高铁隧道内单电源箱式变电站控制电源设计及应用

DOI：10.19587/j.cnki.1007-936x.2019z.031

高铁隧道内单电源箱式变电站控制电源设计及应用

谢成鹏

摘 要：高速铁路具有行车速度快、行车密度大、区间负荷分布密集、自动化程度高、要求安全正点运行的特

点，对高速铁路电力系统的供电可靠性提出了更高的要求。随着电力设备自动化程度的不断提高，高铁电力设备控制回路电源显得尤为重要，本文结合实际工程项目实践，完善了隧道内单台箱式变电站二次控制回路及环境监控回路可靠供电方案，具有一定参考价值。

关键词：单变压器箱式变电站；双电源切换装置；控制电源；环境监控

Abstract: The high speed railway, featured with characteristics of high running speed, high density of trains,

concentrated load requirements in sections, high degree of automation and high requirements on punctual operation, imposes high requirements on power supply reliability for electric power system for high speed railway. Along with the constant increase of automation level for electric power equipment, the circuit power of electric power equipment for high speed railway is becoming more and more important, the paper, in connection to the practice of actual engineering, completes reliable power supply schemes for secondary control circuit and environment monitoring circuit of single set container type substation inside tunnel, which have certain values for reference.

Key words: Single transformer container type substation; dual source switching device; control power; environment中图分类号：U224.5 文献标识码：B 文章编号：1007-936X(2019)z-0125-02

1 概述

1.1 高铁电力设计运行现状

铁路电力供电系统担负着除列车牵引供电以外的为所有铁路设施供电的任务。高铁电力系统是从地方变电站接引两路专盘专柜10 kV（35 kV）电源，通过高铁10 kV变配电所、区间10/0.4 kV箱式变电站向高铁沿线车站、区间通信信号等重要负荷供电。隧道内箱式变电站设置在隧道内线路两侧洞室内。

1.2 单电源箱式变电站操作电源缺点

从高铁变配电所馈出2路10 kV电力贯通线路，分别为一级负荷贯通线和综合负荷贯通线，沿高铁线路两侧敷设。隧道内箱式变电站由于受到空间、电缆过道的限制，分别在隧道内两侧面对面设置，且为单变压器分别独立运行，这就造成单电源箱式变电站远动控制电源只有1路低压交流控制电源，往往设计时再增加UPS提供第2路电源。由于UPS受蓄电池容量的限制，在贯通线路故障或停电检修时易造成如下后果：（1）UPS放电时间有限，造成单电源箱式变电站无操作电源，远动控制、检测功能失效，电调无法进行远动操作的被动

作者简介：谢成鹏.中国铁路西安局集团有限公司西安高铁基础设施段供电维修技术中心，工程师。

局面；（2）贯通线停电后，单电源箱变环监系统停电，箱式变电站内照明回路全部失效，造成检修作业照明困难。

2 铁路电力箱式变电站操作电源的要求

依据《铁路电力远动箱式变电站暂行技术条件》（铁总运[2015]91号 TJ/GD 016-2015）第5.7条规定：箱式变电站操作电源主要由交流充电电源、切换电路、UPS等组成；交流电源引自箱式变电站不同变压器低压侧，采用两路220 V交流电源，两路电源互为备用。通过UPS向需要在交流电缺失时进行电动操作的设备和RTU供电。设置UPS外部自动旁路供电功能，UPS故障时，不影响正常供电。

3 隧道内单电源箱式变电站操作电源设置建议

3.1 建议更改方案

在隧道内单电源箱式变电站低压侧均安装1台双电源切换装置，两箱变之间采用2条VV22型阻燃电缆连接，采用预埋过道管敷设电缆，分别为本箱变及对面侧箱变提供控制电源及环控电源。2条电缆分别引接在两箱式变电站新增加的双电源切换装置2路电源进线端子上，然后分别在本体箱

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供变电远动 高铁运行十年电气化技术创新发展论文集 式变电站备用开关（或低压母排）接线引至本体箱变双电源切换开关I电源侧进线端子。然后在双切装置出线端子引接电源分别供电至箱式变电站UPS、RTU、环境监控等设备。这样就实现了单电源箱式变电站具备2路220 V交流电源，2路电源互为备用。引接电缆的型号选择需按照双电源切换开关的型号（三相、单相）、额定工作电流确定。双电源切换装置如图1所示。

（a）单相2P

（b）三相3P 图1 双电源切换装置

3.2 现场安装调试

在单电源箱式变电站低压柜预留位置安装双电源切换开关1台，在本体箱变低压柜备用开关（或低压母排）引接电源至主供回路电源侧，在本体箱变双电源切换开关主供回路并联1路引接至对面单电源箱式变电站备供侧，再由对面单电源箱变双电源切换装置主供侧引接电源至本体箱变双电源切换开关备供回路电源侧。双电源装置馈出侧分别经远控开关引接箱式变电站UPS回路及环控回路。

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由于UPS回路及环控回路为单相220 V电源，双电源切换开关电源引接数量较多时，还应考虑三相负荷平衡问题，可将不同地点的箱变双电源切换开关电源引接至不同相，保证三相负荷平衡。

调试试验时分别断开Ⅰ、Ⅱ电源进线开关。若先断开的为主用回路开关，则箱式变电站低压配电室操作面板上控制电源指示灯熄灭后随之变亮，双电源切换箱内有交流接触器切换动作的声音，测量双电源馈出开关处电压正常，表示主用已切换至另一回路；若先断开的为备用回路电源开关，指示灯不熄灭，有接触器释放的声音，测量双电源馈出开关处电压正常，表示备用回路正常。需注意的事项：双电源切换装置试验应在停电前进行，一路试验完成后合上进线开关，再断开另一路；若2次切换不正常，应检查接线或双电源切换装置（电源切换试

验须在一、二次回路均无人工作时进行）。

4 结语

经过技术改造以及实际运用，双电源切换装置实现了单电源箱式变电站控制回路电源互供，为箱式变电站UPS装置提供了2路充电电源，为RTU、环监系统增加了另一路控制电源，保证了电力设备二次测控回路的可靠供电，为箱式变电站远动控制设备及环监系统提供了电源保障，便于检修及故障处理，真正实现了“快速隔离故障区段、恢复非故

障区段供电”的抢修原则。

参考文献：

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[2] 国家铁路局. TB 10621-2014 高速铁路设计规范[S]. 北京：中国铁道出版社，2014.

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