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(tuán)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(tuán)有限公司

隨著社會(huì)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)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(yùn)營造成影響。城市軌道交通作為當(dāng)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(gè)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(jìn)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(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技水平高速進(jìn)步的社會(huì)形態(tài)下，人們的生活水平也在隨著社會(huì)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(dāng)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(jìn)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(yùn)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(jìn)步，我國采用一般多不設(shè)置電廠的設(shè)計(jì)理念。比如國外有36萬KW的專用地拿出進(jìn)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(jìn)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(fù)責(zé)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(dòng)力照明系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)向信號(hào)設(shè)備起到照明、通風(fēng)、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(jí)供電負(fù)荷，一旦發(fā)生中斷狀況，將打亂運(yùn)輸計(jì)劃和影響車輛運(yùn)行，對城市軌道交通中的環(huán)控、照明等系統(tǒng)的運(yùn)行造成破壞影響，給整個(gè)城市的交通系統(tǒng)造成混亂，從而導(dǎo)致不良的社會(huì)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(jì)文化中心城市，其影響范圍不可估量。由此看來，建設(shè)一個(gè)安全可靠又經(jīng)濟(jì)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(jìn)入21世紀(jì)以來，我國的城市軌道交通建設(shè)就已進(jìn)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(dāng)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(dāng)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(huì)的經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(dāng)下社會(huì)發(fā)展的要求之下，極其符合現(xiàn)代社會(huì)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(shí)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(yùn)行基礎(chǔ)就是供電系統(tǒng)，也是一個(gè)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(jì)進(jìn)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(yùn)用，建設(shè)工程中所需要的設(shè)計(jì)技術(shù)與施工技術(shù)程度也得到了進(jìn)一步發(fā)展，供電系統(tǒng)中所運(yùn)用到的相關(guān)設(shè)計(jì)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(jìn)作用。但是目前很多設(shè)計(jì)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(jì)。因此通過分析對供電系統(tǒng)有進(jìn)一步了解以較好的完成軌道交通建設(shè)的前期準(zhǔn)備和相關(guān)設(shè)計(jì)工作。

三、城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究

3.1 供電電源選擇

當(dāng)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(dāng)軌道建設(shè)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用分散型供電方式的時(shí)候，城市軌道交通設(shè)計(jì)就不對主變電所所進(jìn)行設(shè)置；反之當(dāng)采用集中式供電時(shí)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(fèi)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(jì)

在軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)技術(shù)方面占有很大優(yōu)勢。結(jié)合我國當(dāng)前現(xiàn)狀，在進(jìn)行牽引變電設(shè)計(jì)時(shí)，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(fèi)用就較低，可保護(hù)性也明顯增高，管理很方便。同時(shí)要保證發(fā)生意外故障時(shí)，依靠相鄰變電負(fù)荷能力可以保證列車正常運(yùn)行以及其他方面的考慮要求，那么設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)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(jì)方案，據(jù)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，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(dāng)中壓網(wǎng)絡(luò)處于環(huán)網(wǎng)故障時(shí)，主變電中相應(yīng)線路會(huì)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(jī)組的不斷供電，軌道供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。以及在分析研究過程中，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要充分將中壓網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)及直接性明確劃分。

四、結(jié)語

城市軌道交通的動(dòng)力系統(tǒng)主要是電能，而為了保證電力系統(tǒng)的正常可靠運(yùn)行，必須設(shè)計(jì)一個(gè)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(jìn)行。為優(yōu)化城市交通系統(tǒng)做好準(zhǔn)備，推動(dòng)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.