城市軌道交通供電系統及電力技術分析

李浩然

摘要：隨著經濟的快速發展，一個城市的交通是否可以正常地運行，關鍵在于其供電系統，因為這一系統保證了電能的供應以及傳輸功能的實現，因此整個軌道交通運行的質量以及效率才可以得到保障。隨著城市的不斷發展，軌道交通網絡也逐漸地發達，并且運行的線路也在不斷地增加，這對供電系統的可靠性提出了更高的要求，因此，對于供電系統的結構及電力技術的分析是非常有意義且可以帶來現實價值的。

關鍵詞：城市軌道交通;供電系統;大數據;技術

1城市軌道交通交流牽引供電系統概述

牽引電機是列車在運行過程中的主要動力來源，這種電機通常分為兩種，主要是直流牽引電機以及交流牽引電機，在列車實際運行的過程中，對于交流牽引電機的使用數量是最多的，因為這一牽引電機的功率的承受能力遠遠大于直流牽引電機，因為直流牽引電機存在換向環等機械機構，但是，交流牽引電機不存在機械結構，因此，其可以在較高的轉速情況下穩定地工作，所以在軌道交通列車中用交流牽引電機逐漸地取代了直流電機。單向鏈接是交流牽引供電系統的主要鏈接方式，有兩臺變壓器為其工作，雙繞組單相變壓是其變壓方式，它的結構從外部來看，像一個開口的三角形，電網的兩端存在高低電壓，接地的一端為低壓，電網的接入端為高壓，母線負責鏈接其他的端口，因為終端供電需要進行降壓，因此，加設了降壓系統，但是由于列車需要照明，在需要照明的地方加了偏高一點的電壓，建立了增壓系統，使得電器可以正常地運行。

2城市軌道交通的發展狀況

以前我們所說的城市軌道交通既包括地鐵、輕軌，同時也包括公交車等公共性交通。世界上的第一條軌道交通是在英國開始建設的第一條地鐵線路，在經歷了九年間的探索建設以后，終于正式投入運行。在其運行過程中，主要是利用蒸汽機來作為其牽引動力，從而促進軌道交通的運動和發展。后來隨著社會的快速發展以及城市人口的迅速增加，交通堵塞問題頻繁發生，一些發達國家開始在交通建設過程中獨辟蹊徑創造了城市軌道交通，且對城市軌道交通的重視力度逐漸增強。中國就是世界上3個軌道交通運營里程最長的國家之一。其中我國的北京和上海兩座城市的軌道交通發展尤其突出。

3城市軌道交通供電系統運行方式分析

3.1集中式供電方式

集中式供電方式主要根據用電容量及供電線路長度，對城市軌道交通線路涉及的外部供電內容，提供專用的主降壓變電所。在具體設置過程中，各主變電需要設立兩路獨立的進線電源，以確保供電過程的安全性、可靠性。在此基礎上，結合城市軌道交通內部供電系統需要的電壓等級，對當前電壓進行適當降壓處理。根據應用反饋情況，城市軌道交通供電系統通過合理利用集中式供電方式，可提升城市交通的運營質量與管理效率，可提高城市軌道交通車輛設施的運行安全性、可靠性。集中式供電系統在獨立性方面表現較強，受到外界干擾的影響較少，因此，安全性與穩定性表現較為突出。

3.2交流制式牽引供電系統

在整個交流制式牽引供電系統中，最常用的連接方式就是單向連接，通常是需要在變電站內安放兩個變壓器。同時需要采用雙繞組的單相變壓將整個結構變成三角形的模式，結構內需要擁有兩個端口，同時也需要一個公共的端口。另外的端口與遷移母線相連接，低壓的端口處于接地側。在整個交流知識的牽引供電系統中，不僅需要在供電系統的終端安裝加壓系統，也是要將加壓系統安裝于整個完整線路的區間內，這樣才能夠確保線路上的照明系統得以正常運行。在交流制式牽引供電系統中需要長時間保持著動態取流狀態，因而就會有很大的可能性產生瞬間接觸壓力。因此對交流制式的牽引供電系統安裝相關設施時需要具備較大的耐磨能力。

4城市軌道交通供電系統的電力技術分析

4.1科學選擇供電方法

對于城市軌道供電系統安全運行工作，科學選擇供電方法可為確保供電系統運行安全提供保障。（1）工作人員應明確當前供電系統供電穩定性情況，根據供電系統運行反饋情況，選擇合適的方式手段進行加強處理[7];（2）工作人員應根據當前供電系統抗干擾能力表現情況，增強供電系統整體的抗干擾能力，避免出現隱患問題;（3）工作人員應結合供電方法的主要原理，明確各類供電方法可能會對城市軌道交通供電系統產生的影響，結合利弊分析結果選擇合適的方法進行應用。

4.2柔性接觸網

通常簡單懸掛的形式中并不包含承力線，只存在著導線，這樣的優勢是能夠支撐較高的高度，結構方面也相對簡單，在支撐點中并不需要承載過多的負荷。因此，簡單懸掛在很大程度上是應用在無軌電車以及城市輕軌中。即使在簡單懸掛中也存在著很大的不足，它的缺陷主要是懸掛點包含硬點，跨度比較小，而且在操作過程中可能會由于導線的問題出現搖晃擺動的現象。正是由于雙線接觸網的這種局限，所以，它基本不能夠在高速鐵路中應用。鏈型懸掛通過將懸索把承力線與導線直接聯系起來的方法巧妙地處理了簡單懸掛中出現的跨度小以及用點弱的問題，將鏈形懸掛應用在城市地鐵中，使得地鐵的工作速度得到了較大的提升。

4.3確定補償方式

所謂的補償是指在供電系統運行設計的過程中，需要將整個供電系統運行時所出現的無功補償以及過補償情況進行消除，因為對于供電系統運行來講，照明系統在沒有負載的情況下也需要運行，而且照明系統的整體功率會比較大，所以所產生的能耗就會隨之增加，需要在節能減排的過程中將這種不必要的能源消耗進行降低，從而達到節能環保的效果。而節能減排不僅僅需要依靠上述方法，同時還需要避免在系統運行中出現過補償的情況。

結語

綜上所述，在城市化不斷發展的前提下，對各行各業都提出了更高的要求，作為城市軌道交通的重要組成部分之一的供電系統，一定要加強其穩定性，對新技術的融入要不斷地加強，立足于城市軌道交通供電系統運行現狀，對當前運行工作存在的弊端問題，進行及時治理與強化管理，從根本上解決城市軌道交通供電系統運行風險問題，提升我國城市軌道交通供電系統及電力技術管理水平。

參考文獻：

[1]于松偉，楊興山，韓連群.城市軌道交通供電系統設計原理與應用[M].成都：西南交通大學出版社，2018.

[2]李群湛，賀建閩.牽引供電系統分析[M].成都：西南交通大學出版社，2020.

[3]高仕斌.高速鐵路牽引供電系統新型保護原理研究[D].成都：西南交通大學，2020.