環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)地鐵供電中的應(yīng)用

吳昊

摘 要：伴隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升以及我國城市化進(jìn)程的加快，城市的發(fā)展速度急速增加，城市中人口的數(shù)量也呈現(xiàn)出了幾何式的增長，城市交通日漸擁擠，而地鐵的出現(xiàn)很好的緩解了城市交通擁擠的情況。而環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的使用是整個(gè)地鐵供電系統(tǒng)安全和穩(wěn)定的保障，更是地鐵正常運(yùn)行的基礎(chǔ)?；诖?，該文主要對環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)地鐵供電中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：地鐵 供電 環(huán)網(wǎng)供電技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號：U231+.8；TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0038-01

城市化進(jìn)程的不斷加快，城市的發(fā)展速度的提升，城市中人口的總數(shù)越來越多，交通擁堵現(xiàn)象愈加嚴(yán)重。而為了更好的解決這一問題，各城市都在大力的開展以地鐵為基點(diǎn)的公共交通事業(yè)建設(shè)。該文主要就地鐵供電系統(tǒng)中存在的一些關(guān)于環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的應(yīng)用問題進(jìn)行一些討論，并提出了一些自己的意見和建議，旨在為地鐵環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供一些參考。

1 環(huán)網(wǎng)供電概述

（1）環(huán)網(wǎng)供電的概念。城市的地鐵主干線一般采用環(huán)形線路，這種線路是一個(gè)連續(xù)的配電線路，能夠形成閉合的環(huán)形電路，它的起點(diǎn)和終點(diǎn)是在同一組母線上連接的，而為了增加運(yùn)行過程中的靈活性，往往在每個(gè)區(qū)段內(nèi)都會設(shè)置各自的斷路器，通常情況下，我們采用分段斷路器將母線分為兩段，再將兩個(gè)端口連接在線路保護(hù)器的兩端，線路保護(hù)器是一種縱差保護(hù)電路，這種保護(hù)器在線路發(fā)生故障時(shí)，能夠通過保護(hù)器將故障電路從主線路中隔離出來，而不會影響到其他正常部分的電路工作。（2）供電方式。環(huán)形電網(wǎng)可以劃分為兩種運(yùn)行形式，即開環(huán)運(yùn)行和閉環(huán)運(yùn)行，而地鐵中的供電系統(tǒng)主要是以閉環(huán)運(yùn)行來展開的。這樣可以將閉環(huán)供電不間斷供電的特性發(fā)揮出來。而對于繼電保護(hù)裝置來說，由于其在裝置的整定方面存在較大的困難，所以通常采用開環(huán)運(yùn)行。如果嚴(yán)格按照規(guī)定，對于開環(huán)點(diǎn)的選取是要經(jīng)過一系列的計(jì)算和設(shè)計(jì)之后才能夠確定的，但是在實(shí)際的工作過程中，我們是選取環(huán)網(wǎng)干線的中間位置來展開開環(huán)點(diǎn)的設(shè)置，如此一來，開環(huán)點(diǎn)就可以很好地將故障點(diǎn)隔離開來，現(xiàn)如今，我們國內(nèi)的中壓（10～35kV）環(huán)形電網(wǎng)都采用的是開環(huán)的運(yùn)行模式。

2 常見的地鐵供電方式

（1）采用集中式的供電方式。由于地鐵線的長度過長，而電容量又受到限制，所以就必須在地鐵站內(nèi)建立專門的供電站，這一供電站要承擔(dān)向地鐵中的中壓環(huán)形電網(wǎng)供電的責(zé)任。這種供電方式的好處是：供電不容易受到外界因素的影響，具有較高的可靠性；供電站內(nèi)有專用的載調(diào)壓變壓器，能夠?yàn)橐恍Ｓ秒娐愤M(jìn)行供電，供電的質(zhì)量比較好；進(jìn)行調(diào)度管理時(shí)，具有較強(qiáng)的自由度，當(dāng)具有了優(yōu)良的調(diào)度管理體系之后，地鐵供電站所具有的高效性和可靠性的效能就可以最大的發(fā)揮出來；該供電方式的檢修工作相對來說比較簡單，所涉及到的建設(shè)工程量比較小，比較容易實(shí)現(xiàn)。而缺點(diǎn)在于：投入的資金量比較大，對于整個(gè)地鐵站內(nèi)供電系統(tǒng)的調(diào)度統(tǒng)籌要求比較高。（2）采用分散式的供電方式。由于地鐵沿線所引入的城市電網(wǎng)電源比較多，而區(qū)域內(nèi)的變電所對地鐵車站內(nèi)采用直接降壓的方式來完成供電的供電方式。這種供電方式的優(yōu)點(diǎn)：投入的資金數(shù)量比較少，能夠方便的實(shí)現(xiàn)城市電網(wǎng)的同意規(guī)劃和管理。而所存在的缺陷就是：正常的供電過程容易受到其他的外界因素影響。由于與城市電網(wǎng)的連接較多，這就加大了城市電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃和管理的難度，如果出現(xiàn)供電故障則難以獲取較為合適的解決辦法；而整流機(jī)在工作的時(shí)候會產(chǎn)生大量的告辭諧波，這也會對城市電網(wǎng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響。（3）采用混合式供電方式。將集中式和分散式的供電方式進(jìn)行有效的結(jié)合所形成的一種全新的供電方式。其主要有兩種形式：①將集中式和分散式的供電方式進(jìn)行并聯(lián)，然后在整個(gè)地鐵環(huán)線的供電網(wǎng)中，一部分采用集中式供電，另一部分采用分散式供電；②對地鐵站的中壓環(huán)線中主要采用集中供電的辦法進(jìn)行供電，而將集中供電站變?yōu)榉稚⒐╇娬镜娜‰婞c(diǎn)，從而建立起分散式供電站的完整體系。

3 環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)在地鐵供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 環(huán)網(wǎng)接線

我們常說的“N-1安全原則”是電網(wǎng)在供電過程中必須滿足的一個(gè)基本原則，并且在實(shí)際工作中我們是通過對電網(wǎng)的接線方式和設(shè)備的運(yùn)行率的調(diào)整來完成電網(wǎng)的安全運(yùn)行的。傳統(tǒng)的電網(wǎng)接線方式是單環(huán)網(wǎng)的接線方式，這種方式的供電網(wǎng)絡(luò)，一旦出現(xiàn)線路故障，就必須花費(fèi)大量的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)，進(jìn)行人工倒閘、維修，然后才能夠恢復(fù)供電，基于此，我們可以發(fā)現(xiàn)這種方式的供電手段的穩(wěn)定性相對來說較差，根本不能滿足現(xiàn)階段鐵路運(yùn)行的基本需求。而在地鐵供電系統(tǒng)采用了雙環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò)之后，由于有兩個(gè)獨(dú)立的平行電源，即便是一個(gè)電源出現(xiàn)了問題，也不會影響到另一個(gè)備用電源的正常供電，這種采用并聯(lián)的方式將兩個(gè)電源或者一個(gè)電源的不同母線連接起來的接線方法可以很好的保證地鐵供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)整個(gè)供電系統(tǒng)正常工作時(shí)，所有的開關(guān)都處于打開的狀態(tài)，而當(dāng)某一路段的供電線路出現(xiàn)問題時(shí)，即刻通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，將線路負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)供電線路上，以保證地鐵供電系統(tǒng)的正常。由此可見，利用合并開關(guān)的方式，將線路的故障控制在某一個(gè)封閉的單元內(nèi)部，而不影響其他路段的正常供電，這種方式可以極大地提升供電的可靠性。這種始終留有備用線路的接線方式可以保證，當(dāng)工作線路出現(xiàn)問題時(shí)，可以采用備用線路完成正常的供電任務(wù)，如此一來，將地鐵供電的可靠性提升到了一個(gè)全新的層面之上，更提升了線路的綜合利用率。

3.2 地鐵中壓交流環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)

為了達(dá)到調(diào)度方便，運(yùn)行穩(wěn)定的目的，在設(shè)計(jì)供電網(wǎng)絡(luò)時(shí)應(yīng)當(dāng)做到以下幾點(diǎn)：（1）線路的連接一定要盡可能的簡單，運(yùn)行過程要盡量靈活可靠，并具有較高的經(jīng)濟(jì)性；（2）對于供電網(wǎng)絡(luò)的線路容量設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)留有一定的容量空間；（3）地鐵供電系統(tǒng)的線路應(yīng)當(dāng)按照最高標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)，而且要留有備用線路；（4）當(dāng)電網(wǎng)中的負(fù)荷達(dá)到了最大值時(shí)，必須保證所有的設(shè)備能夠正常工作，而當(dāng)某一條線路發(fā)生故障，并且在備用線路承載了最大負(fù)荷的情況下，供電系統(tǒng)也要能夠正常工作。一般來說，當(dāng)牽引變電所出現(xiàn)故障時(shí)，由主變電所來完成整個(gè)電網(wǎng)的供電任務(wù)，同樣的，當(dāng)主供電所出現(xiàn)故障時(shí)，有牽引變電站完成供電。而如果牽引變電所或者主變電所同時(shí)發(fā)生故障，也要保證地鐵供電系統(tǒng)的正常供電。

4 結(jié)語

在整個(gè)地鐵環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中，每一個(gè)用電點(diǎn)都有兩路和電源連接，從而形成環(huán)形電網(wǎng)，提升了供電的可靠性，有助于改善電壓的超負(fù)荷情況，減少電路出現(xiàn)的損失。而當(dāng)前，必須提升相關(guān)產(chǎn)品的制造水準(zhǔn)，開發(fā)出多種產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)中留有較大的改造余地，從而促進(jìn)整個(gè)環(huán)網(wǎng)技術(shù)在地鐵供電系統(tǒng)中的發(fā)展和普及應(yīng)用。

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