城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備及其應(yīng)用

靳晶

摘要：由于我國人口數(shù)量不斷增長，城市交通需求也在不斷增長。近年來，城市軌道交通成為廣大人民群眾出行的首選方式，有效緩解了公路交通運(yùn)輸壓力。為了滿足人們的出行需求，應(yīng)加強(qiáng)城市軌道交通建設(shè)，不斷完善供電系統(tǒng)設(shè)備，為乘客提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。基于此，本文就城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備及其應(yīng)用進(jìn)行探究與分析。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;供電系統(tǒng)設(shè)備;應(yīng)用分析

隨著城市化的發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)不斷提高，但城市交通問題日益突出。為了有效地緩解交通壓力，各城市大力興建軌道交通，并取得了良好的成效。供電系統(tǒng)設(shè)備是城市軌道交通建設(shè)的關(guān)鍵，能夠保障機(jī)車的正常運(yùn)行，為車站運(yùn)營提供支持。城市軌道交通服務(wù)質(zhì)量與供電系統(tǒng)設(shè)備的可靠性和安全性息息相關(guān)，有必要對(duì)供電系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行深入分析。

一、城市軌道交通供電系統(tǒng)概述

供電系統(tǒng)設(shè)備對(duì)城市軌道交通運(yùn)營必不可少，機(jī)車運(yùn)行、車站用電都需要供電系統(tǒng)的保障，可以說對(duì)城市軌道交通的發(fā)展具有直接影響，同時(shí)與服務(wù)質(zhì)量息息相關(guān)。供電系統(tǒng)是城市軌道交通建設(shè)的重要內(nèi)容，能夠?yàn)闄C(jī)車運(yùn)行提供動(dòng)力支持。軌道交通供電系統(tǒng)由兩部分組成，包括城市電網(wǎng)和軌道交通內(nèi)部系統(tǒng)，其中城市電網(wǎng)主要為城市軌道交通系統(tǒng)提供電壓，不能直接用于機(jī)車運(yùn)行，需要內(nèi)部供電系統(tǒng)將高壓轉(zhuǎn)換成適合機(jī)車使用的電壓[1]。

二、城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備及應(yīng)用

（一）外部電源

根據(jù)城市軌道交通設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)容，需要通過線網(wǎng)規(guī)劃確定外部供電形式。城市軌道交通主變電站屬于一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計(jì)兩個(gè)獨(dú)立的外部電源供電，防止主變電站同時(shí)出現(xiàn)故障，切實(shí)為軌道交通提供電力保障;其次，需要在線路負(fù)荷中心設(shè)置主變電站，使中轉(zhuǎn)站與供電點(diǎn)相鄰，從而降低電能損耗，在一定程度上減少運(yùn)行成本;最后，需要綜合考慮變電站的供電范圍，主變電站的正常供電距離應(yīng)在15km之內(nèi)[2]。

（二）照明系統(tǒng)

城市軌道交通照明系統(tǒng)與普通照明系統(tǒng)并無太大區(qū)別，變壓器經(jīng)處理后，形成三相交流380V電壓，系統(tǒng)通常采用TN-S相五線制，以設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行[3]。容量較大是城市軌道交通系統(tǒng)照明系統(tǒng)的特點(diǎn)之一，需要結(jié)合配電變壓器容量要求，保證備用配電變壓器能夠在其供電范圍內(nèi)承擔(dān)一、二級(jí)負(fù)荷。因此，城市軌道交通配電變壓器需要在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)50%的初始負(fù)荷率，長期實(shí)現(xiàn)60%的初始負(fù)荷率，在控制變壓器損耗的基礎(chǔ)上，保證在一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)軌道交通仍然可以正常運(yùn)行。此外，提高城市軌道交通配電變壓器的負(fù)荷率，不僅可以減少對(duì)供電系統(tǒng)的投入，而且可以降低建設(shè)階段的成本，還可以防止軌道交通投運(yùn)時(shí)CT變比問題。

（三）直流牽引供電

在軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要有效控制供電系統(tǒng)方案，根據(jù)規(guī)范要求，直流牽引供變電方式主要涉及DC750V和DC1500V，其中DC1500V具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，在城市軌道交通建設(shè)中廣泛應(yīng)用[4]。直流牽引供電系統(tǒng)主要形式有接觸軌和架空接觸，也可分為走行軌回流和牽引網(wǎng)供電。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)軌道交通規(guī)模和最大承載力，確定牽引供電的設(shè)置方案，準(zhǔn)確計(jì)算整流機(jī)組容量。

（四）輔助供電系統(tǒng)

輔助供電系統(tǒng)主要涉及用電設(shè)備和配電系統(tǒng)，配電系統(tǒng)由連接電纜和配電箱組成，輔助設(shè)備由控制裝置、暖通空調(diào)系統(tǒng)、照明設(shè)備等組成。對(duì)于集中供電而言，是將輔助逆變器設(shè)置在機(jī)車中，通過并聯(lián)供電方式為機(jī)車提供輔助供電，此外也可以采用擴(kuò)展供電方式進(jìn)行輔助供電。如果采用并聯(lián)方式，則兩臺(tái)逆變器同時(shí)向機(jī)車供電。一般來說，軌道交通變頻器容量控制在200KVA至240KVA之間，如果其中一個(gè)逆變器不能正常供電，應(yīng)采用關(guān)閉設(shè)備的方式斷開故障逆變器，使另一個(gè)逆變器保持運(yùn)行狀態(tài)，使機(jī)車運(yùn)行穩(wěn)定。如果采用并聯(lián)方式，一臺(tái)逆變器不能滿足機(jī)車運(yùn)行的需要，必須通過切斷其他設(shè)備的電源來集中供電。對(duì)于分散供電而言，在各車廂安裝輔助逆變器，用三項(xiàng)輸出接觸器提供380V交流電壓。為了提高系統(tǒng)的供電能力，為機(jī)車提供穩(wěn)定的電力支持，分散供電輔助逆變功率應(yīng)設(shè)置為73KVA，即使供電系統(tǒng)中的一個(gè)輔助逆變器發(fā)生故障，也不會(huì)影響供電能力，仍能保證機(jī)車的穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)束語：

綜上所述，在我國交通事業(yè)快速發(fā)展下，城市軌道交通建設(shè)越來越受到重視。其中，供電系統(tǒng)設(shè)備是城市軌道交通最重要的部分，相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的使用必須滿足實(shí)際運(yùn)行條件，應(yīng)結(jié)合軌道交通運(yùn)行情況，制定合理的供電方案，從而保證軌道交通的運(yùn)營質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉桐，陳穎娣.城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備及其應(yīng)用探析[J].通訊世界，2017，（15）：237.

[2]黃新榮.城市軌道交通工程供電系統(tǒng)及設(shè)備組成探析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018，（21）：2160.

[3]陳宇星.淺談城市軌道交通供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)用[J].科技風(fēng)，2019，（5）：8.

[4]代松，劉慧敏.城市軌道交通供電系統(tǒng)安全策略分析[J].百科論壇電子雜志，2020，（6）：109.

蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營一分公司 江蘇蘇州 215000