地铁供电系统的运行方式及特点分析

发布时间：2022-01-05

　　摘 要：地铁是我国城市交通系统的重要组成部分，对城市居民的交通出行具有十分重要的影响，因此建设好地铁系统是市政建设的重要任务之一。地铁系统建设中供电系统的建设是非常重要的一环，因为地铁系统的运行主要依赖于地铁供电系统。地铁供电系统是为地铁运行提供电能的系统，其主要包括内部供电系统和外接电网供电系统两部分。文章主要针对地铁供电系统的运行方式及特点进行了分析，希望有助于促进其建设的进步。

　　关键词：地铁供电系统;运行方式;特点

　　近年来，随着我国社会经济的高速发展及城市人口的不断增多，城市地铁的建设规模正不断扩大。地铁供电系统是城市地铁系统的重要组成部分，其负责为电力机车提供牵引电力及为地铁运营服务提供电能。地铁中处处都需要电能，如车站、车辆段、车辆区间、控制中心以及动力照明等，都离不开电能，因此必须要重视地铁供电系统的建设，确保其具备良好的安全性、可靠性、经济性以及调度方便。而为了更好地建设地铁供电系统，首先应当要对地铁供电系统的运行方式及特点进行有效分析。以下笔者就联系实际来谈谈地铁供电系统的运行方式及特点，仅供参考。

　　1 地铁供电系统概述

　　随着我国城市化建设的不断深入以及城市经济发展速度的不断加快，城市中的地铁系统建设也越来越完善。地铁是我国城市交通系统的重要组成部分，对城市居民的交通出行具有十分重要的影响。而地铁供电系统则是地铁系统的重要组成部分，其主要负责为地铁运行提供电能，无论是电力机车还是地铁运营服务的运行，都离不开地铁供电系统的供电。当前随着城市中地铁系统建设规模的不断扩大及运行负荷的不断提高，地铁供电系统的负荷也在与日俱增，在此背景下，必须要进一步加强对地铁供电系统的运行方式的研究，找到更加合适的供电体系，以满足现代地铁的供电需求。地铁供电系统中主要包括内部供电系统和外接电网供电系统两部分，其中地铁以外的外部电网是其电源，而内部供电系统依靠外部电源向地铁内部线路供电。地铁供电系统又包含若干个子系统，它们分别是：内部供电系统供电配电系统、牵引供电系统、电流防护装置、电力监控系统、接地防护系统以及变电系统等。整个地铁沿线均分布着各种地铁供电设备及多个电源，它们负责对地铁中各个部分进行供电。因此，在地铁建设中必须要重视地铁供电系统的建设，通过深入分析其运行方式及特点，不断完善其建设。

　　2 地铁供电系统的基本要求

　　2.1 灵活可靠的运行方式

　　地铁供电系统在运行过程中，必须要具备灵活可靠的运行方式，通过高度准确的操作水准以及多层次的事故后备运行方案，来保证地铁供电系统的安全可靠运行。灵活简洁的调度手段也非常重要，当地铁供电系统发生一些紧急故障时，通过灵活简洁的调度手段可以有效保证系统继续正常运行，或是以亚正常的方式运行，从而尽可能地降低故障的影响，并使检修人员可以在不影响地铁供电系统正常供电的情况下对故障进行检修。

　　2.2 多重可靠的保护系统和监控系统

　　地铁供电系统要求具备多重可靠的保护系统和监控系统，这样当地铁供电系统中的某部分不慎发生突发性永久性故障时，能够及时将故障部分从整个系统中排除或隔离出去，同时在主保护拒动的情况下，快速启动后备保护。另外，利用监控系统还可以方便调度人员对地铁供电系统的运行过程及故障处理过程进行全程把握。

　　2.3 快速有效的应变能力和预防性

　　地铁供电系统还要具备快速有效的应变能力和预防性，尤其是对于地铁供电系统中个别关键部位的设备故障、电缆故障以及接触网故障等，必须要能够进行快速、有效的抢险性检修，这样才能够最大限度地降低损失。其次，还要能够通过准确的预防性诊断来有计划地维修已出现事故隐患的设备，以及通过对磨损期的有效判定来有计划地更换达到临界磨损点的部件，从而尽可能地将事故“扼杀在摇篮中”。

　　3 地铁供电系统的运行方式及特点

　　3.1 集中供电方式及特点

　　集中供电是地铁供电系统的常见运行方式之一，其是指由主变电所构成的供电方案。具体来说，集中供电方式是根据实际用电容量，结合地铁线路长短，沿地铁线路建设地铁专用的主变电所来进行供电。负责向主变电所供电的是发电厂患者区域变电所，一般情况下，主变电所的电压多为 AC110kV，但主变电所会先根据地铁供电系统的实际需求进行降压处理，通常是将电压级降低到 AC35kV 或 AC10kV 后，再向地铁供电系统内部供电。再者，各主变电所还具备两个独立的电源，其电压均为 AC110kV。集中供电方式的特点是方便运营管理，并且由于各牵引变电所、降压变电所等均是由环网电缆供电，因此具备较强的可靠性。目前在我国的上海、深圳及广州等重要城市的地铁供电系统中，多是采用的这种供电方式。

　　3.2 分散供电方式及特点

　　分散供电也是一种比较常见的地铁供电系统运行方式，其是指的直接从城市电网对地铁沿线引入多路电源，并由区域变电所对地铁牵引变电所、降压变电所等直接进行供电。一般情况下，分散供电方式的电压多为 AC110kV，这是因为近年来我国的各大城市在电网建设中逐渐取消了 AC35kV 电压级，或是对 AC35kV 的电压级进行了改造，所以很难在 10-30km 范围内引入多路 AC35kV 电压级的电源。另外，在分散供电方式下，无论是每座牵引变电所，还是降压变电所，都必须要具备双路电源。

　　3.3 混合供电方式及特点

　　混合供电方式顾名思义是指集中供电方式和分散供电方式两者的结合，但是总的来说还是以集中供电方式为主，而分散供电方式为次。之所以要在部分地段引入城市电网电源，目的是为了补充集中供电方式所顾及不到的地方，从而进一步完善地铁供电系统，提高地铁供电系统的可靠性。目前在我国的北京地铁 1 号线、武汉轨道交通等地铁系统中采用的就是混合供电方式。

　　4 改善地铁供电系统运行的有效措施

　　4.1 遵循三项原则

　　在地铁系统中，一些日常设备系统，诸如电源系统、灯控系统以及空调系统等，均需要依靠地铁供电系统的供电才能够正常运转，并且在不同时段下，不同系统对供电的要求也各不相同。例如在夏天，空调系统对供电的要求要比其他季节高;在晚上，灯控系统对供电的要求要比白天高。所以，在地铁供电系统建设中，应当将实际供电的电源与需要的电源相统一，才能够确保地铁供电系统的安全可靠运行。而为了达到这一目的，需要遵循以下三项原则：(1)安全性原则：在地铁运行过程中，实际的供电指数往往需要达到一定标准，若低于电源标准指标会导致地铁发生负电压作业，若高于电源标准指标则容易引起一些安全事故，所以必须要在标准指标下进行运输，这样才能够确保运行安全;(2)效益性原则：节能是现代的一个重要话题，随着节能理念在各行各业中的运用，地铁供电系统也应当要紧跟时代要求，积极采用各种节能措施，严格遵守节能规定，注重低碳化，提高效益;(3)智能性原则：地铁供电系统中的各类供电设备在应用过程中，都必须要遵从于科学智能型的原则，即通过总开关来对其他开关进行同时控制，这也是地铁系统的未来发展方向之一。

　　4.2 应用智能化设备

　　当今时代，随着科学技术与信息技术的高速发展，地铁系统也正逐年朝向运输智能化方向发展。目前在我国的地铁系统中，已经逐渐开始应用了一系列智能灯控系统及智能办公化系统等，但是空间运输系统却仍然比较单一，已无法满足时代的发展要求。未来，便捷化、舒适化的发展将成为空间运输系统的主要趋势。为了满足这一要求，在地铁供电系统中会逐渐增加各类先进的智能化电气设备，这些设备的特点是：(1)同类型产品不需要重复性使用;(2)节能高效;(3)具备简单化处理的效果。只有积极应用智能化设备，才能够促进地铁系统的进一步完善。

　　5 结束语

　　综上所述，我国的地铁供电系统主要有三种运行方式，分别是：集中供电方式、分散供电方式及混合供电方式。无论哪种运行方式，都需要遵循三点基本要求：灵活可靠的运行方式、多重可靠的保护系统和监控系统、快速有效的应变能力和预防性。而若想进一步改善地铁供电系统的运行，则需要在遵循安全性原则、效益性原则、智能性原则这三项原则的前提下，积极应用智能化设备，大力促进地铁供电系统的智能化发展。——论文作者：左汝杰

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