城市軌道交通供電系統(tǒng)模式的構(gòu)建研究

張 鵬

中鐵電氣化局集團有限公司

城市軌道交通供電系統(tǒng)模式的構(gòu)建研究

張 鵬

中鐵電氣化局集團有限公司

隨著社會的飛速發(fā)展和經(jīng)濟的快速進步，城市交通工程建設(shè)也隨之發(fā)展起來。城市軌道交通的供電系統(tǒng)是城市軌道交通的能源總線，可以直接對城市軌道的交通運營造成影響。城市軌道交通作為當代新型便捷的交通工具，已經(jīng)發(fā)展成為大中型城市交通的首選乘坐工具，是人們出行交通的重要組成。因此，對城市軌道交通來說，構(gòu)建一個靈活安全可靠的電力供電系統(tǒng)尤為具有重大意義。本文針對城市軌道交通供電系統(tǒng)做出了分析研究，對城市軌道交通供電系統(tǒng)的模式進行了探討，并分析其相關(guān)因素來闡明城市軌道交通供電系統(tǒng)的重大意義。

軌道交通；供電系統(tǒng)；模式構(gòu)建

引言

在當今經(jīng)濟發(fā)展和科技水平高速進步的社會形態(tài)下，人們的生活水平也在隨著社會發(fā)展不斷的提高，對交通的需求也越來越大。那么城市軌道的工程建設(shè)就有效的緩解了城市的交通緊張現(xiàn)狀。城市軌道交通成為當前人們出行首選工具，那么就需要相關(guān)人員重視城市軌道交通的進一步發(fā)展。那么軌道交通供電系統(tǒng)作為維持軌道交通正常運行的重要環(huán)節(jié)，理應(yīng)受到更多的重視和關(guān)注。

一、供電系統(tǒng)重要性

城市軌道交通系統(tǒng)的電源一般來自國家電力系統(tǒng)及專門建立的電廠，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和技術(shù)進步，我國采用一般多不設(shè)置電廠的設(shè)計理念。比如國外有36萬KW的專用地拿出進行輸電，還有許多城市未設(shè)置專門電廠，卻由國家電力公司發(fā)電。城市軌道交通供電系統(tǒng)一般由三部分構(gòu)成：

1.1 供電源于電力網(wǎng)

城市軌道交通供電系統(tǒng)的電力能源來自于所在城市的國家用電系統(tǒng)，直接取自于城市或者區(qū)域電力網(wǎng)，城市軌道的供電系統(tǒng)指的是國家電力網(wǎng)通過某種方式向城市軌道交通進行供電[1]，因此，城市軌道交通供電系統(tǒng)受城市電網(wǎng)和區(qū)域電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響。

1.2 牽引供電

城市軌道交通供電系統(tǒng)中的牽引供電系統(tǒng)是其核心，它主要負責提供電能給軌道交通車輛，主要起到的功能有降壓、整流、傳輸電能。

1.3 照明系統(tǒng)

城市軌道交通供電系統(tǒng)中的動力照明系統(tǒng)主要負責向信號設(shè)備起到照明、通風、排水等功能設(shè)備饋送電能，降壓、分配以及傳輸電能是其主要功能。城市軌道的供電屬于一級供電負荷，一旦發(fā)生中斷狀況，將打亂運輸計劃和影響車輛運行，對城市軌道交通中的環(huán)控、照明等系統(tǒng)的運行造成破壞影響，給整個城市的交通系統(tǒng)造成混亂，從而導(dǎo)致不良的社會影響。尤其是城市交通軌道的建設(shè)一般都是我國的重要城市，也就是我國的某一政治經(jīng)濟文化中心城市，其影響范圍不可估量。由此看來，建設(shè)一個安全可靠又經(jīng)濟的城市軌道供電系統(tǒng)顯得尤為重要，對城市軌道交通發(fā)展有著重要意義。

二、城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀及供電系統(tǒng)概況

自從進入21世紀以來，我國的城市軌道交通建設(shè)就已進入快速發(fā)展階段。目前我國的城市軌道交通建設(shè)已初具規(guī)模，另外也有相當數(shù)量的大中型城市著手構(gòu)建不同類型的軌道交通建設(shè)工作，在未來的城市交通發(fā)展中，軌道交通建設(shè)速度將持續(xù)增快。

2.1 城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀

在當下人們生活節(jié)奏出行效率都快速發(fā)展的形態(tài)下，社會的經(jīng)濟環(huán)境也在飛速發(fā)展，人們對于出行的代步工具也具有了越來越高的要求，對交通需求較大。那么為了更好的解決交通困難的問題，部分城市已加快構(gòu)建城市軌道交通的進度，大力發(fā)展城市軌道交通建設(shè)。城市軌道交通的建設(shè)大大的緩解了城市公共交通擁擠不便的現(xiàn)狀緩解了公共交通的重大壓力，尤其軌道交通自身所具備的節(jié)能、環(huán)保便捷的功能優(yōu)勢，在當下社會發(fā)展的要求之下，極其符合現(xiàn)代社會提倡的環(huán)保出行。因此，我國目前的城市軌道建設(shè)工作正是得以發(fā)展的最佳時期。尤其是北京上海等大城市更是加快了對城市軌道建設(shè)的建造步伐，城市軌道交通可分為較多種類和類別。

2.2 城市軌道交通供電系統(tǒng)簡介

城市軌道交通的運行基礎(chǔ)就是供電系統(tǒng)，也是一個重要環(huán)節(jié)。那么在軌道交通工程建設(shè)的前期階段就要對其供電系統(tǒng)設(shè)計進行密切關(guān)注。隨著我國城市軌道建設(shè)的快速發(fā)展及運用，建設(shè)工程中所需要的設(shè)計技術(shù)與施工技術(shù)程度也得到了進一步發(fā)展，供電系統(tǒng)中所運用到的相關(guān)設(shè)計理論及相關(guān)方案軟件在軌道建設(shè)的工程建成中也發(fā)揮著重要的促進作用。但是目前很多設(shè)計方法還不夠完善，只適用于供電系統(tǒng)的初步規(guī)劃及方案設(shè)計。因此通過分析對供電系統(tǒng)有進一步了解以較好的完成軌道交通建設(shè)的前期準備和相關(guān)設(shè)計工作。

三、城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計方法研究

3.1 供電電源選擇

當前國內(nèi)城市軌道交通的供電方式主要分為分散、集中這兩種供電方式。當軌道建設(shè)供電系統(tǒng)設(shè)計采用分散型供電方式的時候，城市軌道交通設(shè)計就不對主變電所所進行設(shè)置；反之當采用集中式供電時就要設(shè)置主變電所。一般由城鄉(xiāng)電網(wǎng)輸送至城市軌道交通供電系統(tǒng)中的主變電所攬徑數(shù)量較小，電源的可源性也較高，施工相應(yīng)的就非常方便。對集中供電方式來說，投資費用較高，而分散式供電在不涉及公用電網(wǎng)改造的情況下投入資金較低。因此要根據(jù)具體情況不同合理選擇供電電源。

3.2 直流牽引設(shè)計

在軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計過程中，據(jù)相關(guān)規(guī)定反映出牽引變電一般較于牽引供電在經(jīng)濟技術(shù)方面占有很大優(yōu)勢。結(jié)合我國當前現(xiàn)狀，在進行牽引變電設(shè)計時，牽引變電應(yīng)盡可能的設(shè)置在地面，這樣相應(yīng)的投資費用就較低，可保護性也明顯增高，管理很方便。同時要保證發(fā)生意外故障時，依靠相鄰變電負荷能力可以保證列車正常運行以及其他方面的考慮要求，那么設(shè)計人員就要按照軌道所需要的最大傳輸力來具體設(shè)置牽引變電的方案和機組容量。

3.3 中壓網(wǎng)絡(luò)

在對城市軌道交通供電系統(tǒng)的工程設(shè)計過程中，中壓網(wǎng)絡(luò)是供電系統(tǒng)的核心內(nèi)容，涉及多種因素及設(shè)計方案，據(jù)運營經(jīng)驗，我國目前新型的中壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案逐步得到采用，當中壓網(wǎng)絡(luò)處于環(huán)網(wǎng)故障時，主變電中相應(yīng)線路會出現(xiàn)跳閘的情況，隨之備用聯(lián)系斷路器將得以采用來維持列牽流整流機組的不斷供電，軌道供電系統(tǒng)的正常運行。以及在分析研究過程中，供電系統(tǒng)的設(shè)計要充分將中壓網(wǎng)絡(luò)的電壓等級及直接性明確劃分。

四、結(jié)語

城市軌道交通的動力系統(tǒng)主要是電能，而為了保證電力系統(tǒng)的正?？煽窟\行，必須設(shè)計一個合理的供電系統(tǒng)方案。完整、科學(xué)的滿足軌道交通的建設(shè)工程順利進行。為優(yōu)化城市交通系統(tǒng)做好準備，推動城市軌道交通的建設(shè)和發(fā)展。

[1]譚麗娜,白冰.城市軌道交通供電系統(tǒng)淺析[J].教育教學(xué)論壇, 2012（33）:190-191.