淺析地鐵供電系統中的并行送電技術

張釗

摘 要：隨著城建的發(fā)展，地鐵成為人們廣泛應用的一種出行方式，地鐵結構復雜，其中地鐵供電系統是保證地鐵正常運營的關鍵。隨著地鐵建設的發(fā)展，其應用技術在不斷的創(chuàng)新和探索，促使地鐵供電系統更加完善。地鐵供電系統中涵蓋了牽引供電系統和動力照明系統，均在各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要作用，但是牽引供電系統中電力監(jiān)控設計目前存在一定的不足，在下達送電指令時比較耗時，降低了供電系統的工作效率，同時也影響到了地鐵的運行響應速度。本文以地鐵供電系統中的并行送電技術為主線展開了分析，希望能為地鐵的進一步發(fā)展提供更有效的幫助。

關鍵詞：地鐵;供電系統;并行送電技術

中圖分類號：U231.8 文獻標識碼：A

地鐵的順利穩(wěn)定的運行離不開電力的支持，并行輸電系統在地鐵供電系統中具有顯著的實用價值，為地鐵列車提供主要電源，維持地鐵安全運行。并行送電技術可以結合供電系統的需要分為交流和直流，發(fā)揮出較大的社會效益，在地鐵交流并聯輸電系統中得到廣泛的應用。并行送電技術已成為地鐵交通發(fā)展的主流形式。地鐵交通具有較大的載客量，并且運輸速度較快，同時加上列車編組及車型等條件的限制，會對地鐵供電系統造成一定的影響，負荷功率不是很大。地鐵一般運行的途徑較遠，通常會運行幾十公里，也會造成電壓滿足不了供電需求。直流電要比交流電所產生的電壓損耗小，在城市中，人口較為密集，地鐵客流量大，供電電壓不應太高，并行送電技術的應用可以滿足地鐵穩(wěn)定運行的所有條件，并能大幅度的發(fā)揮出技術優(yōu)勢，本文主要對地鐵供電系統中的并行送電技術展開了討論，詳細分析了該技術的應用與實踐，進而促進地鐵得到快速發(fā)展。

1 地鐵供電系統概述

1.1 電力系統組成

地鐵正常運行需要有電力的支持，通常情況下，地鐵電源中主要有兩個大部分，將其供電模式按照需要分為城市電網和地鐵電網，共同保障地鐵安全穩(wěn)定的運行。由于地鐵運行需要涉及到多個環(huán)節(jié)，于是地下供電系統分為很多種，例如有并聯輸電系統、電力監(jiān)控系統、供電配電系統、接地保護系統等，各個電力系統各司其職又相互聯系。在地鐵供電系統內部構成主要存有兩個部分，分別是電力牽引系統和輔助系統，輔助系統一般是對地鐵中的基礎設施進行控制，例如照明通風，自動門控制等。

1.2 無功補償裝置的選擇

無功補償裝置在地鐵供電系統中發(fā)揮著重要作用，在對其的選擇上，主要根據地鐵線路的不同進行合理的選用，隨著地鐵電力系統的不斷研究，近年來應用的先進技術具有顯著的響應時間快優(yōu)勢，提高了地鐵的運行效率，與靜態(tài)同步無功功率發(fā)生器相比，更存在低損耗和體積小的技術優(yōu)勢，能夠彌補傳統技術的應用缺陷，同時，在實際應用中，還可以有效的移除諧波共振等，保證地鐵供電系統的穩(wěn)定運行。合理的選擇無功補償裝置，能夠為電力系統提供感性無功功率[1]，與此同時能夠提高負荷能力補償，極大程度的減少了地鐵供電系統反應器的應用。該技術自2009年，在廣州地鐵中應用廣泛，并取得了良好的反響，靜態(tài)同步無功功率發(fā)生器具有可靠的技術支持和豐富的應用經驗，自身相當于一個精確的電力電子轉換器設備，雖然可以保證電力系統穩(wěn)定運行，但在計算過程中不免會產生偏差，產能過大會直接影響到電力系統的運行效益。

2 地鐵供電系統中并行送電技術的應用

2.1 跳閘技術處理

跳閘技術對地鐵電力運行起到一種保護作用，如今的跳閘技術處理的工作內容主要分為故障定位和故障修復，一是主要為工作人員提供故障位置，利用電纜故障定位測試儀進行測試相應位置，為后續(xù)的修復工作提供有效的位置依據。地鐵電力系統在實際運行中常發(fā)生的故障位置是中下行線軌行區(qū)，由于這個部位線路繁瑣，并且存有高壓等條件，不免會發(fā)生電纜擊穿、絕緣破損等現象，在遇到特殊問題時進行跳閘處理，可以有效的避免不必要的危害發(fā)生。一般情況下，需要將故障點周圍的電纜截斷，并加以修復，并做好絕緣試驗，在進行修復過程中，要嚴格遵守電纜質量要求進行，同時要避免由于跳閘而影響到其他應用的運行。當發(fā)生多個故障點時，要明確輕重緩急，對故障點進行單獨處理，避免存留質量漏洞。環(huán)線故障處理需要備份射線差動保護，避免在修復過程中遺失重要信息，并延遲時間約為0.9 s。接觸網送電程控卡原有方式與并行方式如圖1、2所示。

電力系統發(fā)生故障不及時處理便會引發(fā)更大的災難，跳閘系統設置主要遵循了預防為主、高效處理原則，這就要求電力維護人員要重視這一環(huán)節(jié)的控制和安全巡檢。避免在電力源頭發(fā)生跳閘故障，首先要加強培養(yǎng)電力維護人員的應急故障處理能力，并定期組織全體人員開展技術探討會議，對母聯設備自投失敗問題進行深入解剖，對其產生原因及解決措施進行深入的探究，總結出有效的整改方案。技術人員合理的編排整改實施計劃，將整改方案落實。做好巡檢制度建設，實時監(jiān)督各電力設備的運行狀態(tài)，并在故障沒有發(fā)生前發(fā)現并處理掉潛在安全隱患，做好強化和預防工作，對老化和破損的設備進行及時修理和更換，維護電力系統運行效率。

2.2 被控站監(jiān)控子系統調試

被控站監(jiān)控子系統調試能夠良好的處理電力系統的錯誤執(zhí)行，保證地鐵電力系統的運行。該系統主要涉及到了遙控輸入及輸出子系統、通信接口子系統與模擬量輸入接口，能夠準確的按照相應標準對其進行調試，對遙控輸出子系統中輸出執(zhí)行情況進行調控，以信號控制盤的聲光警報信號作為執(zhí)行標準，保證系統調試的合理性和科學性。與此同時還可以調控系統信息采集、傳輸設置及信息數據發(fā)送和接收效果等，能夠保證各系統之間協調運行，支持地鐵電力系統運行效率。通過聲光警報進行反應調試情況，當其顯示正常便表示被控站監(jiān)控子系統調試完成。通過調試的過程，發(fā)現出存在有錯誤子系統，需要明確故障位置和原因，并及時形成報告，利用相應的技術進行處理，在短時間內降低經濟損失，將信息錯誤得到有效的控制和解決。

2.3 差動保護

我國科技發(fā)展突飛猛進，在各個領域均實現了自動化和智能化，極大程度的提高了工作質量和效率，電力工程也不例外，電力系統是城市地鐵交通的重要樞紐，對其自動化、監(jiān)控、測量、保護等功能要求較高，差動保護是在并行送電技術支持下完成的，廣泛應用于地鐵電力系統中。差動保護主要采用光纖縱差動保護模式，將探測器安裝在新電路中，能夠對電路各個情況進行自動收集和分析，主要分析對象是電路相位和電流波，將數據進行傳輸和分析，并根據數據分析方案判斷出故障點，為電力維護技術人員提供有效依據，技術人員可以結合差動保護所收集和分析出的數據利用微分計算進行分析當前值兩端[2]，將有效數據進行深入探討，同步處理當前數據兩端。差動保護可以自動判斷電路的運行狀態(tài)，并結合工作人員的分析和計算，通過基爾霍夫電流定律可以判斷出，如果當新電路中輸送的電流值與數據保護裝置中的設定值有所差異，這種情況下，便可以判斷為該處存由故障。故障電流的差異值，會對新電流正常工作造成影響，導致其兩邊不平衡。為了避免這一故障的發(fā)生，大部分城市地鐵交通中，將差動保護裝置的動作值設置為50 A，保證電力系統之間的正常運作。

2.4 保證地鐵日常運營

城市地鐵交通各個電力系統之間環(huán)環(huán)相扣，并且為地鐵交通安全穩(wěn)定運行提供有效的保障，保證地鐵在正常運營的前提下，需要嚴格的按照城市地鐵交通時間表完成客運任務。保證電力系統的正常運作，時刻對電力設備進行嚴格的巡檢，保證廣播、地鐵照明、消防和其他功能能夠正常運作，保證各個電力系統之間的協調性。地鐵電力維護人員是保證電力系統安全運行的重要角色，在任何環(huán)節(jié)均不能放松警惕，做好地鐵電力系統的電源維護，明確自身的崗位職責，檢查輔助的電力供應系統，對地鐵中電源設備的運行狀態(tài)進行檢測并記錄，對常發(fā)生的故障點加強監(jiān)督，及時發(fā)現潛在問題，及時處理或報告細節(jié)，保證城市地鐵供電系統的正常使用。

3 并行送電技術優(yōu)缺點

并行送電技術在近年來得到廣泛的應用，并且其技術優(yōu)勢得到大眾的認可和贊同，相對于傳統供電系統，需要要求工作人員進行對每個隔離開關和斷路器進行逐個送電，并且要嚴格的按照標準順序，并結合電力系統每日的故障情況，再進行合理的規(guī)劃和設計送電方案，再進行相應的逐個送電操作，傳統送電模式主要依靠工作人員進行每日分析并針對每日的變化設計出相應的送電方案，具有操作準確性高的優(yōu)勢，但是操作步驟繁瑣，消耗時間長，工作效率不高。并行送電技術不需要電力調度員進行逐一操作，減少了中間繁瑣的工序，通過預先設置程序，按照送電要求進行變電所中全部設備操作進行合理的劃分，將每個步驟操作實現并行進行，由SCADA系統對所有設備同時發(fā)出操作指令，這種方式的工作效率遠遠高出傳統送電技術，花費時間短。但是并行送電技術也存在一定的缺陷，其柔性較差，在實際運行中，在電力系統中會多點發(fā)生故障，操作準確性相對較低，因此，該技術仍需要不斷研究和完善，提高其社會價值。

4 結語

城市的發(fā)展推動了地鐵交通的建設，如今，地鐵已成為人們日常出行的主要代步工具，電力系統建設是地鐵建設的核心環(huán)節(jié)，并行送電技術的應用對地鐵電力系統提供了新的發(fā)展方向，對保證地鐵供電系統的穩(wěn)定、高效運作提供了技術支持，為更好的發(fā)揮出其應用價值，仍需要進一步的完善，推動地鐵的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]楊亞兵.地鐵供電系統中的并行送電技術探討[J].智能城市，2020，6（13）：73-74.

[2]崔杰，張曹勇.地鐵供電系統中的并行送電技術探討[J].城市軌道交通研究，2005（04）：94.