（天津轨道交通运营集团有限公司 天津 300222）
摘要：城市轨道交通系统中，供电设备为车辆、信号、机电等其他设备提供电力，是地铁正常运行的基本保障，保障供电系统设备的稳定运行是地铁运行的基本要求，一旦供电系统出现故障，轻则会导致个别设备跳闸，重则影响其他专业设备系统稳定运行，严重的会导致整条线路瘫痪。因此，电力系统设备的运行稳定是整条地铁线路安全运行的重中之重，如何安全有效的对供电设备进行管理是工程师日常工作中的重点。
关键词：城市轨道交通；供电系统；设备管理
1 地铁供电系统运行技术要求
目前城市轨道交通线路供电系统多采用集中供电方式，即在地铁线路附近建设专用主变电所，由主变电所为牵引供电系统及供配电系统供电。
主变电所的电压等级多为110kV或35kV，经主变压器变为35kV或10kV给沿线子变电所供电，主变电所的数量根据线路长短，可建设一座或多座。主变电所的设立除了要考虑负荷的平衡，还要考虑与其他线路的共享功能。目前天津已运营的线路中，已有一座主变电所同时为两条线路供电的运行方式，此种方式可以节省新建主变电所的工程量并效利用既有资源。目前在某些有条件的新建线路中，也多采取共享主变电所的方式进行供电。但需注意的是，由于规划、批复或施工工期等多种不确定原因，由这些共享主变电所进行供电的线路往往不是同期开通运行，时间可相差数年甚至更多，因此对共享主变电所进行设计时，需充分考虑主变压器的容量、设备选型及布置等各项重要因素，以及线路在正常、故障情况下的各种运行方式，以降低后期施工或改造的工程难度，最大限度减少对已运营线路的影响。
直流牵引供电系统由牵引变电所及延线路敷设的牵引网组成，具体包括整流机组、直流正负极开关设备、馈线、接触网隔离开关、接触网、钢轨、回流电缆、均流电缆和钢轨电位限制装置、再生电能利用装置等。为保证系统稳定运行，每座变电所通常采用两套整流机组并联运行构成等效24脉波整流，当一台机组退出运行时也可有条件的保证供电系统的稳定运行。
供配电系统承担了除牵引车辆外其他所有交流低压负荷，包括降压变电所及动力照明负荷。低压动力照明负荷主要包括车站的通风空调、自动扶梯、排水、通风、消防及各车站、区间、变电所的照明负荷等，此类负载往往含有大量变频负荷，且随着节能的需要，未来变频负荷的比重将会提高。变频负荷的增加，其产生的谐波电流也会相应增加，因此需要设有源滤波设备对低压系统进行无功补偿及谐波分析。
电力监控和数字采集系统（SCADA）承担了控制中心对地铁供电系统中主变电所、直流牵引系统以及供配电系统的遥控、遥测、遥信以及遥调功能，能够直观掌握供电系统各设备的运行状态，保障系统平稳可靠运行。
2 供电系统技术管理措施
2.1 建设期管理
线路建设阶段需要设备管理人员配合设计及施工部门商定设备选型、参数、图纸等内容，且需综合其他已运行线路设备系统的优缺点，在新建线路中提出优化建议，并考虑设备通用性，以便节省运营成本；进入调试阶段需要专业人员全程跟踪安装调试进程，从源头掌握设备第一手信息，整理因施工、设计、设备质量等因素造成的遗留问题，后期有针对性的进行整改或防范，为运行维护打下基础。
2.2 技术管理
应建立完善的技术管理体系及工作机制。包括明确日常检修巡视工作内容及检修频次，编制检修规程、作业指导书等作业标准，并结合设备运行情况及线路特点定期对指导性文件进行修订；制定大修改造管理制度，明确各类设备大修改造周期；编制设备基础信息台账，梳理设备清单、参数、定值台账以及备件情况，建立技术履历，将检修、故障、缺陷、大修改造、元器件报废等信息详细记录建档；定期召开技术分析会议，对典型故障、重点故障进行分析，梳理故障经过、分析原因，明确处理措施以及预防措施。
2.3 档案管理
技术管理档案应包含从建设阶段起所有基础性材料，以及设备运行中各类资料。主要包括建设期各类会议、设计变更纪要、图纸、设备说明书等资料，以及各类设备信息台账，如设备台账、定值台账、元器件清单等能够充分反映设备基本情况的资料，技术履历作为反映设备整体运行状况的档案资料，应详细记录日常检修、故障、缺陷、大修改造、元器件报废等设备运行信息，并明确周期定期进行更新，为设备运行趋势分析提供有力数据支撑。
2.4 安全管理
严格执行《电力安全工作规程》中的相关要求。人员方面，所有设备运行维护人员均持有国家规定的相关证件，包括特种作业操作证（包括高压电工、低压电工、电力电缆、继电保护、电气试验等）、以及高处作业、有限空间作业、动火作业相关证件；制度方面，建立操作票管理制度，明确工作人员安全责任，严格执行“一人操作，一人监护”的要求；监管方面，建立各级检查制度，制定季节性安全检查方案，并根据检查结果落实整改。
2.5 大修改造管理
电气设备均有国家或生产厂商规定的使用年限，其故障率通常是时间的函数，工作状态符合“浴盆曲线”（图1）。
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图1 浴盆曲线
其中，第一阶段为早期失效期，此阶段的故障率多由设计、生产、设备安装过程中的缺陷造成，在早起的试运行过程中通过跟进安装调试及后期整改可在短时间内将故障率降低；第二阶段为偶然失效期，此阶段故障率较为低发，设备运行稳定，偶发故障通常与使用环境、
表1 设备大修周期
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方式不当有关；第三阶段为损耗失效期，设备进入此阶段，其故障率随运行时间的增长而大幅增加，其原因多为设备老化、机构磨损或损耗。供电系统作为地铁运行的“动脉”，应在设备进入或即将进入损耗失效期时及时进行大修改造，避免因设备老化而造成故障率极速上升，影响系统稳定运行。下表列出部分供电设备大修周期，周期与设备类型相关，一般一次设备如变压器、开关柜等使用寿命较长，而接线较多的二次设备大修周期相对较短。
3 结束语
地铁供电设备发展至今，已形成相对成熟的一套系统，在满足各项技术需求的条件下，影响系统稳定性的重要因素之一在于设备管理方能否制定科学化的管理模式，建立完善的技术管理体系，对设备全寿命周期合理把控，将故障率控制在合理范围内，以便保障供电系统稳定运行。
参考文献
[1]于松伟等.城市轨道交通供电系统设计原理与应用.西南交通大学出版社，2008，36-124.
[2]黄德胜，张巍.地下铁道供电.中国电力出版社，2009，8-74.
[3]丁书文.变电站综合自动化技术.中国电力出版社，2005，67-88.