天津站交通枢纽35kV站外网闪断原因分析

董东良

天津轨道交通运营集团有限公司  300380

摘要：本文介绍了天津站交通枢纽35kV站电力设备因外电网波动造成35kV主变低后备保护动作，从而影响1#主变所带10kV站子所范围内的0.4kV三级负荷总开关跳闸、配电间内照明开关部分失电，运行中的电扶梯和电直梯停止运行。经过技术原因分析，提高了枢纽运营管理水平，更进一步保证的天津站枢纽供电安全可靠性。

关键字：外网闪断、枢纽运营、运营管理

一、引言

市电引入的主要供电方式(220kV、110kV、35kV等)，电力设备外电网波动造成子所保护动作，从而影响了0.4kV三级负荷总开关跳闸、配电间内照明开关部分失电，运行中的电扶梯停止运行，从而影响天津站枢纽运营安全，也易造成突然大面积失电造成的人员恐慌和大面积的人员踩踏事故，天津站交通枢纽工程范围以天津站前、站后广场为核心，东至李公楼立交桥，西至五经路，南至海河，北至新开路区域。建成后的天津站交通枢纽将以轨道交通集中换乘为核心，其他交通方式为补充，结合前后广场的改造工程的实施形成行人优先、人车分流的综合换乘枢纽。在天津交通枢纽中起着非常大的作用。

二、设计范围

1、天津站交通枢纽工程的35/10kV主变电站：包括35kV及10kV开关柜、35/10kV动力变压器、主变电站的35kV电源进线。

2、各子项10/0.4kV降压变电所：包括10kV开关柜、10/0.4kV动力变压器、0.4kV开关柜的设计、降压变电所的10kV电源进线。0.4kV馈线不属于本系统的设计范围。

3、本册文件的设计范围为：枢纽供电系统的方案设计；主变电所及各子项降压变电所的设置原则设计；主变电所安装容量及进出线数量设计；中压电缆路由及敷设方式设计；系统接线形式及运行方式设计；计量与保护配置原则设计；安全与接地保护设置原则设计；供电系统设备选型原则设计；接口规划设计等。

三、枢纽供电系统构成

天津站交通枢纽项目供电系统供电范围，包括后广场城市轨道换乘中心、停车楼、西配楼、海河东路地道及主广场地下工程、副广场地下工程、前后广场地下联络通道等工程。枢纽供电系统由以下几部分组成：主变电站、中压供电网络及降压变电所、电力监控（SCADA）系统现场设备、接地系统等几部分组成。在后广场建设一座35/10kV主变电站集中为枢纽供电，主变电站采用三路35kV电源受电，35kV电源均由周边地区220/35kV的变电站接引。各子项10/0.4kV独立降压变电所由35/10kV主变电站的不同10kV母线接引两路电源,供电电压采用0.4/0.23kV。

四、主变电所的设置及外部电源情况

1、天津站周边地区220kV的变电所：昆纬路变电所、卫国道变电所、规划的东站220kV变电所和延寿里220kV变电所等；35kV变电站有解放桥、赤峰桥35kV变电站等。可以为枢纽提供可靠的35kV电源

2、由昆纬路220kV变电站经东站35kV变电站转供一路；

3、由待建的东站220kV变电站直接提供一路；

五、中压网络路由及敷设方式

中压网络采用10kV电压等级。主变电所坐落于轨道换乘中心顶板上，在顶板上开电缆孔与轨道换乘中心沟通，主变电所10kV出线电缆经该电缆孔进入换乘中心地下一层向各子项供电。

六、枢纽降压变电所设置

天津站交通枢纽轨道换乘中心工程、顺驰地块地上、地下工程、海河东路地道及主广场地下工程、副广场地下工程、建国道北控制中心工程、商业停车楼工程、西配楼工程等根据其建筑规模、负荷分布情况设置降压变电所，为动力照明负荷供电。每座降压变电所均设置两台10/0.4kV干式变压器。独立降压变电所内设高压室、低压室、控制室、检修室室、材料室，各子项至少有一个所设置备用室，供前期值班用。

七、主接线及运行方式

（一）35/10kV变电站

主接线：主变电所采用三路35kV独立电源受电，三台变压器同时运行，

互为备用。10kV侧采用单母线断路器分段接线方式，主接线为四段母线环形接线形式，35/10kV主接线见图3。

●运行方式：正常时三路电源、三台变压器同时运行，10kV母联断路器断开，当一路电源失电时，由另二路电源负责全部负荷供电；当两路电源失电时，由另一路电源负责全部一、二级负荷供电。

八、控制、保护、计量及无功补偿

（一）控制

降压变电所高压侧的控制保护采用具有遥测、遥控、遥信等多功能的微机综合自动化系统，并由综合监控系统集中管理，同时由通信专业设视频监控系统。10kV高压侧进线、母联断路器及0.4kV低压侧进线、母联断路器、三级负荷总开关之间实施电气联锁。监控范围为：35/10kV主变电站、10/0.4kV降压变电所的10kV回路、变压器、0.4kV低压进线、母联、三级负荷总开关,综合监控系统的现场设备设于开关柜内。

（二）保护

1、35/10kV主变电站设置的保护有：

项目 保护内容	35kV 变压器 回路	10kV 进线回路	10kV 母联回路	10kV 馈出回路	10kV 变压器 回路	10kV 电容器 回路	母线
差动保护	√
电流速断 保护			√	√	√
延时速断 保护		√				√
过流保护	√	√	√	√	√	√
过负荷保护	√				√
温度保护	√				√
零序电流 保护	√	√	√	√	√	√
备自投			√
过电压保护						√
低电压保护						√	√
失压保护	√	√

2、10/0.4kV降压变电所10kV侧设置的保护有：

10kV开关柜继电保护配置表

项目 保护内容	进线回路	变压器回路	母联回路	母线
差动保护		电流速断保护不能满足时选装
电流速断保护		√	√
延时速断保护	√
过流保护	√	√	√
过负荷保护		√
温度保护		√
零序电流保护	√	√	√
备自投			√
低电压保护				√
失压保护	√

3、10/0.4kV降压变电所0.4kV侧设置的保护有：

0.4kV开关柜继电保护配置表

项目 保护内容	0.4kV进线	0.4kV母联	0.4kV馈线	三级总开关	电容补偿柜
短路瞬时	√	√	√	√	√
短路短延时	√	√		√
过负荷	√	√	√	√	√
接地	√		√（必要时）
过压	√				√
失压	√				√
谐波超值保护					√
浪涌	√

九．电力监控系统（SCADA）设置

电力监控系统由枢纽主变电站、降压变电所的综合自动化系统构成，用于实现对枢纽各变电所内主要电气设备的遥控、遥信、遥测功能。降压变电所的综合自动化系统用于完成所内远动数据的采集、信息的发送、接收和控制命令的执行。

1．遥控基本功能

遥控操作可有多种方式，无论何种方式，对同一个被控对象，同时只允许系统中一个调度员工作站（变电所或控制中心）对其具有控制权，另一个调度员工作站的控制权自动取消。两个调度员工作站能进行控制权的转换，并自动实现控制权互锁。如考虑设置枢纽供电系统总调度员，则总调度介入操作时，具有最高权限。

2．遥信基本功能

接收来自各被控站内的各种遥信信号，在控制站进行显示、记录。

（1）遥信信号

凡在设备本体具有接点或下位监控单元能够输出，并且在控制中心主服务器数据库分配地址的信号均能作为遥信信号。

（2）遥信显示

1）正常运行状态的遥信显示功能

各被控站设施的运行状态和信息实时的传到控制中心内主服务器的实时数据库内，通过遥信处理模块，对上传信息进行处理，并在人机接口设备上（调度员工作站和大屏幕）进行显示。

2）异常运行状态的遥信显示功能

当供电系统运行出现异常情况时，把异常信息迅速传到与故障有关的调度画面自动跳出，多处故障时，调度画面按事件的时间顺序跳出，同时启动音响报警。音响报警可以用户自己编辑，不同音响对应不同故障类型。事故的存储由事件表及警报表完成。

十．交直流所用电系统

主变电站及降压变电所采用直流操作，电压等级采用DC220V。降压变电所交、直流屏电源由本所0.4kV低压配电室的不同母线上接引两路独立电源。两路进线电源互为备用，并设置进线电源自动投切装置。

结束语：天津站交通枢纽35kV变电站外网闪断是无法预控，因为外电网有多种原因导致外电网波动而导致的闪断，比如：进线电压瞬间降低或升高、雷电可以导致电网闪断等；所以首先把三级负荷总开关失压继电器线屏蔽，再将母联开关自投前提是三级负荷开关必须切除的逻辑取消，这样，35kV外网闪断，三级负荷开关就不会跳闸，保证了商业和广告照明回路供电不受影响，但是还是避免不了照明配电间开关跳闸和和电扶梯因为外网闪断而突然停止的现象。因为照明配电间开关和电梯控制器设计没有自复功能。当失电以后必须手动恢复，这样也保证了人员的安全，大大降低了人员摔伤和踩踏事故。