地鐵不同外部電源供電方式下的比較分析

欒洪濤

北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司青島分公司 山東青島 266000

在地鐵供電系統(tǒng)中，最為主要的組成部分就是外部電源供電方式，其在地鐵系統(tǒng)接口與城市電網發(fā)展方面起到的作用十分關鍵，從地鐵外部供電方式自身角度來說，其會對電網投資以及后期運維工作產生一定影響，因此在建設城市地鐵工程項目時，需要對正確外部供電方式進行積極選用，進而為地鐵良好建設和穩(wěn)定運營提供充足保障，集中供電以及分散供電、混合供電三種模式為地鐵供電系統(tǒng)外部主要供電方式，本文基于這三種供電方式進行比較分析，希望能夠為地鐵建設過程中選擇最適用的外部電源供電方式提供可參考靠意見。

1 地鐵不同外部電源供電方式

1.1 集中供電

為確保地鐵供電需求得以充分滿足，可以選擇集中供電方式進行應用，這一應用過程需要將專門的供電變電所設置在地鐵沿線，兩路電源主要是由城市電網提供，其目的在于將電能提供給動力系統(tǒng)負荷與地鐵牽引。主變電所建立過程中需要為齊全的設備提供保障，在具有較大供電符合比的情況下，往往會高要求設備配置，此時就需要保障主變電所中大容量變壓器以及傳輸系統(tǒng)的具備，如此才能為地鐵運營電量正常供應和地鐵正常運行提供保障[1]。

1.2 分散供電

在地鐵沿線以負荷情況為依據(jù)、對若干座開閉所進行建造的形式就是分散供電方式，此時需要由城市電網將兩路電源提供給每座開閉所，在此基礎上借助開閉所將電能提供給本所和相鄰變電所牽引以及動力系統(tǒng)。從開閉所自身角度來說，其主要是綜合建設城市電源和牽引降壓混合變電所。一旦有故障問題發(fā)生在一座開閉所方面，此時通過聯(lián)絡線、就能夠使得相鄰開閉所將電能提供給出現(xiàn)故障的開閉所，一般來說，開閉所和相鄰變電所間具有相同電壓等級，因有較多數(shù)量的開閉所建設在地鐵沿線，此時一般會對10kV電壓等級進行應用。

1.3 混合供電

以城市電網情況為依據(jù)，在地鐵供電系統(tǒng)中的部分區(qū)段對集中供電方式進行應用、而還有部分區(qū)段對分散供電方式進行應用的模式為混合供電，此種供電模式具有較為復雜化的結構、繁瑣的設備選型工作，加之不同的外電源網壓這一因素，所以說混合供電方式的調度開展具有一定難度、管理也不便利，因此此種供電方式并不適用，所以僅有集中供電與分散供電兩種一般為地鐵選擇的外部電源供電方式。

2 地鐵不同外部電源供電方式的比較分析

2.1 供電可靠性

從集中供電方式角度來說，其主變電所顯著優(yōu)勢體現(xiàn)在以下方面：高電壓等級，電氣設備應用時的高絕緣等級，并且集中供電方式主變電所一般會應用較為先進的設備，此外也具有較高的繼電保護配置、相對較低的線路故障發(fā)生概率；同時，此種供電方式的主變電所和城市電網間僅具有較少的接口，一些小型電網會構成在地鐵內部，此時在城市之中的其他符合并不對地鐵供電系統(tǒng)產生過多干擾，所以在地鐵供電系統(tǒng)中采用集中供電方式具有較高的可靠性，并且即便是有故障問題發(fā)生在一路電源或主變壓器方面，也不會對地鐵供電系統(tǒng)正常運行造成不良影響，甚至是極端故障發(fā)生，也能夠為地鐵變電所穩(wěn)定供電提供保障[2]。

基于分散供電方式應用過程中，需要從城市電網不同變電站將兩路獨立電源引入到開閉所中，從理論方面來說，此種形式具有一定的可靠性，但值得注意的是，因有較多用戶接入到城市電網10kV系統(tǒng)中，加之不同用戶帶有不同的負荷，所以也會產生具有差異化的影響，在城市電網繼電保護中，因處于中末端位置的10kV系統(tǒng)，此時在地鐵供電系統(tǒng)運行過程中，其他用戶不可避免的就會干擾到地鐵供電系統(tǒng)運行，此外從地鐵供電系統(tǒng)自身角度來說，因有限的10kV系統(tǒng)供電容量、一旦有一座開閉所解列處于完全狀態(tài)情況下，就會因相鄰開閉所有限的供電能力、逐漸影響到地鐵系統(tǒng)穩(wěn)定運行[3]。

2.2 供電質量

城市高壓電網是集中供電外電源主要的引進途徑，其具備的顯著特征體現(xiàn)在以下方面：高等級電壓、較大系統(tǒng)短路容量、較強抗干擾能力、較大輸電容量、較小的電網電壓波動，此外一般來說有載調壓裝置往往會設置在主變電所方面，所以可以說35kV饋線測電壓的穩(wěn)定性能較好，并且具有較高的供電質量。

城市10kV電網一般為分散供電方式外電源引入主要途徑，通常來說，在引入過程中往往會對于地鐵線路較近的地方變電站進行選擇，因此這一點來看其具有較短的輸電線路，相應的線路損耗也不會較大。但值得注意的是，因10kV具有較低的電壓等級，所有往往會有較多的用戶，因此具有較大的系統(tǒng)網壓波動現(xiàn)象。

2.3 地鐵牽引對電網影響

地鐵系統(tǒng)中，往往會有較高的電力要求，同時地鐵運行過程中也會應用大量電力能源，這一過程主要是在牽引以及系統(tǒng)兩方面應用電力，此時如果對集中供電和分散供電這兩種方式進行應用，并不會過多影響到城市電網，同時也僅僅具有較低的諧波含量。在對集中供電方式進行應用過程中，可以說供電系統(tǒng)就是以一個小型電網形式存在，此電網能夠將一定的電壓需求提供給地鐵牽引，因此就會將外界對電壓傳輸穩(wěn)定性影響進行一定程度的減少?；诜稚⒐╇姺绞綉眠^程中，10kV為大多進入系統(tǒng)的電網形式，此時就會使得系統(tǒng)中的牽引負荷產生較大電壓波動，主要原因在于應用的變壓器不具備較大容量，加之周圍有較多用戶適用10kV電網，所以就會造成顯著影響，難以將足夠的電壓供應給地鐵，因此在應用供電模式過程中需要以實際情況為依據(jù)、對以自身相符的供電方式加以應用。

3 結語

集中供電和分散供電兩種方式為地鐵采用的主要外部電源供電方式，通過這兩種供電方式性能和質量等的分析比較，可以發(fā)現(xiàn)的是最好的供電方式為集中供電方式，具有顯著的優(yōu)勢，但值得注意的是，在實際應用過程中，仍然需要考慮到自身實際情況，確保供電方式實際作用得以最大化發(fā)揮。