进行评估，并组织开展停电应急联合演练。当发生停电事件时，首先与城市供电局联系，获得准确的供电信息，以便采取具有针对性的应急预案。
第三，城市轨道交通供电系统应当定期开展安全检查，对设备隐患、操作规程、技术文本进行全面的排查，以便及时发现、解决问题。
第四，充分重视轨道交通电力供应系统的测试工作，加强设备保养、维护，以保障电力供应的可靠性。另外，在建设新线路时，应当对各主变电所的容量分配进行充分的考虑，以便在出现停电事件时，能及时地向故障主变电所提供支援。
结束语：
对于城市轨道交通供电系统而言，在出现大面积停电时，要能够及时采取相应的应急处理措施，尽快恢复线路及车站供电，以保障轨道交通的正常运营。要做好地铁停电应急处理，各相关专业必须要协同合作，加强专业间的沟通和应急演练，做好供电系统设备的保养、维护，不断完善应急预案，构建轨一套完整的供电应急处理体系，及时、有效地处理各级停电事件，以保证轨道交通的正常运作。
参考文献：
[1] 单辉.浅谈城市轨道交通供电的应急处置[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（7）.
[2] 赵垒.城市轨道交通中压环网供电方式的讨论[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（10）.
[3] 叶聪.浅谈城市轨道交通大面积停电应急处理[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（14）.
[4] 席红.城市轨道交通线网指挥中心供电系统[J].都市快轨交通，2011，24（5）：94-96.
[5] 吴伟辉.浅谈城市轨道交通直流框架保护动作应急处理[J].城市建设理论研究（电子版） ，2013，（21）.
作者简介：（钱晓超，男，籍贯重庆，1981年6月 重庆市轨道交通（集团）有限公司 轨道交通助理工程师 研究方向：城市轨道交通供电
刘晓阳，男，籍贯重庆，1983年5月 重庆市轨道交通（集团）有限公司 轨道交通工程师 研究方向：城市轨道交通供电
胡冰光，男，1982年1月 重庆市轨道交通（集团）有限公司 研究方向：城市轨道交通供电）