2. 牵引变电所主接线概述
牵引变电所的主接线,是指变电所内从电源进线到馈线出线之间,各主要电气设备(变压器、断路器、隔离开关、母线、互感器等)之间的电气连接关系。它不涉及设备的安装位置和外形尺寸,而是用规定的图形符号和线条,把电能从进线到出线的传输路径、设备配置和运行方式表达清楚。对城轨供电而言,主接线方案直接决定了供电的可靠性、运行的灵活性、倒闸操作的复杂程度以及工程投资规模,是设计、施工、运维各环节都必须读懂的基础图纸。
主接线的基本形式
按母线配置和回路连接方式,牵引变电所主接线常见的基本形式主要有单母线、单母线分段、双母线以及桥形接线等几类。它们的差别集中在两点:母线是否分段、每条进线与出线是否拥有独立的断路器回路。
单母线接线是最简单的形式,所有进线和馈线都接在同一段母线上。优点是设备少、接线清晰、投资低;缺点是母线或母线侧隔离开关检修时,全所必须停电,供电可靠性较低。它一般只适用于对可靠性要求不高或可由相邻变电所完全转供的场合。
单母线分段接线用分段断路器(或分段隔离开关)把母线分成两段,两路进线分别接在两段母线上,馈线也分接于两段。正常运行时两段可并列运行,也可分列运行;当一段母线故障或检修时,分段开关断开,另一段仍可继续供电,可靠性明显提高。这是城轨牵引变电所中应用最广泛的基本形式。
双母线接线设置两组母线,每个回路通过两台母线隔离开关分别接到两组母线上,另设母联断路器。其突出优点是检修任一组母线时可不中断供电,运行方式灵活;但设备数量多、投资大、倒闸操作复杂,容易发生误操作。城轨牵引变电所一般规模不大、回路数有限,因此双母线多用于对可靠性要求极高的枢纽变电所或与地方电网接口的重要节点。
桥形接线用跨接在两台变压器高压侧的桥连断路器实现两路电源的联络,分为内桥和外桥两种。内桥的桥连断路器靠近变压器侧,线路侧断路器数量少,适用于线路较长、故障率较高而变压器不常切换的场合;外桥则适用于变压器需要经常切换的情况。城轨主变电所引入两路电源时,桥形接线是一种经济而实用的选择。
典型接线方案及其适用场景
城轨牵引变电所按功能可分为主变电所和牵引降压混合变电所。主变电所从城市电网引入两路 110kV 或 35kV 电源,经主变压器降压后向沿线牵引变电所供电,其主接线多采用线路—变压器组加桥形联络,或单母线分段加两路进线。牵引降压混合变电所则从主变电所或相邻所取得中压电源,经牵引变压器整流后向接触网供电,同时经配电变压器向车站动力照明供电,其主接线通常采用单母线分段,两段母线分别由两路环网电源供电,牵引回路与动力回路分接于不同母线段。
以一座典型的牵引降压混合变电所为例:两路 33kV 进线分别经进线断路器接入Ⅰ、Ⅱ段母线,分段断路器正常处于分闸位置,两段分列运行;每段母线上各接一台牵引变压器和一台配电变压器,牵引变压器二次侧经整流机组输出直流 1500V 至直流母线,再经直流馈线断路器送至接触网。这种配置下,任一路进线失电时,合上分段断路器即可由另一路带起全所负荷,但需先确认分段开关两侧电压正常、母联保护定值匹配,并按倒闸操作票顺序执行。
识读主接线图的关键点
识读主接线图时,首先要抓住“电源—母线—负荷”这条主线,明确有几路电源、几段母线、各回路接在哪一段上;其次要看清每个回路中设备的排列顺序,尤其是断路器与隔离开关的相对位置——隔离开关不能带负荷操作,因此必须与断路器配合使用;再次要关注分段、桥连、母联等联络开关的正常运行状态(合闸还是分闸),因为这决定了故障时的供电范围和倒闸策略。最后要结合保护配置理解接线:分段开关是否装设保护、进线保护与馈线保护的动作时限如何配合,都会影响主接线方案的实际可靠性。