环网供电方式可分为(一种简单的环网供电方案的研究)

摘要：介绍了简单环电网的供电方案及相应配电自动化系统的组成原理和可靠性分析，为城市轨道交通环网供电系统提供了另一种选择。关键词：环网供配电网自动化1。前言我国已建成的地铁和轻轨供电系统基本采用集中供电模式，有两种电压等级：一种是110千伏/35kV/10kV三级电压供电模式；另一种是110千伏/35kV两级供电方式。经过技术和投资比较，两级电压集中供电方案逐渐占据主导地位，成为现代城市轨道交通供电系统的主流。该供电系统在供电质量、供电可靠性、损耗等指标方面都具有优势。在保护配置方面，环网供电系统一般设有纵差保护和电流保护。当环网电缆某一段发生短路故障时，纵联差动保护作为主保护，可以快速区分故障段，保证非故障段正常供电。然而，根据运营在广州， 上海， 北京， 天津等城市的经验，环网电缆故障的概率实际上相对较低，虽然目前的方案性能较高，但投资也相对较高。本文试图为环网提出一个简单的供电方案，以降低工程成本。二是简单环电网的供电模式事实上，目前环网两级电压集中供电模式的核心是多路路分束供电。主变电站的35kV 母线引出若干供电支路，每条支路可连接约三个牵引降压变电站；不同变电站的两个分支通过分段开关相互连接，以确保一个主变电站在另一个主变电站发生故障时能够支持供电。该供电系统的主要特点是环网的进线和出线为断路器，环网电缆的主要保护为纵联差动保护。对于简单环对电网的供电，其核心内容是用三站电气隔离开关代替环网的进、出线断路器，并相应取消35kV 环网电缆的光纤纵联差动保护，如如图一号所示。该方案的特点是投资大大减少，环网故障时电流保护跳闸时间短，保护配合容易实现；缺点是故障后的倒闸操作时间比对，约长4~6秒，比进线和出线均为断路器的方案稍长2~3秒。也就是说，如果在机车运行过程中发生环网-馈线故障，故障判断、故障区段的快速切除和备用电源的自动投入应保证在6秒钟内完成，而机车在6秒钟内不会立即停止滑行，这样就可以保证在机车运行过程中再次获得动力。为了确保这一点，我们必须引进配电自动化系统。事实上，该环网供电方案与一套综合配电网自动化系统相匹配，实现了站间信息传输。智能通信模块安装在主变电站和各牵引降压变电站综合自动化系统的控制信号面板上，模块之间通过光纤连接，实现同一束内供电网络之间的信息资源共享。配电自动化系统用于实现同一个配电网支路中变电站上位机之间的数据采集、控制、数据传输和数据处理。对在智能通讯模块中应该能够实现数据采集、SOE、定时、数据接收和传输以及控制功能。对与主变电站之间的智能通信还应能够执行数据检测、召回和自动设备功能。数据通讯器

主变电站上位机负责查询和接收各牵引降压变电站受控对图像的实时位置和测量值，并自动控制对受控对图像。收集模式可以采用轮询模式或主动报告模式。正常情况下，采用轮询方式，当有重要事件发生时(如故障信息或开关位移)，采用主动报告方式，保证重要事件的实时性。对智能通信单元在各牵引降压变电站控制信号面板中的功能要求如下：(1)SOE功能：记录系统状态量变化的时间和顺序，每个记录点都有时间戳。(2)对时间功能：接收并判断控制中心的全球定位系统对时间信号。(3)通信功能：可采用can总线、以太网接口、专用调制解调器和RS485总线方式，抗干扰能力强。(4)自诊断功能：该装置自动检测设备自身的运行状态，并在故障时及时报警。(5)电流和电压数据采集功能：可以采集所有相电流和母线电压，判断电流方向。(6)故障检测功能：该装置能根据采集的电流和设定值快速判断故障，甚至间歇性故障，并能主动向主变电站上位机报告故障信息和性质。(7)保护功能：该装置具有保护功能，满足保护装置要求的快速、灵敏、可靠的参数要求。(8)数据存储功能：定值数据具有存储和断电保持功能。(9)故障分析功能：主变电站智能通信单元可以根据各变电站发送的信息判断故障电缆段。(10)远程通讯功能：可将相关信息发送至监控中心主站。三.附图一短路保护及自动装置功能分析显示了环网，的供电情况，即主变电站的两个馈线向每个牵引降压变电站供电。正常运行时，所有进出电隔离开关均处于闭合位置；当J点发生短路故障时，主变电站断路器A迅速断开，断路器A的保护信号启动主变电站智能通信模块，主变电站智能通信模块立即查询供电网各上位机智能通信模块的电流值和设备状态数据，进行综合判断。显然，在J点和主所之间的同一个供电网络中的所有地方都应该保护动作信号，但是F点没有，所以主所可以判断故障发生在E和F之间；下一步是切断断开的环网电缆E段和F段，并在相关研究所启动母联的自动切换功能。母联自动切换功能模式嵌入变电站智能通信模块，减少了通信环节，提高了自动装置功能的可靠性。母联的自动切换功能是将出线的电气隔离开关E和进线隔离开关F分开，自动接通母联断路器H，母联断路器动作后自动接通主变馈线断路器。这一系列操作是在主变电站智能通信单元的指挥下完成的。图一环网，某供电方案示意图图中所示变压器发生故障时，应迅速断开变压器断路器，不会影响对环网，的供电。然而，当断路器发生故障时，主变电站的馈线被用作备用跳闸。如果是这种情况，母联断路器将不会自动打开和关闭。4.对配网自动化系统可靠性分析配网自动化系统中有一些关键环节，如电流输入和采集、网络通信、保护系统等。这些环节直接影响牵引供电系统的可靠性和稳定性。以下分析

环网牵引供电系统短路等级一般不超过7000A，对牵引供电系统单相短路。根据主变电站是低电阻接地还是变压器接地，这两种方式一般不超过1000安；根据这两个短路等级，电缆具有一定的承载能力，因此这种保护配置可以使故障的环网电缆快速退出系统，从而最大限度地减少对对，一次设备的损坏，降低对对供电系统安全供电的影响，在保证选择性、灵敏性、快速性和可靠性的前提下，大大简化保护配置。(2)电流输入和采样环节的可靠性分析电流采样环节出现故障的可能性主要有两种：一是电流互感器和上位机智能模块之间的路径故障，发生故障时会损坏电流互感器。在这种情况下，对假设故障发生在J点，那么在J和主所之间对应的隔离开关处可以检测到故障电流，如果主所主机在D点没有接收到故障电流值，而A和E点之间的电流采样点可以采集到故障电流，则可以认为D点的电流采集回路失败了，环网的故障判断和自动切换功能不应受到影响。如果在隔离开关E、F、A、B、C和D处没有检测到故障电流，但故障实际上发生在J处，则在主所，的断路器A处发生故障跳闸后，只有隔离开关D应被分离，并且该研究所的母联不应自动接通。然而，在隔离开关F能够与终端分离之后，终端站的母联自动接通，这仅影响一个站的正常供电，而对系统的运行几乎没有影响。从另一个角度看，该配电自动化系统适用于3~4个变电站为一组的环网供电系统，因此即使该组供电分区被切断，环网供电系统对对整个地下铁路或轻轨的影响也相对较小。另一方面。如果在点J有故障，并且在主所和点J之间的任何两个电流采样回路有问题，系统仍然可以做出正确的判断。另一方面，如果整个变电站的电流采样回路全部失败，只有两种可能，一是通信模块失败，二是站间通信失败。对是第一种可能性。解决方案是对通信模块采用冗余配置方式。当一个模块出现故障时，可以自动切换到另一个模块工作，或者采用非冗余配置模式，但当一个模块出现故障时，应锁定自动切换功能；另一种可能性是通信网络出现故障。为了避免这种故障，可以采用主备通道方案或共线通信传输模式，可以采用CANBus、DNP3.0、以太网等多种网络协议模式，可以采用轮询、冲突检测等多种网络通信手段，保证网络通信的可靠性。