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低压配电室引入为低压电源，为保障供电方案，进线必须采用大截面电缆或密集型母线，增加了工程造价。
(4) 综合分析比较
综上所述，降压变电所的设计一般采用一所型式、一主所一跟随所型式或一所一室型式，其性能对比如表 3.1所示。
表 3.1 三种降压变电所性能对比
型式
一所
一主所一跟随所
一所一室
供电质量
低 高 较高
供电灵活性
低 高 较高
低压电缆数量
多 少 较少
投资 低 高 较高
从技术角度而言，设置跟随所为最佳方案，它可以保障供电质量、提高供电可靠 性、减少有色金属消耗和运营能耗，但须结合经济造价。一般换乘站、带折返线的车站以及车站长度超过200的大规模车站，由于其负荷容量较大，供电距离较长，设置一主所一跟随所的方案较为合理；车站长度低于200的一般车站，在节约投资的前提下，一所型式即可满足供电方案。而一所一室型式由于没有突出的优点采用的并不多。
总之，因地铁型式多种多样，在设计中还要结合具体工程的特点因地制宜，在满足供电要求的前提下，合理设计技术方案，作到性价比最优[11]。 3.3.2 降压变电所的电气设计
(1) 主接线
降压变电所一般设在车站的负荷中心，担负本车站和相邻区间的全部动力、照明用电。地铁动力、照明负荷大多为一、二级负荷，因此降压变电所必须按两路独立电源供电设计[12]。
每座降压变电所的两路电源分别由主变电所、电源开闭所或相邻变电所的35（10）kV不同母线引入，接至两段母线。降压变电所35（10）kV测接线采用单母线分段，设置断路器。正常运行时，两路 35（10）kV进线电源分别向两段母线供电，断路器打开，两段母线分段运行；当一段母线进线电源失电时，进线断路器分闸，断路器自动合闸。
35（10）kV开关柜内设过电压保护。每段母线分别设一组电压互感器和避雷器，电压互感器用于母线电压测量和断路器检测电压自投，避雷器用于系统过电压保护。
降压变电所设两台 35（10）/0.4kV配电变压器，分别来自不同35（10）kV母线上，配电变压器容量按一、二级负荷备用容量考虑。
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低压母线为单母线分段运行方式，设开关，平时分段运行。当一台配电变压器退出运行时，可自动或手动投入开关，由另一台变压器提供全部一、二级负荷用电。
进线开关、开关之间应实现互锁，保证在任何情况下三台开关不同时处于合闸状态（母线故障时不允许开关自动投入）。当任一进线电源故障导致开关跳闸或其中一台变压器检修时，另一台变压器只能提供全部一、二级负荷用电而必须切除三级负荷，否则会导致变压器超负荷运行而跳闸；因此，设置三级负荷总开关，将三级负荷均置于该开关下级，同时两台进线开关和三级负荷总开关之间实现联动，断开两段母线上的三级负荷总开关后，开关才能合闸[13]。降压变电所低压侧的主接线如图3.7所示。
35(10)/0.4kV降压变压器35(10)/0.4kV降压变压器III段??I段??II段??III段??三级负荷总开关母联开关三级负荷总开关
图 3.7 降压变电所低压侧的主接线
(2) 控制、继电保护和自动装置 ① 控制
降压变电所 35（10）kV断路器采用SCADA远动控制、变电所集中控制和地控制；0.4kV进线、断路器和三级负荷总开关采用 SCADA远动控制和就地控制；自动扶梯馈线开关带脱扣器，按钮与FAS系统输出继电器的常开接点并联，以实现火灾情况下FAS系统可将其断开。
② 继电保护
继电保护要满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性要求，并力求简化保护配置；供电系统各级保护应考虑配合关系。
降压变电所 35（10）kV系统的继电保护装置采用微机型综合保护测控单元，实现保护、测量、信息采集与控制、开关间的互锁与联动、通信等功能，通过光纤以太网络接口
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接入全所综合自动化系统并上传至控制中心，保护功能具有独立性，不依赖于网络[14]。具体保护配置如下：
35（10）kV进、出线—线路差动保护、过电流保护、零序电流保护、过电压保护、低电压保护
35（10）kV电流速断保护、零序电流保护配电变压器—电流速断保护、过电流保护、过负荷保护、零序电流保护、温度保护（变压器内部保护）、过电压保护、低电压保护。
0.4kV低压进线柜、开关柜和环控一、二、三级负荷馈电柜均设过载、短路瞬时、短路延时及接地保护，其他低压配电柜设过载、短路瞬时及接地保护。
③ 自动装置
35（10）kV、0.4kV断路器设置自动投入装置/功能，自动投切功能可在当地/远方进行投入/退出。
交流所用电断路器设置自动投入、进线设来电自复功能。 直流所用电的两路交流进线设置自动投入功能。 (3) 测量和计量
变电所的所有测量和计量均在开关柜当地显示并通过变电所综合自动化系统将主要数据送到控制中心，具体设置如下：
35（10）kV进/出线电流、35（10）kV母线电压、配电变压器一次侧电流/有功功率/有功电度、配电变压器二次侧电流、0.4kV母线电压、0.4kV馈线电流、交流所用电系统进线电流及母线电压、直流所用电系统母线电压。
(4) 功率因素补偿
变电所采用低压集中自动补偿方式，每段0.4kV母线上装设电容自动补偿装置，对系统进行无功功率补偿，使补偿后的功率因数大于0.9。
(5) 所用电系统 ① 交流所用电系统
交流所用电系统由降压变电所0.4kV两段母线分别引入相互独立的两路电源，作为交流所用电系统的进线电源，两路电源互为备用。交流所用电系统采用单母线分段接线型式，供全所交流所用电负荷。
② 直流所用电系统
直流所用电系统用于提供降压变电所控制、操作、继保电源及事故照明电源。正常运行时，充电单元负责全所直流用电，蓄电池在浮充电状态。交流失电后，变电所内的蓄电池组容量应保证所内经常性负荷、冲击负荷、事故照明负荷停电1小时的放电容量
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及事故放电末期最大冲击负荷容量（按4台断路器同时动作考虑）的要求。直流系统操作电压为DC220V，采用高频开关电源。
(6) 过电压保护、防雷与接地 ① 过电压保护
供电系统在运行过程中会遭受暂态过电压、操作过电压、雷电过电压的侵袭，使设备绝缘直接破坏或不断劣化，最终引发事故。过电压保护装置可有效限制过电压水平，保护重要设备。过电压保护属于系统范畴，体现在供电系统中可能遭受过电压的各个环节，降压变电所作为供电系统的主要组成部分应采取如下过电压保护措施：
变电所每段35（10）kV母线对地间设置一组避雷器，目前最先进的是串联间隙氧化锌避雷器[15]；位于地面的变电所房屋（如车辆段）按建筑物防雷规定设置避雷带或避雷针。
在配电变压器0.4kV侧和向重要设备供电的末端配电箱（BAS、FAS、AFC、通信、信号等）的各相母线上，安装电涌保护器（SPD）。
②防雷与接地
考虑雷电过电压下的绝缘配合合理，受避雷器保护的设备，其额定雷电冲击耐受电压应不低于避雷器的雷电冲击保护电压乘以配合因数Kc，一般取Kc≥1.4。
35（10）kV系统经小电阻接地，0.4kV系统采用 TN-S接地系统。地铁车站设置综合接地网[16]，接地网的接地电阻小于0.5欧姆；降压变电所内做局部等电位连接[17]。
3.4 地铁总体配电工程实例
以上海地铁M8线一期工程为例阐述地铁总体供配电方案的具体设计。
上海轨道交通M8线一期工程是上海市区轨道交通网主干线，全长23.286公里，均为地下线。该线北起开鲁路，经翔殷路、黄兴公园、虹口足球场、人民 广场、大世界、老西门、西藏南路、耀华路等、至成山路，共设22座车站和一座车辆段[18]。 3.4.1 主变电所和中要求配电网络的设计方案
M8线一期工程供电系统采用110/35kV二级电压集中供电方式，全线设一座电力监控中心（SCADA）、2座110主变电所、9座牵引—降压混和变电所、14座独立降压变电所和 5座跟随式降压变电所。从110kV主变电所开始，M8线一期工程供电自成系统。牵引变电所直流侧额定电压为1500V，供接触网使用；降压变电所采用35/0.4kV供电方式，0.4kV低压系统采用TN-S系统[19] 。沿线各种功能变电所的分布如表 3.2所示。
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