宋春龍

北京地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司，中國(guó)·北京 100082

1 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及人民物質(zhì)生活水平飛速發(fā)展的時(shí)代背景下，人們對(duì)于日常出行的便捷性和速度也提出了更加嚴(yán)格的要求。這也使得軌道交通的發(fā)展呈現(xiàn)出了突飛猛進(jìn)的趨勢(shì)。城市軌道交通，的車(chē)輛運(yùn)行以及車(chē)站基礎(chǔ)設(shè)備功能的發(fā)揮，都需要以電力能源作為動(dòng)力來(lái)源，因此，電力系統(tǒng)的供應(yīng)穩(wěn)定性在軌道交通事業(yè)的發(fā)展過(guò)程中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。電力供應(yīng)系統(tǒng)的安全性和可靠性直接關(guān)系到了軌道交通的運(yùn)行速度以及運(yùn)行流暢性。除此之外，由于中國(guó)地鐵車(chē)站大多數(shù)修建在地下空間中，因此，一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)異常問(wèn)題地鐵車(chē)站就可能會(huì)出現(xiàn)大面積停電事件，而車(chē)站毫無(wú)預(yù)備的瞬間陷入黑暗中，也可能會(huì)帶來(lái)無(wú)法想象的安全問(wèn)題，因此，軌道交通的順利運(yùn)行必須以完善且穩(wěn)定的供電應(yīng)急處理體系為基礎(chǔ)，確保應(yīng)急處理體系能夠快速應(yīng)對(duì)突發(fā)性停電事故帶來(lái)的安全問(wèn)題。

2 城市軌道交通中電力供應(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)成

在中國(guó)城市軌道交通的建設(shè)過(guò)程中，供電系統(tǒng)中的電力來(lái)源就是城市電網(wǎng)，大多數(shù)都是由城市電網(wǎng)向軌道交通的供電系統(tǒng)中直接輸送電力能源，再通過(guò)軌道交通的供電系統(tǒng)對(duì)電能進(jìn)行切換和轉(zhuǎn)化，最終將切換和轉(zhuǎn)化過(guò)后的電能輸送到軌道交通的各支線用電設(shè)備中，從而滿足軌道交通列車(chē)運(yùn)行以及車(chē)站設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際需求[1]。中國(guó)城市軌道交通的電力供應(yīng)系統(tǒng)主要是由主變電所、外部電源設(shè)備、電力運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、車(chē)輛動(dòng)力供電系統(tǒng)、車(chē)輛照明供電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)這幾個(gè)部分構(gòu)成的。其中，列車(chē)運(yùn)行的動(dòng)力供電系統(tǒng)和照明供電系統(tǒng)主要是由電力供應(yīng)系統(tǒng)中的動(dòng)力照明配電和降壓變電所這兩個(gè)電力機(jī)構(gòu)而提供的，而為軌道車(chē)輛提供牽引力的供電系統(tǒng)的電力主要是由牽引網(wǎng)絡(luò)、建議系統(tǒng)變電所提供的。在通常情況下，軌道交通的供電系統(tǒng)都會(huì)采用集中供電的方式，集中供電方式就是通過(guò)主變電所向各軌道支線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行供電，從而確保各支線用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其中，每一個(gè)主變電所都具備兩條獨(dú)立存在的電源進(jìn)線，與此同時(shí)，每一個(gè)主變電所為了避免緊急停電等其他突發(fā)性事故問(wèn)題，還應(yīng)該建立相應(yīng)的備用資源變電所，并且備用資源變電所的數(shù)量必須超過(guò)一個(gè)以上，這樣才能夠確保主變電所出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)發(fā)揮備用電路功能，實(shí)現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)對(duì)電力能源的資源共享[2]。

軌道交通建設(shè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及電路與系統(tǒng)是城市發(fā)展過(guò)程中重要的電力負(fù)荷來(lái)源之一，按照城市規(guī)劃，軌道交通系統(tǒng)的電力系統(tǒng)為一級(jí)負(fù)荷，其采用的供電電源必須同時(shí)具備兩條支線，這樣就能夠在一條線路由于故障而引發(fā)中斷供電問(wèn)題時(shí)，另一條電路能夠快速為整個(gè)軌道交通系統(tǒng)設(shè)備提供電力能源，從而滿足軌道交通設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)于電力的需求[3]。而根據(jù)城市規(guī)劃牽引供電系統(tǒng)所采用的用電負(fù)荷同樣為一級(jí)負(fù)荷，而軌道交通電力系統(tǒng)中的動(dòng)力照明系統(tǒng)，則需要根據(jù)照明和列車(chē)運(yùn)行，對(duì)于動(dòng)力用電的實(shí)際情況分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷三種類(lèi)型。對(duì)于軌道交通的外部電源供電系統(tǒng)，也不應(yīng)該僅僅局限于某一條供電線路，而是應(yīng)該根據(jù)城市電網(wǎng)，以及城市對(duì)于網(wǎng)線的規(guī)劃狀況進(jìn)行多條線路規(guī)劃設(shè)計(jì)，可以根據(jù)城市規(guī)劃的實(shí)際狀況，靈活地運(yùn)用分散供電、集中供電或混合供電等多種形式，確保軌道交通電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性[4]。

3 軌道交通電力故障問(wèn)題

3.1 某地鐵線路供電系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀

我們以北京市某地鐵線路的電力供應(yīng)系統(tǒng)為例，該地區(qū)地鐵線路的電力供應(yīng)系統(tǒng)為集中供電系統(tǒng)主要為10kV變配電系統(tǒng)、動(dòng)力照明供電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、雜散電流系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。其中，供電系統(tǒng)的電力來(lái)源主要由牽引降壓變電所、城市主變電所、降壓變電所、接觸網(wǎng)、跟隨變電所、電力監(jiān)控機(jī)構(gòu)這幾個(gè)方面。在該軌道交通工程中，線路總長(zhǎng)達(dá)到了41km，權(quán)限設(shè)置了28個(gè)電站變電所，其中還有一個(gè)停車(chē)場(chǎng)變電所和一個(gè)車(chē)輛段變電所，這些系統(tǒng)共重構(gòu)成了環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)，采用雙路電源供電的方式為城市軌道的運(yùn)行提供電力能源[5]。

3.2 電力故障分類(lèi)

如果城市軌道交通運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了軌道交通大面積停電事故，可以按照事故的嚴(yán)重程度，將停電事故分為三個(gè)等級(jí)。一級(jí)停電事故主要是指軌道交通運(yùn)行過(guò)程中所有的主變電所都出現(xiàn)了停電和斷電現(xiàn)象。在這種情況下，該軌道交通線路的兩路交流電源都會(huì)停止供電，列車(chē)將會(huì)被迫停運(yùn)，無(wú)法運(yùn)行。二級(jí)停電事故主要是指一個(gè)或一個(gè)以上的主變電所發(fā)生了停電事故，但是仍然存在其他部分主變電所還能夠正常運(yùn)行。由此可能會(huì)造成軌道車(chē)輛運(yùn)輸車(chē)站的交流供電全部中斷，這時(shí)，軌道交通車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中的正線接觸軌就處于超大單邊或超大雙邊供電狀態(tài)，正處于行駛過(guò)程中的列車(chē)還能夠平穩(wěn)地運(yùn)行到下一站。三級(jí)停電事故主要是指軌道交通的部分車(chē)輛段或車(chē)站區(qū)域發(fā)生了交流電供電中斷問(wèn)題，當(dāng)發(fā)生三級(jí)停電事故時(shí)，軌道交通列車(chē)還能夠正常行駛五分鐘左右[6]。

4 軌道交通供電系統(tǒng)應(yīng)急處理措施

4.1 一級(jí)停電事件的應(yīng)急處理措施

在發(fā)生一級(jí)停電事故之后，地鐵，交通，供電系統(tǒng)的管理人員首先應(yīng)該與當(dāng)?shù)氐墓╇娋秩〉寐?lián)系，并且及時(shí)詢問(wèn)停電的原因以及停電時(shí)間段。詢問(wèn)結(jié)束之后，還應(yīng)該將主變電所的變壓器開(kāi)關(guān)、中壓饋線開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，立即安排專門(mén)的管理人員值守。同時(shí)，還應(yīng)該及時(shí)掌握軌道交通車(chē)輛當(dāng)前電池的運(yùn)行狀況，如果主變電所的停電時(shí)間超過(guò)了30min以上，軌道交通電力系統(tǒng)就應(yīng)該退出蓄電池設(shè)備，并且提前做好恢復(fù)供電的準(zhǔn)備工作[7]。

4.2 二級(jí)停電事件的應(yīng)急處理措施

當(dāng)發(fā)生二級(jí)停電事故之后，管理人員應(yīng)該提前與供電局進(jìn)行溝通，在了解停電時(shí)間段以及停電原因之后，應(yīng)該判斷停電故障范圍是否會(huì)持續(xù)擴(kuò)大。同時(shí)，將停電主變電所所有的變壓器開(kāi)關(guān)、接地變開(kāi)關(guān)、中壓饋線開(kāi)關(guān)全部斷開(kāi)。如果主變電所出現(xiàn)的是兩路或一路停電問(wèn)題，那么，存在于故障主變電所區(qū)域位置的列車(chē)將全部退出運(yùn)行。還應(yīng)該將主變電所的供電方式切換到鄰近主變電所，保障您進(jìn)主變電所能夠提供支援。除此之外，變電所還要安排管理人員進(jìn)行值守，如果列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中主變電所恢復(fù)供電，就需要在該次列車(chē)運(yùn)行完成之后再切換到正常的供電方式[8]。

4.3 三級(jí)停電事故的應(yīng)急處理措施

在發(fā)生三級(jí)停電事故之后，需要維修組織人員根據(jù)停電事故區(qū)域的實(shí)際狀況立即進(jìn)行搶修組織工作，同時(shí)，還應(yīng)該判斷停電時(shí)間的長(zhǎng)短。如果該次停電事故的時(shí)間超過(guò)了30min，那么，軌道交通的運(yùn)行就應(yīng)該退出故障，主變電所所在的蓄電池設(shè)備，解決設(shè)備故障問(wèn)題之后，當(dāng)設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，管理人員則應(yīng)該立即將軌道交通的運(yùn)行方式切換到正常供電方式。

5 軌道交通供電應(yīng)急處理中的重點(diǎn)注意事項(xiàng)

如果發(fā)生大面積停電事故時(shí)，為了確保能夠快速地恢復(fù)列車(chē)以及車(chē)站的正常供電需求，供電部門(mén)以及交通管理部門(mén)應(yīng)該制定關(guān)于大面積停電事故的緊急處理預(yù)案，在預(yù)案設(shè)置中，需要注意以下幾點(diǎn)。首先，應(yīng)該制定相對(duì)完善的停電緊急預(yù)案處理措施。

首先，在停電事故發(fā)生之后，應(yīng)該明確供電管理人員和電力調(diào)度管理人員自身的職責(zé)。在日常工作中，還應(yīng)該注重定期進(jìn)行停電應(yīng)急預(yù)備演練工作，從而有效地提升地鐵供電系統(tǒng)管理人員應(yīng)對(duì)停電事故的處理能力。與此同時(shí)，還應(yīng)該注重加強(qiáng)軌道交通供電部門(mén)不同變電專業(yè)之間的協(xié)作，確保在發(fā)生大面積停電事故時(shí)，能夠首先穩(wěn)定車(chē)站、列車(chē)內(nèi)乘客的情緒，如果停電時(shí)間較長(zhǎng)，還應(yīng)該對(duì)車(chē)站和列車(chē)內(nèi)的乘客及時(shí)疏導(dǎo)。通過(guò)加強(qiáng)日常停電應(yīng)急演練，還能夠從演練過(guò)程中發(fā)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案存在的不足之處，從而有針對(duì)性地對(duì)應(yīng)急預(yù)案存在的漏洞進(jìn)行完善，提升停電應(yīng)急預(yù)案的應(yīng)用有效性。

其次，軌道交通部門(mén)還應(yīng)該與城市供電部門(mén)之間加強(qiáng)溝通與合作，定期交流雙方對(duì)停電事故應(yīng)急預(yù)案的處理方案，并且需要對(duì)軌道交通的供電安全進(jìn)行評(píng)估，還應(yīng)該組織兩個(gè)部門(mén)進(jìn)行聯(lián)合停電應(yīng)急演練，尤其是在已經(jīng)發(fā)生停電事故時(shí)，軌道交通部門(mén)還應(yīng)該快速與城市供電部門(mén)取得聯(lián)系，在了解準(zhǔn)確的停電和供電信息之后，才能夠采取有針對(duì)性的應(yīng)急措施。

最后，還應(yīng)該重視日常工作中對(duì)于電力供應(yīng)系統(tǒng)的測(cè)試工作，尤其是要加強(qiáng)對(duì)于電力線路的定期保養(yǎng)和維護(hù)，保障軌道交通電力線路供電的可靠性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，供電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性關(guān)系到了城市軌道交通的運(yùn)行安全性，如果出現(xiàn)大面積停電事故，是相關(guān)管理工作人員應(yīng)該快速判斷停電事故等級(jí)，并且采取有針對(duì)性的應(yīng)急處理措施，在盡快恢復(fù)線路以及主變電所的車(chē)站供電功能后，確保軌道交通的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。