一种轨道交通环线中压网络供电系统及其运行方法与流程

本发明涉及轨道交通中压网络供电系统，尤其涉及一种轨道交通环线的中压网络供电系统。

背景技术：

国内近年建设的城市轨道交通环线线路的中压网络供电系统均延续了线型线路的接线方案，采用了双环网结构，开环运行方式。全线设置若干个供电分区，每个分区从外电源或主变电所引入两回电源至分区的第一个变电所两段母线，分区内变电所采用双回电缆线路连接；变电所采用单母线分段接线，设母线联络开关，并在母线联络开关处设置备用电源自投功能；为提供故障支援能力，在介于电源点之间的分区尾部设置联络电缆和环网分段开关。正常运行时，环网分段开关打开，当一回电源失电时，闭合母线联络开关，由另一回电源支援供电；当一处外电源(两回电源)失电时，闭合环网分段开关，由另一处外电源进行支援供电。该接线方案针对城市中“线型”贯穿城市的线路具有较强优势，即在满足线路两端的供电分区“每一个变电所均应有两个独立电源”的同时，又避免了迂回供电。但是没有结合环线特点进行针对性设计，变电所接线和运行方式较复杂，工程实施、运营管理不便，且经济性指标较差。

因此有必要设计一种轨道交通环线中压网络供电系统，以克服上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种轨道交通环线中压供电系统，针对环线的特点进行针对性设计，以使得中压网络供电系统在满足安全可靠性的前提下接线更简单、二次回路更少，且在经济性、工程可实施性、运营管理便利性、运行方法简便性等方面均明显优于既有方案。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种轨道交通环线中压网络供电系统，包括多个主变电所以及沿环线分布的多个供电分区，各所述供电分区均包括沿所述环线依次分布的多个变电所，每一所述供电分区均从一主变电所处接入两回电源至分区内的一变电所，各所述变电所均包括两段母线，两段母线分别为第一母线和第二母线，各段所述母线均设置一回进线和一回出线，每一所述供电分区内多个变电所的第一母线之间通过第一组区间电缆依次串联，每一所述供电分区内多个变电所的第二母线之间通过第二组区间电缆依次串联，各所述供电分区的位于端部的变电所为端部变电所，相邻的两个端部变电所之间通过两回环网电缆连接，各所述环网电缆上均设有环网分段开关。

进一步地，每段所述母线上均设置接地开关。

进一步地，每一所述供电分区均通过两台主变压器从一主变电所处接入两回电源，两台主变压器之间通过母联分段开关连接。

进一步地，每一所述环网分段开关处均设置有一安全自投装置。

进一步地，所述安全自投装置包括备自投逻辑电路以及备用电源，所述备自投逻辑电路包括两输入与门、三输入与门、两输入或门、第一非门、第二非门以及继电器，所述端部变电所的任一母线为端部母线，与端部母线连接的环网分段开关为端部环网分段开关，端部母线的进线和端部母线的出线均连接两输入或门的输入端；端部母线的进线和端部母线均连接两输入与门的输入端；两输入与门的输出端连接第一非门，端部母线连接第二非门；两输入或门的输出端、第一非门的输出端、第二非门的输出端均连接三输入与门的输入端；三输入与门的输出端连接继电器，所述继电器连接端部环网分段开关，所述端部环网分段开关连接备用电源。

本发明还提供一种基于上述轨道交通环线中压网络供电系统的运行方法，正常运行时，打开所有环网分段开关，每座主变电所为其供电范围内的所有供电分区提供电源；任一供电分区内的一回环网电缆失电时，另一回环网电缆仍由与该供电分区连接的主变电所提供一回电源，闭合与失电的环网电缆连接的环网分段开关，由另一座主变电所为失电的环网电缆提供一回电源。

进一步地，任一供电分区内，当一台主变压器退出运行时，闭合该供电分区内两台主变压器之间的母联分段开关，由另一台主变压器为该供电分区供电范围内的所有变电所提供电源。

进一步地，当一座主变电所解列时，闭合该主变电所供电范围内所有供电分区上的环网分段开关，由另一座主变电所为该主变电所供电范围内所有供电分区以及另一座主变电所供电范围内的所有供电分区提供电源。

进一步地，每一所述变电所均由该变电所的第一母线的进线和该变电所第二母线的进线提供电源。

进一步地，当端部母线的进线侧失压或者端部母线的出线侧失压，并且端部母线的进线侧以及端部母线侧没有同时无压，并且端部母线没有发生故障时，备自投逻辑电路启动，继电器延时启动，端部环网分段开关随之闭合，备用电源投入使用。

本发明具有以下有益效果：

1、在满足安全可靠性的前提下中压网络和变电所的接线更简单、闭锁逻辑简化、二次回路更少，整个供电系统的运行方式也更简单。

2、接线方案的优化、简化使得变电所的设备减少，因此建设成本、运营成本和维护成本均降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种轨道交通环线的中压网络供电系统的中压网络接线图；

图2为图1的提供的一种轨道交通环线的中压网络供电系统的变电所接线图；

图3为图1的提供的一种轨道交通环线的中压网络供电系统的安全自动装置的配置及动作分析图；

图4为图1的提供的一种轨道交通环线的中压网络供电系统的备自投逻辑电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例：如图1-图2，本发明实施例提供一种轨道交通环线的中压网络供电系统，包括主变电所s1和主变电所s2，整个轨道交通环线分为四个供电分区：第一供电分区q1、第二供电分区q2、第三供电分区q3以及第四供电分区q4，四个供电分区均包括多个沿轨道交通环线依次分布的变电所ss。第一供电分区q1从主变电所s1处接入两回电源至q1内的第一变电所ss1，第二供电分区q2从主变电所s1处接入两回电源至q2内的第一变电所ss2，第三供电分区q3从主变电所s2处接入两回电源至q3内的第一变电所ss3、第四供电分区q4从主变电所s2处接入两回电源至q4内的第一变电所ss4。每个变电所ss均包括第一母线m1和第二母线m2，第一母线m1上设置一回进线jx1和一回出线cx1，第二母线m2上设置一回进线jx2和一回出线cx2。每一供电分区内的多个变电所ss的第一母线m1之间通过第一组区间电缆l1依次串联，每一供电分区内的相邻变电所ss的第二母线m2之间通过第二组区间电缆l2依次串联，第一供电分区q1位于端部的变电所ssa和第四分区q4位于端部的变电所ssd之间通过两回环网电缆hl连接，第二供电分区q2位于端部的变电所ssb和第三供电分区q3位于端部的变电所ssc之间通过两回环网电缆hl连接，每一回环网电缆hl上均设有环网分段开关hk。本发明实施例所提供的轨道交通环线的中压网络供电系统在正常运行时环网分段开关hk处于分位，每座主变电所为本所供电范围内两个供电分区提供电源。当一座主变电所解列时，闭合4台环网分段开关hk，由另一座主变电所为全线一、二级负荷提供电源。正常运行时，每个变电所ss的两段母线分别由进线jx1、jx2提供电源，当任一进线失电时，闭合环网分段开关hk，由另一分区的电源为该段母线提供电源。与一般供电系统相比，本发明所提供的供电系统的不同之处在于，变电所的两段母线之间没有设置母线联络开关，当一座变电所的一段母线失电时，不再通过闭合母线联络开关支援供电，而是通过闭合环网分段开关来实现支援供电，结合环线的特点可知，该接线方案满足一级负荷标准所规定的“每一个变电所均应有两个独立电源”，因此该接线方案充分运用了环线自身的特点，对轨道交通环线中压网络供电系统的接线方案进行了改进。改进之后的接线方案更简单、二次回路少、闭锁逻辑简化，运行方式也更简单。而且可以降低运营成本，每个变电所可减少隔离开关2台、充气柜柜体2面、微机综保装置1套；同时每座变电所直接减少房间面积约6m²，每座变电所节省工程投资约40万元人民币。

第二实施例：优选的，如图2，每段所述母线上均设置接地开关1。接地开关有利于提高整个供电系统的安全性。

第三实施例：优选的，如图1，每一所述供电分区均通过两台主变压器2从主变电所处引入两回电源，两台主变压器2之间通过母联分段开关连接。当一台主变压器退出运行时，闭合母联分段开关，由另一台主变压器为主变电所供电范围内两个供电分区提供电源。

第四实施例：优选的，如图3，每一个环网分段开关hk处均设置有一个安全自投装置。与现有技术相比，本发明实施例与现有技术相比，不同之处在于安全自投装置仅在环网分段处设置，实现安全自投功能的同时，节省工程投资。

第五实施例：优选的，如图3-图4，变电所4和变电所5之间设有一安全自投装置以及一环网分段开关hk101，安全自投装置包括备自投逻辑电路以及备用电源(图中未示出)，所述备自投逻辑电路包括两输入与门、三输入与门、两输入或门、第一非门、第二非门以及继电器，变电所5为端部变电所，变电所5的第一母线进线以及变电所5的第一母线出线均连接两输入或门的输入端；变电所5的第一母线进线和变电所5的第一母线侧均连接两输入与门的输入端；两输入与门的输出端连接第一非门，变电所5的第一母线连接第二非门；两输入或门的输出端、第一非门的输出端、第二非门的输出端均连接三输入与门的输入端；三输入与门的输出端连接继电器，继电器连接环网分段开关hk101，环网分段开关hk101连接备用电源。安全自投装置的作用在于一路电源失电的情况下，快速恢复系统供电能力。当变电所5的第一母线进线侧失压或变电所5的第一母线出线侧失压时，两输入或门导通；当第一母线进线侧以及第一母线侧同时无压时，两输入与门导通；当当两输入或门导通并且两输入与门闭锁并且第一母线没有发生故障时，三输入与门导通，备自投逻辑电路启动，继电器延时启动，继电器延时结束后，环网分段开关hk101闭合，备用电源投入使用。变电所5的第一母线进线侧失压或变电所5的第一母线出线侧失压为备自投逻辑电路的启动条件，第一母线进线侧以及第一母线侧同时无压或者变电所5的第一母线故障为备自投逻辑电路的闭锁条件，当启动条件符合而闭锁条件没有发生时，备自投逻辑电路启动。变电所5的第二母线同样设置有备自投装置，原理与第一母线上设置的备自投装置相同，在此不再赘述。本实施例还减少了成本，利用环网分段开关实现备自投功能，每个变电所可减少断路器1台，节约成本。

本实施例还提供一种基于第一实施例所提供的轨道交通环线中压网络供电系统的运行方法，所述运行方法为：正常运行时，打开所有的环网分段开关hk，主变电所s1和主变电所s2为第一供电分区q1、第二供电分区q2、第三供电分区q3、第四供电分区q4提供电源。当第一供电分区q1内的任意一回环网电缆发生失电时，另一回环网电缆仍由第一主变电所s1提供一回电源，闭合与该失电环网电缆连接的环网分段开关hk，由主变电所s2为该失电的环网电缆提供一回电源，即第一供电分区q1内的两回环网电缆分别由第一主变电所s1和第二主变电所s2提供一回电源。第二供电分区q2内任意一回环网电缆失电时，同样分析，在此不再赘述。该运行方法在不改变变电所运行方式的前提下，实现了一回环网电缆故障时的自救功能。

本实施例提供的运行方法与现有技术的区别还在于，变电所的两段母线之间没有设置母线联络开关，当一座变电所的一段母线失电时，不再通过闭合母线联络开关支援供电，而是通过闭合环网分段开关来实现支援供电。具体的，当第一供电分区q1内任一变电所的任一回进线失电时，另一回进线仍由主变电所s1提供一回电源，闭合第一供电分区q1上的环网分段开关hk，由主变电所s2为第一供电分区提供一回电源，即两回进线分别由不同的主变电所提供一回电源。当其他供电分区内的任一变电所的任一进线失电时，同样分析，在此不再赘述。本发明实施例所提供的供电系统的运行方法与现有技术相比的优点在于，充分运用了环线自身的特点，对轨道交通环线中压网络供电系统的接线方案进行了改进，使得该运行方法满足一级负荷标准所规定的“每一个变电所均应有两个独立电源”的同时，运行方式更简单。而且本实施例所提供的运行方法与现有的轨道交通环线中压网络供电系统的运行方法相比，在实现在每一个变电所均应有两个独立电源(即两回电源)的前提下，避免了迂回供电，且运行方式更简便。

优选的，与主变电所s1连接的两台主变压器为主变压器zy1和主变压器zy2，当主变压器zy1退出运行时，闭合主变压器zy1和主变压器zy2之间的母联分段开关，由主变压器zy2为第一供电分区q1`和第二供电分区q2提供电源。通过母联分段开关实现了主变电所s1供电范围内的每一个变电所均有两个独立电源。与主变电所s2连接的两台主变压器中有一台主变压器退出运行时，同样分析，在此不再赘述。

优选的，当主变电所s1解列时，闭合第一供电分区q1上的两台环网分段开关hk以及第二供电分区上的两台环网分段开关hk，由主变电所s2为第一供电分区q1、第二供电分区q2、第三供电分区q3、第四供电分区q4提供电源。

优选的，每一所述变电所均由该变电所的第一母线m1的进线和该变电所第二母线m2的进线提供电源。

优选的，变电所5的第一母线m1的进线侧为101侧，变电所5的第一母线m1的出线侧为102侧，当变电所5的第一母线m1的101侧失压或者变电所5的第一母线m1的102侧失压，并且变电所5的第一母线m1的101侧以及第一母线m1侧没有同时无压，并且变电所5第一母线m1没有故障时，启动备自投逻辑电路，继电器延时启动，继电器延时结束后，闭合环网分段开关hk101，备用电源投入使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。