環網供電技術地鐵供電中的應用

吳昊

摘 要：伴隨著經濟水平的不斷提升以及我國城市化進程的加快，城市的發展速度急速增加，城市中人口的數量也呈現出了幾何式的增長，城市交通日漸擁擠，而地鐵的出現很好的緩解了城市交通擁擠的情況。而環網供電技術的使用是整個地鐵供電系統安全和穩定的保障，更是地鐵正常運行的基礎?；诖耍撐闹饕獙Νh網供電技術地鐵供電中的應用進行了探討。

關鍵詞：地鐵 供電 環網供電技術 應用

中圖分類號：U231+.8；TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0038-01

城市化進程的不斷加快，城市的發展速度的提升，城市中人口的總數越來越多，交通擁堵現象愈加嚴重。而為了更好的解決這一問題，各城市都在大力的開展以地鐵為基點的公共交通事業建設。該文主要就地鐵供電系統中存在的一些關于環網供電技術的應用問題進行一些討論，并提出了一些自己的意見和建議，旨在為地鐵環網供電技術的實際應用提供一些參考。

1 環網供電概述

（1）環網供電的概念。城市的地鐵主干線一般采用環形線路，這種線路是一個連續的配電線路，能夠形成閉合的環形電路，它的起點和終點是在同一組母線上連接的，而為了增加運行過程中的靈活性，往往在每個區段內都會設置各自的斷路器，通常情況下，我們采用分段斷路器將母線分為兩段，再將兩個端口連接在線路保護器的兩端，線路保護器是一種縱差保護電路，這種保護器在線路發生故障時，能夠通過保護器將故障電路從主線路中隔離出來，而不會影響到其他正常部分的電路工作。（2）供電方式。環形電網可以劃分為兩種運行形式，即開環運行和閉環運行，而地鐵中的供電系統主要是以閉環運行來展開的。這樣可以將閉環供電不間斷供電的特性發揮出來。而對于繼電保護裝置來說，由于其在裝置的整定方面存在較大的困難，所以通常采用開環運行。如果嚴格按照規定，對于開環點的選取是要經過一系列的計算和設計之后才能夠確定的，但是在實際的工作過程中，我們是選取環網干線的中間位置來展開開環點的設置，如此一來，開環點就可以很好地將故障點隔離開來，現如今，我們國內的中壓（10～35kV）環形電網都采用的是開環的運行模式。

2 常見的地鐵供電方式

（1）采用集中式的供電方式。由于地鐵線的長度過長，而電容量又受到限制，所以就必須在地鐵站內建立專門的供電站，這一供電站要承擔向地鐵中的中壓環形電網供電的責任。這種供電方式的好處是：供電不容易受到外界因素的影響，具有較高的可靠性；供電站內有專用的載調壓變壓器，能夠為一些專用電路進行供電，供電的質量比較好；進行調度管理時，具有較強的自由度，當具有了優良的調度管理體系之后，地鐵供電站所具有的高效性和可靠性的效能就可以最大的發揮出來；該供電方式的檢修工作相對來說比較簡單，所涉及到的建設工程量比較小，比較容易實現。而缺點在于：投入的資金量比較大，對于整個地鐵站內供電系統的調度統籌要求比較高。（2）采用分散式的供電方式。由于地鐵沿線所引入的城市電網電源比較多，而區域內的變電所對地鐵車站內采用直接降壓的方式來完成供電的供電方式。這種供電方式的優點：投入的資金數量比較少，能夠方便的實現城市電網的同意規劃和管理。而所存在的缺陷就是：正常的供電過程容易受到其他的外界因素影響。由于與城市電網的連接較多，這就加大了城市電網統一規劃和管理的難度，如果出現供電故障則難以獲取較為合適的解決辦法；而整流機在工作的時候會產生大量的告辭諧波，這也會對城市電網的正常運行產生較大的影響。（3）采用混合式供電方式。將集中式和分散式的供電方式進行有效的結合所形成的一種全新的供電方式。其主要有兩種形式：①將集中式和分散式的供電方式進行并聯，然后在整個地鐵環線的供電網中，一部分采用集中式供電，另一部分采用分散式供電；②對地鐵站的中壓環線中主要采用集中供電的辦法進行供電，而將集中供電站變為分散供電站的取電點，從而建立起分散式供電站的完整體系。

3 環網供電技術在地鐵供電系統中的應用

3.1 環網接線

我們常說的“N-1安全原則”是電網在供電過程中必須滿足的一個基本原則，并且在實際工作中我們是通過對電網的接線方式和設備的運行率的調整來完成電網的安全運行的。傳統的電網接線方式是單環網的接線方式，這種方式的供電網絡，一旦出現線路故障，就必須花費大量的時間和經濟，進行人工倒閘、維修，然后才能夠恢復供電，基于此，我們可以發現這種方式的供電手段的穩定性相對來說較差，根本不能滿足現階段鐵路運行的基本需求。而在地鐵供電系統采用了雙環形的供電網絡之后，由于有兩個獨立的平行電源，即便是一個電源出現了問題，也不會影響到另一個備用電源的正常供電，這種采用并聯的方式將兩個電源或者一個電源的不同母線連接起來的接線方法可以很好的保證地鐵供電系統的穩定性。當整個供電系統正常工作時，所有的開關都處于打開的狀態，而當某一路段的供電線路出現問題時，即刻通過開關的轉換，將線路負荷轉移到另外一個供電線路上，以保證地鐵供電系統的正常。由此可見，利用合并開關的方式，將線路的故障控制在某一個封閉的單元內部，而不影響其他路段的正常供電，這種方式可以極大地提升供電的可靠性。這種始終留有備用線路的接線方式可以保證，當工作線路出現問題時，可以采用備用線路完成正常的供電任務，如此一來，將地鐵供電的可靠性提升到了一個全新的層面之上，更提升了線路的綜合利用率。

3.2 地鐵中壓交流環網系統

為了達到調度方便，運行穩定的目的，在設計供電網絡時應當做到以下幾點：（1）線路的連接一定要盡可能的簡單，運行過程要盡量靈活可靠，并具有較高的經濟性；（2）對于供電網絡的線路容量設計時，應當留有一定的容量空間；（3）地鐵供電系統的線路應當按照最高標準來設計，而且要留有備用線路；（4）當電網中的負荷達到了最大值時，必須保證所有的設備能夠正常工作，而當某一條線路發生故障，并且在備用線路承載了最大負荷的情況下，供電系統也要能夠正常工作。一般來說，當牽引變電所出現故障時，由主變電所來完成整個電網的供電任務，同樣的，當主供電所出現故障時，有牽引變電站完成供電。而如果牽引變電所或者主變電所同時發生故障，也要保證地鐵供電系統的正常供電。

4 結語

在整個地鐵環網供電系統中，每一個用電點都有兩路和電源連接，從而形成環形電網，提升了供電的可靠性，有助于改善電壓的超負荷情況，減少電路出現的損失。而當前，必須提升相關產品的制造水準，開發出多種產品，在設計中留有較大的改造余地，從而促進整個環網技術在地鐵供電系統中的發展和普及應用。

參考文獻

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