1、城市轨道交通中“双线双环”即双环网的一种接线形式见图1。图中K1K4为电源开闭所供电分区间分界点开关，在运行方式分析中也称为联络开关。 双环网相关于开式结线的放射式供电能使供电线路简化、减少线路走廊、运行方式灵活，但联锁关系和继电爱惜整定复杂。3轨道交通双环网的运行方式 由于供电系统在轨道交通运行中的重要性，中压供电网络的设计需要知足故障自救功能和避免误操作的功能等要求。采纳双环网接线，在故障运行方式下通过改变分界点开关的状态，保障故障区段供电的持续性。在应急运行方式时，通过调整分界点开关的位置，可改变主变电所或电源开闭所供电区的划分，可知足轨道交通继续运行的要求。双环网接线可灵活实现各类运行
2、方式的转换。 通过设置各类联锁关系，可避免各类运行方式下的误操作，使系统平安靠得住运行。31变电所主接线形式 城市轨道交通一样有以下几种变电所类型：主变电所或电源开闭所、牵引变电所或牵引降压混合变电所、降压变电所或跟从式降压变电所等。在下文中以电源开闭所、牵引变电所、降压变电所为分析对象。各变电所主接线形式如下： 电源开闭所为单母线分段接线形式，设母线分段开关，母线分段开关设有备用电源自动投入装置，具有“失压自投、过流闭锁”功能。 牵引变电所为单母线分段接线形式，设母线分段开关，母线分段开关设有“失压自投、过流闭锁”功能。也可不设母线分段开关，下文将别离讨论。牵引变压器集中设于一段母线上。 降
3、压变电所为单母线分段接线方式，不设母线分段开关。配电变压器别离设于两段母线上。 变电所各进线开关、馈线开关、联络开关、母线分段开关均采纳断路器。变电所低压配电系统均为单母线分段接线，设母线分段开关，并具有“失压自投、过流闭锁”功能，此功能可采纳PLC装置实现。32中压系统备用电源自动投入装置的工作原理 中压系统爱惜采纳微机爱惜装置，母线PT、线路PT或配电变压器二次侧的电压信号均引入备自投装置，一起作为判别电源线路是不是有电的条件，当两路引入线电源发生任一单电源故障，变电所进线线路失压，经备自投装置判别，确信非过流、零序等故障状态后，由备自投装置对进线开关和母线分段开关实施“失压自投、过流闭锁
4、”的操纵进程，由另一路中压电源供给变电所全数一、二级负荷。由正常运行方式转为故障运行方式。 当单电源故障发生在开闭所时，通过对开闭所和下级变电所的母线分段开关自投时刻的适当整定，保证只有开闭所的分段开关将进行“失压自投、过流闭锁”的操纵进程，由另一路中压电源供给供电区内全数负荷。 备自投装置的状态可分为启动状态、投入状态和退出（闭锁）状态。当两个电源电压正常，且进线开关均处于合闸状态时，备自投装置处于启动状态。当具有备自投装置投入条件时，备自投装置进入投入状态，完成开关的转换进程后，备自投装置为退出状态。当进线开关非失压跳闸，如故障跳闸或手动操作分闸，装置被闭锁，处于退出状态。33运行方式分类
5、 轨道交通中压供电网络的运行方式分为三种：正常运行方式、故障运行方式和应急运行方式。 正常运行方式是系统在正常电源条件、线路条件和设备条件下的运行方式。 故障运行方式是上述三个条件中任一个显现一个故障情形下的运行方式，如一个电源故障或一条线路故障或一台设备故障。 应急运行方式是上述三个条件中任一个显现两个故障情形下的运行。34运行方式分析341正常运行方式（见图1） 电源开闭所由城市电网引入两路中压电源，并供给开闭所供电范围内的车站变电所。正常运行时两个电源同时供电，排列运行，开闭所两个进线开关为合闸状态，母线分段开关为分闸状态，备自投装置处于启动状态。 2和4变电所的联络开关K1K4为分闸状
6、态。1开闭所除承担本身负荷外，还提供1、2变电所负荷。2开闭所除承担本身负荷外，还提供3、4变电所负荷。342故障运行方式：（见图1）分析电源（电缆）的故障情形，开关设备的故障本文中不做讨论。（1）开闭所单电源故障运行方式 当开闭所引入的一路电源或电缆故障，造成开闭所一路进线电源失压，经备自投装置判别，确信非过流、零序等故障状态后，由备自投装置对进线开关和母线分段开关实施“失压自投、过流闭锁”的操纵进程，由另一路电源供给开闭所的全数一、二级负荷。现在开闭所电源失压的进线开关为分闸状态、另一路进线开关和母线分段开关为合闸状态，备自投为退出状态。开闭所供电分区内各变电所的开关状态没有转变，即进线开
7、关为合闸状态，母线分段开关为分闸状态，联络开关为分闸状态。（2）降压变电所单电源故障运行方式 当降压变电所如1变电所引入的一路电源或电缆故障，1开闭所相应馈出线开关为分闸，造成1变电所一路进线电源失压。由于降压变电所中压系统没有设置母线分段开关，也没有备自投装置，而低压配电系统设有母线分段开关。低压进线开关和母线分段开关具有“失压自投、过流闭锁”功能，现在中压系统开关状态不变，电力调度遥控使失压进线开关分闸，将故障段切除。低压配电系统电源失压的进线开关为分闸状态、另一路进线开关和母线分段开关为合闸状态，一路中压电源和一台配电变压器提供降压变电所的全数一、二级负荷。（3）牵引变电所单电源故障运行
8、方式 当牵引变电所如2变电所引入的一路电源或电缆故障，1开闭所相应馈出线开关为分闸，造成2变电所一路进线电源失压。 当牵引变电所设有母线分段开关和备自投装置时，经备自投装置判别，确信非过流、零序等故障状态后，由备自投装置对进线开关和母线分段开关实施“失压自投、过流闭锁”的操纵进程，由另一路电源供给牵引变电所的全数一、二级负荷。现在电源失压的进线开关为分闸状态、另一路进线开关和母线分段开关为合闸状态，备自投为退出状态。 当牵引变电所不设母线分段开关和备自投装置时，假设失压母线为I段，那么低压配电系统实施“失压自投、过流闭锁”的操纵进程，电源失压的低压进线开关为分闸状态、另一路进线开关和母线分段开
9、关为合闸状态。一路中压电源承担牵引变电所牵引负荷和动力照明一、二级负荷。 假设失压母线为II段，连接在该段母线上的两台牵引变压器和一台配电变压器将失电。当确认非过流、零序等故障状态后，可进行倒闸操作，恢复对失压母线的供电。由于倒闸操作进程的时刻级为“分钟”级，而低压配电系统实施“失压自投、过流闭锁”的操纵进程为“秒”级，因此在倒闸操作进程中低压配电系统已恢复对动力照明一、二级负荷的供电；牵引供电系统通过本牵引变电所直流母线使相邻两个牵引变电所组成大双边供电。 变电所为无人值守时，电力调度远方倒闸操作分为停电操作进程和送电操作进程。手动操作两台牵引变压器中压开关别离分闸；操作配电变压器中压开关分
10、闸；然后操作II段母线进线开关分闸并确认，现在停电操作进程终止。进行送电操作进程，操作联络开关K2合闸并确认，别离操作各变压器中压开关合闸。 现在II段母线进线开关断开，K2联络开关闭合；I段进线开关闭合，K1联络开关断开。再次明确现在没有设置母线分段开关和备自投装置，不存在误操作母线分段开关造成电源合环问题。343应急运行方式（见图2）（1）开闭所双电源故障应急运行方式 城市电网提供开闭所的两路电源中一路电源或线路故障后，另一路再次发生故障时，两路电源均失压。经“秒”级延时后，备自投装置向母线分段开关和电源失压的进线开关别离发出跳闸命令。开关分闸后，备自投装置处于退出状态。 北京城市铁路工程
11、参考各方面的意见，采纳的是第二路电源也失电时，开关的状态维持一路电源失压后的情形，即一路电源的进线开关为分闸，另一路的进线开关和母线分段开关为合闸。方便的地方在于外电源波动造成失压的快速恢复供电。鉴于轨道交通工程供电为自成系统，系统本身具有故障自救功能，外电源故障对系统的阻碍可通过系统本身的自动或手动操作恢复系统故障区段的供电，现在应断开与外部电源的联系。因此在开闭所双电源或双线路故障时，进线开关和母线分段开关均分闸。 假设正常运行时，发生双电源同时故障造成进线失压，经“秒”级延时后，备自投装置向两台进线开关同时发出跳闸命令，不向母线分段开关发命令，母线分段开关仍维持正常分闸位置。 经上述分析
12、可知，开闭所双电源故障不管同时发生，仍是不同时发生，开闭所的进线开关、母线分段开关均处于断开位置，且母线分段开关的合闸回路被进线开关闭锁，备自投装置为退出状态。开闭所承担的供电分区全数失电。 依照地铁设计标准的要求，地铁用电设备负荷品级为一级，两个电源供电即知足供电要求，由于城市轨道交通已成为老百姓上班、出行的重要交通工具，是解决城市道路交通拥堵的重要手腕。城市轨道交通的重要性决定了供电系统的靠得住性超级重要，一旦停电造成停运，将造成较大的经济损失和较坏的社会阻碍。因此轨道交通供电系统的中压供电网络设置了电源联络线。 在这种故障应急运行方式下，通过倒闸操作改变原有供电分区的划分，利用中压供电网
13、络设置的联络开关，由相邻供电区提供电源。为幸免电源合环，需要从头设置分界点，本文推荐开环点设于开闭所，依照双侧供电区的负荷大小，将开闭所列入负荷较小的供电区，原开闭所的馈线开关成为新的分界点开关。 如图2所示，假设1开闭所正常运行承担的负荷，小于3开闭所承担的负荷。当2电源开闭所引自城网电源的两个进线电源全数故障，其进线开关和母线分段开关全数断开，引至4变电所的馈出开关K3和K4被进线开关联跳（或电力调度遥控分闸）并闭锁（当任一进线开关合闸时，闭锁关系解除）。现在电力调度（或变电所操纵室人员）解除2变电所的两台联络开关K一、K2与本变电所进线开关的“软联锁”，经调度令当场手动或遥控操作合闸（爱
14、惜整定躲过励磁涌流），两路中压电源由2变电所两段母线引至3变电所，并再至2开闭所，使故障区段的3变电所、2开闭所恢复供电故障；同明白得除4变电所的两台联络开关K3、K4与本变电所进线开关的“软联锁”，经调度令当场手动或遥控操作合闸，两路中压电源由5变电所两段母线引至4变电所，使故障区段的4变电所恢复供电。故障供电区均取得两路联络电源。 现在供电分区进行了从头划分，1开闭所负责为1变电所2开闭所共5座变电所一二级负荷的供电；3开闭所负责为4变电所6变电所共4座变电所一二级负荷的供电。当顶峰小时负荷超出开闭所的供电能力或中压供电网络的电压损失7要求时，可结合运营组织方案限制顶峰小时列车密度。（2）
15、降压变电所双电源故障应急运行方式 以附图2中2降压变电所和5变电所别离进行分析。 降压变电所没有设置母线分段开关和备自投装置，当1开闭所提供给2变电所的两路电源失电后，经电力调度令或电力调度遥控将2变电所进线开关分闸，同时也解除联络开关K一、K2与进线开关的联锁。依次手动遥控使联络开关合闸，两路中压电源由3变电所两段母线引至2变电所，使故障区段的2变电所恢复供电。开闭所供电分区进行从头划分，2变电所原进线开关为新的分界点开关。 当3开闭所提供给5变电所的两路电源失电后，经电力调度令或电力调度遥控将5变电所进线开关分闸。电力调度解除4变电所进线开关和联络开关K3、K4的联锁，依次手动遥控使联络开
16、关合闸，两路中压电源由4变电所两段母线引至5变电所，使故障区段的5变电所恢复供电。开闭所供电分区进行从头划分，5变电所原进线开关为新的分界点开关。（3）牵引变电所双电源故障应急运行方式 以附图2中3降压变电所和4变电所别离进行分析。 2开闭所提供给3变电所的两路电源线路故障，变电所的进线开关将由于电源失压而全数跳闸，母线分段开关也处于分闸位置，备自投装置处于退出状态。电力调度解除2变电所进线开关和联络开关K一、K2的联锁，依次手动遥控使联络开关合闸，两路中压电源由2变电所两段母线引至3变电所，使故障区段的3变电所恢复供电。开闭所供电分区进行从头划分，3变电所原进线开关为新的分界点开关。 2开闭
17、所提供给4变电所的两路电源线路故障，变电所的进线开关将由于电源失压而全数跳闸，母线分段开关也处于分闸位置，备自投装置处于退出状态。由于进线开关已分闸同时也解除进线开关对联络开关K3、K4的联锁。依次手动遥控使联络开关合闸，两路中压电源由5变电所两段母线引至4变电所，使故障区段的4变电所恢复供电。开闭所供电分区进行从头划分，4变电所原进线开关为新的分界点开关，并被联络开关联锁，不能合闸避免电源合环。344故障、应急运行方式分析小结 单电源、电缆故障发生后，电源侧馈出开关跳闸，负荷侧进线开关失压跳闸或通过调度方式断开进线开关（降压变电所），将故障点从系统中切除。开闭所、牵引变电所的中压母线分段开关
18、和降压变电所的低压母线分段开关通过自动投入，由单电源承担供电范围内的全数一二级负荷。 双电源、电缆故障发生后，负荷侧进线开关失压跳闸或通过调度方式断开进线开关（降压变电所），将故障点从系统中切除。电力调度解除供电区分界点变电所进线开关和联络开关的软联锁，使失电的变电所恢复供电，供电区进行了从头划分。35联锁、联跳关系 为了保证供电系统靠得住的运行和运营保护人员操作的平安，必需设置必要的联锁关系。351成套开关设备每一个单元的联锁关系即“五防”要求。（1） 避免带负荷分、合隔离开关（隔离插头）（2） 避免接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关（3） 避免带电时误合接地开关（4） 避免误入带电
19、隔室（5） 避免误分、误合断路器、负荷开关关于手车式开关设备还有其他相关要求，在此再也不一一列出。352成套开关设备相关单元的联锁关系（1） 进线开关柜与相邻隔离手车柜、计量柜等的联锁。只有当进线开关处于分闸位置时，上述的隔离手车、计量柜手车才能够抽出或插入。（2） 母线分段开关柜与母线分段提升柜之间须设联锁关系。只有当母线分段开关处于分闸位置时，母线分段提升柜隔离手车才能够抽出或插入。353系统运行的联锁关系（见图2）（1）电源开闭所进线开关与母线分段开关之间的联锁关系 电源开闭所设有母线分段开关和备自投装置，从运行方式的分析可知，当正常运行和单电源或线路故障时，两进线开关和母线分段开关的闭
20、合关系，知足“3合2”的条件，即进线开关和母线分段开关不能同时合闸，幸免电源合环或向故障点返送电源。 在应急运行方式时，两进线开关失压分闸时，也应同时闭锁母线分段开关合闸，造成联络电源合环。也确实是说系统运行中，两台进线开关的位置状态一致时，母线分段开关不能操作合闸。（2）牵引变电所进线开关与母线分段开关之间的联锁关系 牵引变电所也设有母线分段开关和备自投装置，从运行方式的分析可知，当正常运行和单电源或线路故障时，两进线开关和母线分段开关的闭合关系，知足“3合2”的条件，即进线开关和母线分段开关不能同时合闸，幸免电源合环或向故障点返送电源。 在应急运行方式时，有三种情形，2开闭所、2变电所和3
21、变电所别离发生进线双电源故障，这三种情形下3变电所进线开关别离为都闭合和都断开状态，而且母线分段开关都不能进行合闸操作，幸免造成联络电源合环。（3）降压变电所进线开关与母线分段开关之间的联锁关系由于降压变电所没有设置母线分段开关，没有相应的联锁关系。（4）进线开关与联络开关之间的联锁关系 这种联锁关系只发生在供电分区分界点的变电所，见附图2中的2变电所、4变电所和6变电所。变电所的两进线开关和联络开关之间，在正常运行方式下设有联锁条件，任一进线开关处在合闸位置，联络开关不能合闸。单电源故障运行方式下，可不能解除联锁关系条件。 在应急运行方式下，依照前面的分析，有三种情形将操作联络开关合闸。开闭
22、所、本变电所和与本变电所相邻的另一供电分区的变电所发生进线双电源故障。关于附图2中的2变电所的K一、K2联络开关，当1和2开闭所；2变电所、3变电所发生进线双电源故障时，均需要联络开关合闸，使故障区段恢复供电。除本变电所发生上述故障，进线开关和联络开关为不同时合闸外，其他应急运行情形下，二者需要同时闭合。 通过电力监控系统软件功能，设置软联锁即“软压板”与联锁条件并联，正常运行、故障运行方式和本变电所双电源故障应急运行时“软压板”为断开，联锁条件起作用。在其他应急运行情形下，电力调度操作“软压板”闭合，解除联锁条件。（5）进线开关与环网馈线开关的联跳及联锁 在正常运行和单电源故障运行情形下，进
23、线开关和环网馈线开关不需要联锁条件。但在双电源故障应急运行方式下，由于供电分区从头划分，显现了新的供电分界开关，而误操作此分界开关，将造成联络电源合环或向故障点返送电源。依照前面运行方式的分析，在应急运行方式时，供电分区新的分界点设在双电源显现问题的变电所或开闭所。 关于降压变电所或牵引变电所，新的分界点开关为原进线开关，环网馈线开关成为应急运行方式下的进线开关，现在误合原进线开关将向故障点返送电源。若是考虑设置联锁条件，将涉及全线所有变电所，且将对正常运行操作产生较大阻碍。将故障率等情形综合考虑，建议不设置联锁关系，通过增强应急运行情形下的操作治理，制定严格的操作制度来限制此种误操作的发生。
24、 若是必然要设置联锁条件，采纳软联锁方式。在电力监控系统软件编制时，变电所综合自动化系统依照运行方式进行编制，在变电所处于不同的运行方式时，顺序发出相应联锁或解除联锁的命令。 关于开闭所，见附图2以2开闭所为例，因为开闭所双电源故障后，进线开关在应急运行方式的供电网络中没有作用，分界点开关为原环网馈线开关如K3、K4。但进线开关和K3、K4二者的状态有紧密的关系，为同时闭合或同时断开，同时闭合出此刻开闭所正常或单电源故障运行方式，为开闭所供电分区提供电源；同时断开出此刻应急运行方式，进线开关断开切除与城市电网的联系，幸免向故障点返送电源，K3、K4断开为了幸免使联络电源合环。 因此在运行时当任一进线开关合闸时，K3、K4开关可进行操作或处于合闸状态，当两台进线开关均为分闸时，联跳K3、K4开关分闸，并将其合闸回路闭锁。4应用于城市轨道交通的双环网接线方案在系统的灵活性、稳固性方面有必然的优势，也存在联锁关系较为复杂、倒闸操作时刻长等缺点。本文尚没有工程应用的支持，仅供同行参考。参考文献：于松伟 城市轨道交通供电系统的中压网络研究 见城市轨道交通首届中青年专家论坛文集
