地鐵供電系統(tǒng)的運行方式及特點分析

左汝杰

摘 要：地鐵是我國城市交通系統(tǒng)的重要組成部分，對城市居民的交通出行具有十分重要的影響，因此建設(shè)好地鐵系統(tǒng)是市政建設(shè)的重要任務(wù)之一。地鐵系統(tǒng)建設(shè)中供電系統(tǒng)的建設(shè)是非常重要的一環(huán)，因為地鐵系統(tǒng)的運行主要依賴于地鐵供電系統(tǒng)。地鐵供電系統(tǒng)是為地鐵運行提供電能的系統(tǒng)，其主要包括內(nèi)部供電系統(tǒng)和外接電網(wǎng)供電系統(tǒng)兩部分。文章主要針對地鐵供電系統(tǒng)的運行方式及特點進行了分析，希望有助于促進其建設(shè)的進步。

關(guān)鍵詞：地鐵供電系統(tǒng)；運行方式；特點

中圖分類號：U231 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）32-0108-02

Abstract： Subway is an important part of the urban transportation system in China， which has a very important impact on the transportation of urban residents， so building a good subway system is one of the important tasks of municipal construction. The construction of power supply system is a very important part in the construction of subway system， because the operation of subway system mainly depends on the subway power supply system. The subway power supply system is a power supply system for subway operation， which mainly includes two parts： the internal power supply system and the external grid power supply system. In this paper， the operation mode and characteristics of subway power supply system are analyzed， so as to promote the progress of its construction.

Keywords： subway power supply system； operation mode； characteristics

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展及城市人口的不斷增多，城市地鐵的建設(shè)規(guī)模正不斷擴大。地鐵供電系統(tǒng)是城市地鐵系統(tǒng)的重要組成部分，其負(fù)責(zé)為電力機車提供牽引電力及為地鐵運營服務(wù)提供電能。地鐵中處處都需要電能，如車站、車輛段、車輛區(qū)間、控制中心以及動力照明等，都離不開電能，因此必須要重視地鐵供電系統(tǒng)的建設(shè)，確保其具備良好的安全性、可靠性、經(jīng)濟性以及調(diào)度方便。而為了更好地建設(shè)地鐵供電系統(tǒng)，首先應(yīng)當(dāng)要對地鐵供電系統(tǒng)的運行方式及特點進行有效分析。以下筆者就聯(lián)系實際來談?wù)劦罔F供電系統(tǒng)的運行方式及特點，僅供參考。

1 地鐵供電系統(tǒng)概述

隨著我國城市化建設(shè)的不斷深入以及城市經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷加快，城市中的地鐵系統(tǒng)建設(shè)也越來越完善。地鐵是我國城市交通系統(tǒng)的重要組成部分，對城市居民的交通出行具有十分重要的影響。而地鐵供電系統(tǒng)則是地鐵系統(tǒng)的重要組成部分，其主要負(fù)責(zé)為地鐵運行提供電能，無論是電力機車還是地鐵運營服務(wù)的運行，都離不開地鐵供電系統(tǒng)的供電。當(dāng)前隨著城市中地鐵系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴大及運行負(fù)荷的不斷提高，地鐵供電系統(tǒng)的負(fù)荷也在與日俱增，在此背景下，必須要進一步加強對地鐵供電系統(tǒng)的運行方式的研究，找到更加合適的供電體系，以滿足現(xiàn)代地鐵的供電需求。地鐵供電系統(tǒng)中主要包括內(nèi)部供電系統(tǒng)和外接電網(wǎng)供電系統(tǒng)兩部分，其中地鐵以外的外部電網(wǎng)是其電源，而內(nèi)部供電系統(tǒng)依靠外部電源向地鐵內(nèi)部線路供電。地鐵供電系統(tǒng)又包含若干個子系統(tǒng)，它們分別是：內(nèi)部供電系統(tǒng)供電配電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、電流防護裝置、電力監(jiān)控系統(tǒng)、接地防護系統(tǒng)以及變電系統(tǒng)等。整個地鐵沿線均分布著各種地鐵供電設(shè)備及多個電源，它們負(fù)責(zé)對地鐵中各個部分進行供電。因此，在地鐵建設(shè)中必須要重視地鐵供電系統(tǒng)的建設(shè)，通過深入分析其運行方式及特點，不斷完善其建設(shè)。

2 地鐵供電系統(tǒng)的基本要求

2.1 靈活可靠的運行方式

地鐵供電系統(tǒng)在運行過程中，必須要具備靈活可靠的運行方式，通過高度準(zhǔn)確的操作水準(zhǔn)以及多層次的事故后備運行方案，來保證地鐵供電系統(tǒng)的安全可靠運行。靈活簡潔的調(diào)度手段也非常重要，當(dāng)?shù)罔F供電系統(tǒng)發(fā)生一些緊急故障時，通過靈活簡潔的調(diào)度手段可以有效保證系統(tǒng)繼續(xù)正常運行，或是以亞正常的方式運行，從而盡可能地降低故障的影響，并使檢修人員可以在不影響地鐵供電系統(tǒng)正常供電的情況下對故障進行檢修。

2.2 多重可靠的保護系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)

地鐵供電系統(tǒng)要求具備多重可靠的保護系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，這樣當(dāng)?shù)罔F供電系統(tǒng)中的某部分不慎發(fā)生突發(fā)性永久性故障時，能夠及時將故障部分從整個系統(tǒng)中排除或隔離出去，同時在主保護拒動的情況下，快速啟動后備保護。另外，利用監(jiān)控系統(tǒng)還可以方便調(diào)度人員對地鐵供電系統(tǒng)的運行過程及故障處理過程進行全程把握。

2.3 快速有效的應(yīng)變能力和預(yù)防性

地鐵供電系統(tǒng)還要具備快速有效的應(yīng)變能力和預(yù)防性，尤其是對于地鐵供電系統(tǒng)中個別關(guān)鍵部位的設(shè)備故障、電纜故障以及接觸網(wǎng)故障等，必須要能夠進行快速、有效的搶險性檢修，這樣才能夠最大限度地降低損失。其次，還要能夠通過準(zhǔn)確的預(yù)防性診斷來有計劃地維修已出現(xiàn)事故隱患的設(shè)備，以及通過對磨損期的有效判定來有計劃地更換達到臨界磨損點的部件，從而盡可能地將事故“扼殺在搖籃中”。

3 地鐵供電系統(tǒng)的運行方式及特點

3.1 集中供電方式及特點

集中供電是地鐵供電系統(tǒng)的常見運行方式之一，其是指由主變電所構(gòu)成的供電方案。具體來說，集中供電方式是根據(jù)實際用電容量，結(jié)合地鐵線路長短，沿地鐵線路建設(shè)地鐵專用的主變電所來進行供電。負(fù)責(zé)向主變電所供電的是發(fā)電廠患者區(qū)域變電所，一般情況下，主變電所的電壓多為AC110kV，但主變電所會先根據(jù)地鐵供電系統(tǒng)的實際需求進行降壓處理，通常是將電壓級降低到AC35kV或AC10kV后，再向地鐵供電系統(tǒng)內(nèi)部供電。再者，各主變電所還具備兩個獨立的電源，其電壓均為AC110kV。集中供電方式的特點是方便運營管理，并且由于各牽引變電所、降壓變電所等均是由環(huán)網(wǎng)電纜供電，因此具備較強的可靠性。目前在我國的上海、深圳及廣州等重要城市的地鐵供電系統(tǒng)中，多是采用的這種供電方式。

3.2 分散供電方式及特點

分散供電也是一種比較常見的地鐵供電系統(tǒng)運行方式，其是指的直接從城市電網(wǎng)對地鐵沿線引入多路電源，并由區(qū)域變電所對地鐵牽引變電所、降壓變電所等直接進行供電。一般情況下，分散供電方式的電壓多為AC110kV，這是因為近年來我國的各大城市在電網(wǎng)建設(shè)中逐漸取消了AC35kV電壓級，或是對AC35kV的電壓級進行了改造，所以很難在10-30km范圍內(nèi)引入多路AC35kV電壓級的電源。另外，在分散供電方式下，無論是每座牽引變電所，還是降壓變電所，都必須要具備雙路電源。

3.3 混合供電方式及特點

混合供電方式顧名思義是指集中供電方式和分散供電方式兩者的結(jié)合，但是總的來說還是以集中供電方式為主，而分散供電方式為次。之所以要在部分地段引入城市電網(wǎng)電源，目的是為了補充集中供電方式所顧及不到的地方，從而進一步完善地鐵供電系統(tǒng)，提高地鐵供電系統(tǒng)的可靠性。目前在我國的北京地鐵1號線、武漢軌道交通等地鐵系統(tǒng)中采用的就是混合供電方式。

4 改善地鐵供電系統(tǒng)運行的有效措施

4.1 遵循三項原則

在地鐵系統(tǒng)中，一些日常設(shè)備系統(tǒng)，諸如電源系統(tǒng)、燈控系統(tǒng)以及空調(diào)系統(tǒng)等，均需要依靠地鐵供電系統(tǒng)的供電才能夠正常運轉(zhuǎn)，并且在不同時段下，不同系統(tǒng)對供電的要求也各不相同。例如在夏天，空調(diào)系統(tǒng)對供電的要求要比其他季節(jié)高；在晚上，燈控系統(tǒng)對供電的要求要比白天高。所以，在地鐵供電系統(tǒng)建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)將實際供電的電源與需要的電源相統(tǒng)一，才能夠確保地鐵供電系統(tǒng)的安全可靠運行。而為了達到這一目的，需要遵循以下三項原則：（1）安全性原則：在地鐵運行過程中，實際的供電指數(shù)往往需要達到一定標(biāo)準(zhǔn)，若低于電源標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)會導(dǎo)致地鐵發(fā)生負(fù)電壓作業(yè)，若高于電源標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)則容易引起一些安全事故，所以必須要在標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)下進行運輸，這樣才能夠確保運行安全；（2）效益性原則：節(jié)能是現(xiàn)代的一個重要話題，隨著節(jié)能理念在各行各業(yè)中的運用，地鐵供電系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)要緊跟時代要求，積極采用各種節(jié)能措施，嚴(yán)格遵守節(jié)能規(guī)定，注重低碳化，提高效益；（3）智能性原則：地鐵供電系統(tǒng)中的各類供電設(shè)備在應(yīng)用過程中，都必須要遵從于科學(xué)智能型的原則，即通過總開關(guān)來對其他開關(guān)進行同時控制，這也是地鐵系統(tǒng)的未來發(fā)展方向之一。

4.2 應(yīng)用智能化設(shè)備

當(dāng)今時代，隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的高速發(fā)展，地鐵系統(tǒng)也正逐年朝向運輸智能化方向發(fā)展。目前在我國的地鐵系統(tǒng)中，已經(jīng)逐漸開始應(yīng)用了一系列智能燈控系統(tǒng)及智能辦公化系統(tǒng)等，但是空間運輸系統(tǒng)卻仍然比較單一，已無法滿足時代的發(fā)展要求。未來，便捷化、舒適化的發(fā)展將成為空間運輸系統(tǒng)的主要趨勢。為了滿足這一要求，在地鐵供電系統(tǒng)中會逐漸增加各類先進的智能化電氣設(shè)備，這些設(shè)備的特點是：（1）同類型產(chǎn)品不需要重復(fù)性使用；

（2）節(jié)能高效；（3）具備簡單化處理的效果。只有積極應(yīng)用智能化設(shè)備，才能夠促進地鐵系統(tǒng)的進一步完善。

5 結(jié)束語

綜上所述，我國的地鐵供電系統(tǒng)主要有三種運行方式，分別是：集中供電方式、分散供電方式及混合供電方式。無論哪種運行方式，都需要遵循三點基本要求：靈活可靠的運行方式、多重可靠的保護系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)、快速有效的應(yīng)變能力和預(yù)防性。而若想進一步改善地鐵供電系統(tǒng)的運行，則需要在遵循安全性原則、效益性原則、智能性原則這三項原則的前提下，積極應(yīng)用智能化設(shè)備，大力促進地鐵供電系統(tǒng)的智能化發(fā)展。

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