1 前言

　　城市轨道交通供电系统主要由电力网供电系统 (一般称中压环网系统)、牵引供电系统和动力照明 供电系统构成。城市轨道交通供电属于一级供电负载，一旦中 断，将影响城市轨道交通的环控和照明系统等的运 行。引起城市轨道交通和整个城市交通系统的混乱， 造成很大的社会影响。因此建设一个可靠的城市轨 道交通供电系统，对城市轨道交通有着极其重要的 意义。为此，城市轨道交通供电系统采取了许多措施 来确保城市轨道交通供电系统的可靠性。其中，变压 器并联运行是提高供电可靠性的主要措施之一。城 市轨道交通供电系统中，有许多处在并联运行状态 的变压器。本文对以上几个系统的变压器加以分析 和研究，提出解决的方案和措施。

　　2.2 变压器运行方式

　　正常运行方式下，各主变电所的两台主变压器 分别运行并承担各自供电分区内的供电负载。环网 开关打开，各设备处于最佳运行状态，供电系统网络 压损最小，损耗最少。 故障运行有以下两种方式：

　　(1)当任一主变电所的一台主变压器或对应的 进线电源故障时，切除故障设备和该主变电所正常 供电范围内的三级负载，合上主变电所的 35kV母 联断路器，由另一台主变压器向该主变电所供电范 围内的一、二级负载供电或者通过调度的倒闸作 业，实现三座主变电所剩余的 7台变压器向全线的 所有负载供电。当一座主变电所解列退出运行时。 切除三级负载，由其他两座主变电所向全线用电负 载供电。

　　(2)当车站的降压变电所或牵引降压混合变电 所的进线电源故障时 ，切除该故障电源 ，自动合上 该所的母联断路器，恢复正常供电。主变电所输出的35kV双 路输电线路向沿线牵引变电所做双边或单边供电; 输出的 lOkV双路输电线路向沿线降压变电所做单 边供电或双 T形供电。主变电所输出的 35kV 双路输电线路向沿线牵引、降压混合变电所做双边 或单边供电。 以上两种方式中的主变压器都采取并联运行 方式。特别是当某一电源进线出现故障时，两台变 压器是标准的并联运行方式。本文中对图3所示接 线方式进行分析。

　　2.3 运行分析

　　以一台三相油浸 自然油循环风冷有载调压变 压器为例进行分析。基本参数如下。 ④变压器额定容量：31 500kVA。 ②变压器相数：3相。 ③额定频率：50Hz。 ④变压器额定线电压和分接范围：一次额定线 电压：1 10~8x1.25%V;二次额定线电压 35kV。 ⑤变压器联结组：YNyn0或 YNdl 1。 ⑥变压器冷却方式：风冷。 ⑦一次侧设备最高电压：126kV，二次侧设备最 高电压：36kV。 ⑧安装地点：户内或户外。 ⑨阻抗电压：l0.5%。 ⑩调压方式：有载调压。 由于一次侧的母线正常时是断开的，只有出现 故障时，才闭合上。尽管选择的两台变压器参数一 致，但每台变压器的电压不一定相等，因此二次侧 对应绕组之间仍然会出现输出电压值不相同的情 况，而且由于二次侧采用中性点小电阻接地运行方 式(本例是中性点直接接地)，所以在并联的二次绕 组之间难免出现循环电流。下面分析一下最坏的情况。

　　按照国家标准 GB12325—1990的规定，35kV及 以上供电电压的正负偏差的绝对值之和，不应超过 额定电压的 10%，也就是±5%。那么可以设定在最坏 的情况下，即一台的一次电压为+5%，而另一台一次 电压为一5%，分析二次侧对应绕组之间的循环电流。 1号变压器输入电压为 110+110~5%=115.5kV; 而 2号变压器输入电压为 110—110~5%=104.5kV， 那么循环电流为：1号和2号变压器二次侧的线电压、1号和 2号变压器二次侧的额定 二次线电流，1号和 2号变压器的短路阻 90A 此电流从 1号变压器流向2号变压器，即在最 坏的情况下，它们之间的循环电流是很大的，因此必 须加以解决，否则会产生许多问题。一般情况下 1号 和 2号变压器的负载为 50%左右。那么在这个负载 下，产生的循环电流为：±( + 8.63-31.67)×( =240A 其中，A= 1~519.62=259.81A，即使负载只有 二 一半，产生的循环电流也很大。

　　由于循环电流的存在，尽管 1号和 2号变压器 的参数一样 、负载一样 ，但由于电流的方向性，会使 其中的一台变压器可能满负载甚至超负载，而另一 台变压器负载则不足。 因此建议采用中性点消弧线圈接地方式，不但 可以减少循环电流的大小，同时也有利于减小短路 事故引起的容性电流的数值，有利于熄弧。此外也建 议安装有载调压设备，以进一步减少循环电流的数 值。另外，如果有载调压不及时，还会造成负载的不 均衡和计量的不准确以及损耗的加大和功率因数的 降低。特别是在空载的时候，由于循环电流的存在， 有时还会引起保护误动作，为此必须采取相应的措施。对于轨道交通中压环网供电系统变压器，一次 侧一般采用 l7挡有载调压 ，为的是提高调压的精度。

　　2.4 建议

　　由于城市轨道交通负载的特殊性，建议采取自 动调压系统。根据变压器运行情况可自动调节有载 调压开关，使变压器二次侧电压始终保持在合格范 围内，为经济运行 、延长设备使用寿命以及电网调 度 自动化创造条件。目前，自动调压系统可靠性和 控制水平都是比较高的。一般具有防止电气元件故 障而引起的连续调节一挡以上(滑挡)的措施 ，确保 一次调节指令只调节开关一挡，免除了对调压开关 滑挡的后顾之忧。二是当变压器发生故障时，控制 器能闭锁输出，保证主设备在非正常状态时不动 作，以免扩大故障。此外 自动调压系统还具有自动 报警功能，能在连动或拒动时发出声光报警，以便 及时处理。

　　4.3 初期、近期和远期运行模式

　　整流变压器的损耗由空载损耗和负载损耗构 成，在初期，牵引负载较小，单台整流机组即可满足 运行要求，虽然单台整流机组运行时，谐波含量增 大，但由于负载小，产生的谐波也较小 ，仍能满足国 标的要求。另外，对于取消平衡电抗器的整流机组， 当整流机组的负载低于 30%时，整流器将工作在推 挽状态，使整流机组效率降低，交直流侧谐波稍有增 加，变压器二次侧 5次谐波和 7次谐波电流增加。由 于初期负载较小，如采用整流机组并联运行方式，整 流机组的负载大部分时间都将低于30%，整流器基 本工作在推挽状态，初期采用单台整流机组运行，整 流机组的负载将远高于30%，不会出现此现象;在经济上，由于整流变压器负载小，空载损耗占较大比 重，单台整流机组运行将比两台整流机组并联运行 经济，根据初步估算，单台整流机组运行时的损耗只 是两台整流机组并联运行损耗的60%。按此推算， 初期如采用单台整流机组运行，将比采用两台整流 机组并联运行节省运营费用。 由于近期和远期负载相差不大，不宜采用单台 整流机组运行的方式，以免整流机组在正常情况下 过负载运行，且电能损耗与两台整流机组并联运行 时基本相当，因此按两台整流机组并联运行考虑为 佳。