摘要：我国城市化的建设速度加快，地铁作为城市轨道交通的一种，其建设效果已经成为当前非常重要的一项工作。而要想保证地铁可以有效地运行，就需要借助更完善的措施，保证其不会出现故障。供电系统作为地铁建设中的重要部分，其变压器情况对于整个系统的运行与地铁的正常工作都有非常重要的意义，本次以广州地铁21号线为例，就相关内容展开了针对性的阐述与分析，并列举了地铁供电系统如何使用再生制动能量逆变回馈装置，提供地铁供电系统中故障的解决措施。希望通过文章的阐述与分析，能够进一步提升相关研究的实际效果，为我国的发展提供更大的动力，优化城市地铁的运行，降低相关问题所造成的影响。
关键词：地铁供电，再生制动能量逆变回馈装置，故障解决
引 言
现阶段，国内各项科学技术不断进步发展，城市总体建造水平得以显著提升，地铁逐渐成为了人们常见的出行工具，据统计，截止2019年6月，全国内地已开通地铁城市达33个，开通运营里程约4600公里，且多个城市已获得规划审批、建造里程持续增加。那么，在满足于国内城市规划建设及人们便捷化出行等各项需求的同时，地铁整体运营系统可靠性、安全性及稳定性，逐渐成为了社会各界所普遍关注的内容。在地铁实际营运期间，供电系统往往占据重要位置，为地铁正常营运提供供配电的电力系统服务。
一． 地铁供电系统再生制动能量逆变回馈装置组成
1.装置组成
变流器柜（2MW）
配置：交流断路器，滤波器，功率模块
尺寸：1800ⅹ1200ⅹ2300mm
重量：2.5T
隔离开关柜（2MW）
配置：直流隔离开关，直流接触器
尺寸：600ⅹ1200ⅹ2300mm
重量：0.7T
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2.能量回馈装置 红色虚线框内为能量回馈装置▼
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二．地铁供电系统再生制动能量逆变回馈装置原理示意图及再生制动回馈工作原理
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地铁主电路元件：直流隔离开关、熔断器、直流接触器、平波电抗器、
直流母线电容、功率模块、LCL滤波器、交流断路器、防雷器。
开关器件：IGBT，3300V/1500A。
再生制动回馈工作原理
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当直流母线电压超过回馈阀值时，能馈装置进入回馈运行状态；
当直流电流小于待机电流设定值时，能馈装置进入待机状态。
能馈装置投切过程
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当直流母线电压超过回馈阀值时，能馈装置进入回馈运行状态；
当直流电流小于待机电流设定值时，能馈装置进入待机状态。
三．供电系统再生制动能量逆变回馈装置保护
1. 地铁供电系统及其变压器的保护方式
1.1地铁供电
在地铁供电的过程中，主要分为三种常见的方式，集中供电、分散供电与混合供电。集中供电主要指的是通过建设专用变电所，为轨道交通提供电力支持，按照其实际情况，进行电压的划分。分散供电则指的是轨道交通線路沿线的牵引变电所与降压变电所。而混合式供电则是这两种方式联合使用，相对来讲混合式供电会更加的稳定，地铁的运行也不容易出现问题。
1.2 地铁供电系统的保护措施
地铁供电系统保护措施在实际应用的过程中，主要是为了保证其变压器能够稳定的运行，减少其出现问题的可能性。其中常见的保护措施非常多，例如电流速断保护与过励磁保护等。相关的保护措施能够使地铁供电系统变压器一直处于合理的运行之中，不会受到相关问题的影响，预防地铁运行出现故障，造成严重的事故。
1.3 变压器的温度保护
地铁供电系统变压器在实际运行的过程中，经常会出现温度升高的情况，如果温度提升的幅度过大，就会导致其高于安全运行环境，进而造成变压器出现各种问题。所以在供电系统实际运行的过程中，需要提升对变压器的保护效果，通过更有效的措施使其处于正常的运行状态。而且还可以在变压器上安装相应的风机，借此有效地实现降温效果，避免因为温度过高，对其实际运行造成比较严重的负面影响，保证其处于正常的运行水平，为其变压器的运行提供更加合适的环境。
2.地铁供电系统中变压器的维护保养
2.1为了保证变压器能正常运行，需对它进行定期检查和维护。
一般地，在干燥清洁的场所，每年或更长一点时间进行一次检查；在其它场合，例如可能有灰尘或化学烟雾污染的空气进入时，每三至六个月进行一次检查。
检查时，如发现有过多的灰尘聚集，则必须清除，特别要注意清洁变压器的绝缘子，垫块；使用干燥的压缩空气（2～5个大气压）吹净通风气道中的灰尘，或者手动清洁变压器外部灰尘以及风道内灰尘，如下图所示步骤：
准备好干净的抹布和无水乙醇；
将酒精倒在抹布上；
对线圈表面和所有垫块的各个角落进行擦拭；
寻找一个细长的绝缘杆，将抹布包裹在上；
包裹好抹布的绝缘杆伸入变压器线圈风道进行清洁，清洁时应注意力度，不要刮坏线圈风道内壁.
检查紧固件，连接件是否松动，导电零件有无生锈、腐蚀的痕迹，还要观察绝缘表面有无爬电痕迹和碳化现象，必要时应采取相应的措施进行处理。
变压器运行若干年（建议五年）后，可进行绝缘电阻的测试来判断变压器能否继续运行，一般无需进行其它测试。
2.2地铁供电系统中变压器常见故障处理
下表为变压器常见故障处理，用户可按建议在设备停电后进行故障排查。
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四、ZBL200-2000回馈装置的维护保养
ZBL200-2000回馈装置主要包括变流器柜及隔离开关柜，现主要介绍下他的维护保养：
首先是电气检查
检查电气连接时应注意以下事项：
在检查电气连接线之前，应先对柜内进行清洁，为防止各连接处锈蚀，禁止使用水等导电液体清洁各元件。
用干燥织物或者干燥毛刷清扫元件的积尘，如发现锈蚀的紧固螺栓或元件接线端时，应及时更换。
检查各端子排和各元件接线端电气连接的牢固性。
重点检查接触器、断路器以及从下部进线的元件的接线端，看其接线是否松动，如果有松动现象，应及时紧固。
对于需要使用螺丝刀紧固的端子，应先用万用表测量确保端子不带电。
其次是维护周期
如果本装置安装在要求的工作环境中，那么所需要的维护工作量将非常小，下面列出了本公司推荐的日常维护周期。
每两年需要检查电气连接一次。
一年之内需要清洁柜内各连接线和各元件一次。
六年需要更换风机和风扇一次。
五、结束语
地铁供电系统作为地铁运行的动力来源，其对于我国的城市交通来讲具有非常重要的意义，能够进一步促进城市发展。但是如果工作人员没有重视供电系统的变压器保护工作，就会使其中出现更多的问题，对于城市交通的建设不仅不能提供较大的帮助，甚至会使其出现更多的问题。从我国现阶段的情况来讲，需要进一步加强城市轨道交通的建设效果，优化其整体情况，促进经济现代化的发展，为其实际进步创造出更大的动力。
参考文献：
[1]崔道义.地铁供电系统直流设备绝缘安装方式讨论及工艺改进研究[J].中国设备工程，2019，14
[2]王宇飞，徐琳.地铁牵引供电系统接入对电网电能质量影响分析[J].四川电力技术，2019，42
论文作者:曾莳生
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6