06-浅谈地铁低压供电系统的过电压保护

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1、浅谈地铁低压供电系统的过电压保护陈秋原成都地铁运营有限公司四川成都610081摘要：地铁低压供电系统的过电压冲击主要来自外部的雷电过电压和内部的操作过电压，过电压保护对供电系统的稳定可靠运行具有重要作用，合理选择电涌保护器等防护元件是过电压保护中的重要内容。关键词：地铁低压供电电涌保护器过电压保护0引言成都地铁1号线采用110/35KV两级电压供电方式，通过35KV环网电缆给牵引供电系统与动力照明供电系统供电，全线配置牵引降压混合变电所8座、独立降压变电所11座、跟随式降压变电所6座。地铁低压供电系统包括降压变电所和动力照

2、明配电系统，提供了正线车站和区间的机电设备动力电源和照明电源。根据GB50490-2009《城市轨道交通技术规范》，过电压保护装置用于防止操作过电压和大气（雷电）过电压。电涌保护器是低压供电系统过电压保护中重要的装置，合理的选型配置对供配电网络稳定可靠运行具有重要的作用。1过电压冲击对地铁低压供电系统造成的影响（1）控制系统误动作0.4kV低压开关柜PLC系统设置为当检测到一路电源进线电压异常后，在一定延时内时自动切除三级负荷，再过一定延时内异常电压未恢复到正常范围，则分闸该路进线开关后再合闸母联开关，系统转换为单电源供电

3、方式。过电压冲击可造成该类备自投逻辑误动作。（2）线路、电气元件损坏过电压会造成供配电线路发热老化、绝缘性能降低，造成短路故障等。电气元件长期运行在额定工作电压下，过电压冲击超过元件的耐压能力后持续一定时间会造成绝缘破坏和元件烧毁。（3）电气设备断电、停机造成断路器、隔离开关烧坏，变频器等电压保护动作，末端设备停机。（4）对二次设备等对电磁抗扰要求较高的设备的影响二次控制电源由一次回路进线开关端子处引入时，容易受一次回路电压波动的影响，有时甚至烧坏进线侧的熔断器。虽然PLC电源等24V直流电源进线侧多配置有稳压、滤波功能的

4、高频开关电源，但一次回路的电压波动仍然容易侵入造成对PLC的电磁干扰。很多二次设备、模块，例如从一次回路直接接入检测信号的开关量采集模块等，由于内部集成电路抗电冲击能力差，在一次回路电涌浸入时容易出现烧坏各类接口或板卡的故障。可通过提高开关电源的整体性能、在电源进线处设置隔离电磁干扰的隔离变压器，电涌保护器、电源滤波器或其他过电压防护装置等措施来降低一次回路电压波动侵入造成的电磁扰动。2地铁低压供电系统过电压的类型及防护措施1、外部过电压及防护措施（1）直击雷雷电落在室外架空线路上、与降压变电所接地网直接相连的避雷针或金属

5、构架上，造成接地电位瞬时升高。如果降压变电所设置在地下车站内，引入的35kV环网电缆及引出的动力照明配电线路多不是室外架空敷设，则该类型雷电过电压对低压供电系统的影响较少。（2）雷电波与感应雷雷电波侵入至供配电线路中可能有部分残余电压。雷电落在线路附近，因电磁感应产生的过电压也可能沿线路侵入。由于降压变电所35kV母线多装设避雷器，给负荷供电的末端配电箱、控制箱内均装设电涌保护器，因此从降压变电所进线侧和负荷侧线路侵入的外部过电压均设置有吸收和抑制装置。特别是从负荷侧线路侵入的外部过电压，防护措施为在末端配电箱内装设电涌保

6、护器，而且各类末端配电箱、控制箱数量较多、安装位置分散、配电线路敷设情况复杂，需要定期巡视检查以实现对配电箱内防雷元件的运行监测。（3）110kV母线的电压波动降压变电所35kV母线装设避雷器，该类型过电压在传入0.4kV系统前虽然经过多级抑制和降压，有时仍有一定范围的幅值对0.4kV系统造成影响。目前设计为在动力变压器0.4kV侧设置电涌保护器，以限制高压侧传入的电压波动在0.4kV母线造成的过电压，电涌保护器一般情况下可在进线开关端子处并联安装。重要负荷电源侧接入不间断电源UPS，实现对进线电源的稳压、滤波、电磁隔离等

7、功能。2、内部过电压及防护措施（1）地铁低压供电系统常见的操作过电压1）降压变电所内断路器或隔离开关进行分合闸操作时，系统进行短暂的状态变换产生的内部过电压降压变电所内两台35KV/0.4KV动力变压器分别从牵引和动力照明共用的35kV中压环网系统引入两路独立电源，0.4kV主接线为单母线分段接线方式。正常情况下，降压所内两台动力变各带两段0.4kV母线分列运行，当一台动力变退出运行时，控制系统检测该进线回路失压后，按照备自投逻辑依次延时分闸三级负荷总开关、该路进线开关，投入母联断路器，实现由另一台动力变承担全所一、二级动

8、力照明负荷。该类倒闸操作频次较高，涉及到变电所内一系列断路器和隔离开关的分合闸状态转换，期间产生的操作过电压会对低压供电系统产生影响。2）变电所内大功率设备的启停、切除三级负荷等操作时，系统电动势自动调节滞后产生的暂时过电压0.4kV低压开关柜三级负荷总开关的分励脱扣器接消防外控信号，设计为在联动指令下