軌道交通供電系統(tǒng)資源共享及優(yōu)化配置研究探討

周芳林

摘 要：當前我國在開展軌道交通線路的設計施工時，對每一條軌道交通線路都會進行單獨的設計和建造，這種方式存在著一定的問題和不足之處，由于對每一條軌道交通線路都進行單獨的設計和建造，這會使得大量的供電資源處于閑置狀態(tài)，容易造成極大的資源浪費。為了解決這一問題，就需要讓軌道交通供電系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享，充分調(diào)動起各種資源，不斷優(yōu)化配置，最終提高資源的利用率，促進我國軌道交通的可持續(xù)發(fā)展。本文分析了軌道交通供電系統(tǒng)的構成和供電方式、軌道交通供電系統(tǒng)資源共享現(xiàn)狀、對軌道交通供電系統(tǒng)進行資源共享的意義以及軌道交通供電系統(tǒng)資源共享和優(yōu)化配置的具體措施，以供參考。

關鍵詞：軌道交通供電系統(tǒng);資源共享;優(yōu)化配置;研究

中圖分類號：U231.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）04-0109-02

0 引言

當前我國軌道交通線路的建設采用的是單條線路單獨設計的方式，并且每條軌道交通線路都采取了2N的冗余設計來確保供電的穩(wěn)定，而隨著我國軌道交通的大力發(fā)展，軌道交通的建設力度不斷加大，這種單條線路單獨設計和冗余設計的方式會造成資源的大量浪費，不利于我國軌道交通綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。因此，必須要實現(xiàn)軌道交通供電系統(tǒng)資源共享，并不斷優(yōu)化配置，最終做到節(jié)省資源，提高資源的利用率，并促進我國軌道交通綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。

1 軌道交通供電系統(tǒng)概述

1.1 軌道交通供電系統(tǒng)的構成

軌道交通供電系統(tǒng)是為軌道交通運行提供電力的系統(tǒng)，軌道交通能夠正常、穩(wěn)定的運行，離不開一個穩(wěn)定、可靠的供電系統(tǒng)的支持。軌道交通供電系統(tǒng)主要由以下幾部分構成：第一，外部電源。軌道交通供電系統(tǒng)的外部電源就是軌道交通所在的城市的電網(wǎng)的電源，我國的每一座城市都有屬于自己的電網(wǎng)電源，通過電網(wǎng)電源來對電力進行調(diào)節(jié)和分配，為城市中的各項生產(chǎn)活動、人民日常生活提供充足、穩(wěn)定的電力，軌道交通作為電網(wǎng)的一級負荷，一般采用專用線路進行供電，以確保供電的安全、可靠性。第二，主變電所。主變電所是城市軌道交通供電系統(tǒng)集中供電方式下的核心部分，采用該模式，能實現(xiàn)資源共享的目的。主變電所在軌道交通供電系統(tǒng)中起到的作用主要是對電壓進行處理、電能進行分配。主變電所從城市電網(wǎng)電源中接收的電壓是110千伏，這一電壓遠遠大于使用電壓。因此，軌道交通供電系統(tǒng)就需要利用主變電所來對從城市電網(wǎng)電源中接收的電壓進行處理，讓其大小降到使用電壓的數(shù)值，即35千伏或者10千伏，然后通過35千伏或者10千伏環(huán)網(wǎng)將電能分配到各個車站。第三，SCADA電力監(jiān)控系統(tǒng)。軌道交通供電系統(tǒng)是十分復雜、繁瑣的，需要用到大量的設備，這就需要采取一個有效的措施、選用一個有效的監(jiān)控系統(tǒng)來對軌道交通供電系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)、各個設備進行監(jiān)控，確保軌道交通供電系統(tǒng)的正常運行。SCADA電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠對軌道交通現(xiàn)場運行的各種電力設備進行實時的監(jiān)控，能夠對各個設備的運行參數(shù)進行采集和分析，及時發(fā)現(xiàn)存在異常的電力設備并加以控制，并能夠對存在的故障問題進行及時的報警。第四，牽引供電系統(tǒng)和動力照明供電系統(tǒng)。軌道交通列車使用的750伏或者1500伏牽引電由牽引變電所整流機組通過變壓、整流后提供。而車站動力、照明等設施使用的400伏交流電由降壓變電所配電變經(jīng)過變壓后提供，在有些車站可能同時存在牽引供電和動力照明供電，若采用分別修建變電所將造成資源浪費，因此這類車站一般采用牽引供電和動力照明供電共建的方式，即牽引降壓混合變電所，同時向車站提供動力照明、向列車提供牽引電能。軌道交通供電系統(tǒng)中還包括著再生制動吸收系統(tǒng)、雜散電流腐蝕防護系統(tǒng)等組成結構，正是這些不同的組成結構相互配合，共同發(fā)揮作用，軌道交通供電系統(tǒng)才能夠正常運行。

1.2 軌道交通供電系統(tǒng)的供電方式

軌道交通供電系統(tǒng)的供電方式主要有三種：分散供電方式、集中供電方式和混合供電方式。其中分散供電方式指的是軌道交通供電系統(tǒng)不去設置主變電所來對電壓進行處理，而是讓在軌道交通沿線設置的降壓變電所、牽引變電所直接從城市電網(wǎng)電源變電所的35千伏或者10千伏的中壓輸電線獲得供電，并形成環(huán)網(wǎng)的供電方式。集中供電方式指的是軌道交通公司根據(jù)總容量的設計要求來在軌道交通線路上選擇恰當?shù)奈恢迷O置主變電所，主變電所通過城市電網(wǎng)電源處得到供電，獲得的電力經(jīng)過降壓后和軌道交通沿線上設置的降壓變電所、牽引變電所相結合形成中壓環(huán)網(wǎng)，之后再向軌道交通供電系統(tǒng)中的各設備供電的供電方式?；旌瞎╇姺绞骄褪菍⒎稚⒐╇姺绞胶图泄╇姺绞浇Y合起來，在一條軌道交通線路上選擇一部分運用分散供電方式，另一部分運用集中供電方式來進行供電的供電方式。

2 軌道交通供電系統(tǒng)資源共享現(xiàn)狀分析

2.1 軌道交通供電系統(tǒng)資源共享現(xiàn)狀分析

城市軌道交通的建設模式往往是周期性建設模式，城市軌道交通的建設不是一次性完成的，是分段、分線進行的，所以在城市軌道交通的全部線路建設完成之前，部分軌道交通線路的供電負荷相對較少，而供電負荷相對較少的話，就會使得在這些區(qū)段內(nèi)的主變壓器負荷率較低，主變壓器一直在低負載的狀態(tài)下運行，會造成非常大的資源浪費，主變壓器也無法發(fā)揮出全部的作用。軌道交通公司為了確保主變壓器能夠正常工作而耗費大量的資金進行維護，最終部分主變壓器卻只能在低負載的狀態(tài)下運行，這浪費了軌道交通公司大量的資金，消耗了大量的能源，妨礙軌道交通供電系統(tǒng)資源的共享，同時也阻礙著軌道交通的綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。

2.2 軌道交通供電系統(tǒng)人力資源的共享現(xiàn)狀分析

在軌道交通線路的施工過程中往往會采用不同的設計標準來設計不同的軌道交通線路，使得軌道交通線路之間存在著一定的差異，最終會導致軌道交通供電系統(tǒng)的人力資源難以實現(xiàn)共享。由于設計標準的不同，建造的軌道交通線路也就不同，所需要開展的維護工作也就有著很大的不同，負責線路維護的工作人員無法對全部的軌道交通線路進行維護，只能對根據(jù)某一設計標準設計建設的軌道交通線路進行維護，軌道交通公司必須在每條軌道交通線路上安排相應的維護工作人員才能確保地鐵軌道交通線路、供電系統(tǒng)的維護工作能夠高效開展。同時，部分軌道交通公司內(nèi)還存在著維護工作人員的排班不合理、值班點設置不合理等問題，造成了極大的人力資源浪費，最終阻礙軌道交通維護工作的開展。

2.3 軌道交通供電系統(tǒng)設備資源的共享現(xiàn)狀分析

我國軌道交通線路建設采用的是單條軌道交通線路單獨進行設計和施工的方法，每一條線路都是按照不同的設計標準進行設計和施工的，因此，軌道交通的各條線路也是采用單獨招標的方法來進行招標，確定軌道交通供電設備的生產(chǎn)廠家。這就使得同一個城市內(nèi)不同的軌道交通線路會選擇不同的設備生產(chǎn)廠家，設備的備件之間存在著較大的差異，不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的設備無法實現(xiàn)有效共享，容易在規(guī)格、強度等方面存在差異而導致無法共同使用。同時，軌道交通供電系統(tǒng)的設備資源無法統(tǒng)一的話，各條線路各自管自己線路內(nèi)的工作，軌道交通公司無法對設備資源進行管理、共享，無法及時調(diào)配設備資源，無法高效使用設備資源。

3 對軌道交通供電系統(tǒng)進行資源共享和優(yōu)化配置的意義

3.1 對軌道交通供電系統(tǒng)進行供電設備資源共享的意義

因為軌道交通線路修建在人口密集地區(qū)，周邊房屋拆遷非常困難，且城市電網(wǎng)接入點有限，主變電所外部電源申請也非常困難，所以一般新建線路優(yōu)先考慮與既有主變電所共享外電源及主變壓器，即共享主變電所。采用該模式，既可以提高主變壓器的利用率，又可以節(jié)省一大筆建設費用。

3.2 對軌道交通供電系統(tǒng)進行備件資源共享的意義

我國的軌道交通公司為了確保軌道交通供電系統(tǒng)的平穩(wěn)、正常運行，為了提高解決故障問題的效率，都會儲存大量的設備備件，通過儲存大量的設備備件來確保一旦某一設備出現(xiàn)故障問題時能夠迅速利用備件進行解決，迅速恢復軌道交通的供電。但是儲存的備件的正常壽命往往很短，經(jīng)過長時間的儲存后往往會影響到正常的使用，不能夠很好的解決軌道交通供電系統(tǒng)出現(xiàn)的故障問題。同時，軌道交通供電系統(tǒng)中會用到精密儀器和電子元件，在精密儀器和電子元件中有相當大的一部分是需要從國外進口的，從國外進口的過程往往比較復雜，采購的周期也比較長，這就導致精密儀器、電子元件對儲存的環(huán)境有著極高的要求，軌道交通公司往往會花費大量的資金去修建儲存這些精密儀器、電子元件的倉庫。而由于不同軌道交通線路之間存在著差異，不同軌道交通線路之間的備件資源不能進行共享，這就容易導致大量的備件一直被儲存下去，經(jīng)過長時間的儲存最終超過正常壽命而無法發(fā)揮出應有的作用。同時，軌道交通公司為了不同線路的備件而修建不同的儲存?zhèn)}庫，也會大大增加資金的花費，資金浪費現(xiàn)象嚴重。因此，對軌道交通供電系統(tǒng)進行備件資源共享和優(yōu)化配置，讓不同線路之間都能夠共用同一類型的備件，可以大大減少軌道交通公司的資金花費，提高軌道交通公司的資金利用率，提高軌道交通公司解決供電系統(tǒng)故障問題的效率。

4 軌道交通供電系統(tǒng)資源共享和優(yōu)化配置的措施分析

針對軌道交通供電系統(tǒng)人力資源共享和優(yōu)化配置這一方面，我國的軌道交通公司可以提高軌道交通供電系統(tǒng)維護人員的錄用門檻，提高對維護人員的要求，選擇專業(yè)水平高、綜合素質(zhì)高、能夠開展多種按照不同設計方案設計的軌道交通線路維護工作的人才作為軌道交通供電系統(tǒng)維護人員，通過不斷招收人才來解決需要耗費大量人力進行軌道交通供電系統(tǒng)維護的問題。我國的軌道交通公司還需要從網(wǎng)絡化的角度出發(fā)，對現(xiàn)有的力量進行考慮和設置，從軌道交通供電系統(tǒng)資源共享現(xiàn)有的基礎上對資源進行優(yōu)化配置，不再局限在原本的單線角度，最終確保做出的資源優(yōu)化配置能夠大大減少供電系統(tǒng)各項的運行成本。同時，我國的軌道交通公司應當從網(wǎng)絡化的層面出發(fā)，來對軌道交通供電系統(tǒng)進行運營，對軌道交通供電系統(tǒng)內(nèi)部的資源配置進行優(yōu)化，最終可以起到減少資金花費的作用。我國的軌道交通公司還可以盡可能地將軌道交通線路的標準進行統(tǒng)一，從而減少需要的維護人員的數(shù)量，并大大減少備件的數(shù)量，不必再耗費大量的資金去為不同線路的備件修建不同的儲存?zhèn)}庫，從而減少不必要的資金花費，提高資金的利用率，促進軌道交通企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5 結語

綜上所述，通過對軌道交通供電系統(tǒng)資源進行共享和優(yōu)化配置，可以大大提高資源的利用率，大大減少用于軌道交通線路維護所耗費的人力資源、資金。在當前我國軌道交通迅猛發(fā)展的條件下，我國軌道交通公司應當不斷加強對資源的優(yōu)化配置力度，實現(xiàn)資源的共享，讓軌道交通行業(yè)可以綠色、環(huán)保、可持續(xù)地發(fā)展下去。

參考文獻

[1] 王繼麗.軌道交通列車牽引系統(tǒng)短路故障仿真研究[J].機車電傳動，2018（06）：89-94.

[2] 趙瑞生.淺談軌道交通35kV環(huán)網(wǎng)電纜故障快速查找與處理辦法[J].科技風，2018（32）.

[3] 陳子豪.探析軌道交通供電系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)電纜敷設的特點及工程實踐[J].山東工業(yè)技術，2018（23）：169.