地鐵供電系統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，因此建設好地鐵系統是市政建設的重要任務之一。地鐵系統建設中供電系統的建設是非常重要的一環，因為地鐵系統的運行主要依賴于地鐵供電系統。地鐵供電系統是為地鐵運行提供電能的系統，其主要包括內部供電系統和外接電網供電系統兩部分。文章主要針對地鐵供電系統的運行方式及特點進行了分析，希望有助于促進其建設的進步。

關鍵詞：地鐵供電系統；運行方式；特點

中圖分類號：U231 文獻標志碼：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，隨著我國社會經濟的高速發展及城市人口的不斷增多，城市地鐵的建設規模正不斷擴大。地鐵供電系統是城市地鐵系統的重要組成部分，其負責為電力機車提供牽引電力及為地鐵運營服務提供電能。地鐵中處處都需要電能，如車站、車輛段、車輛區間、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的建設，確保其具備良好的安全性、可靠性、經濟性以及調度方便。而為了更好地建設地鐵供電系統，首先應當要對地鐵供電系統的運行方式及特點進行有效分析。以下筆者就聯系實際來談談地鐵供電系統的運行方式及特點，僅供參考。

1 地鐵供電系統概述

隨著我國城市化建設的不斷深入以及城市經濟發展速度的不斷加快，城市中的地鐵系統建設也越來越完善。地鐵是我國城市交通系統的重要組成部分，對城市居民的交通出行具有十分重要的影響。而地鐵供電系統則是地鐵系統的重要組成部分，其主要負責為地鐵運行提供電能，無論是電力機車還是地鐵運營服務的運行，都離不開地鐵供電系統的供電。當前隨著城市中地鐵系統建設規模的不斷擴大及運行負荷的不斷提高，地鐵供電系統的負荷也在與日俱增，在此背景下，必須要進一步加強對地鐵供電系統的運行方式的研究，找到更加合適的供電體系，以滿足現代地鐵的供電需求。地鐵供電系統中主要包括內部供電系統和外接電網供電系統兩部分，其中地鐵以外的外部電網是其電源，而內部供電系統依靠外部電源向地鐵內部線路供電。地鐵供電系統又包含若干個子系統，它們分別是：內部供電系統供電配電系統、牽引供電系統、電流防護裝置、電力監控系統、接地防護系統以及變電系統等。整個地鐵沿線均分布著各種地鐵供電設備及多個電源，它們負責對地鐵中各個部分進行供電。因此，在地鐵建設中必須要重視地鐵供電系統的建設，通過深入分析其運行方式及特點，不斷完善其建設。

2 地鐵供電系統的基本要求

2.1 靈活可靠的運行方式

地鐵供電系統在運行過程中，必須要具備靈活可靠的運行方式，通過高度準確的操作水準以及多層次的事故后備運行方案，來保證地鐵供電系統的安全可靠運行。靈活簡潔的調度手段也非常重要，當地鐵供電系統發生一些緊急故障時，通過靈活簡潔的調度手段可以有效保證系統繼續正常運行，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和監控系統

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

2.3 快速有效的應變能力和預防性

地鐵供電系統還要具備快速有效的應變能力和預防性，尤其是對于地鐵供電系統中個別關鍵部位的設備故障、電纜故障以及接觸網故障等，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，還要能夠通過準確的預防性診斷來有計劃地維修已出現事故隱患的設備，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的常見運行方式之一，其是指由主變電所構成的供電方案。具體來說，集中供電方式是根據實際用電容量，結合地鐵線路長短，沿地鐵線路建設地鐵專用的主變電所來進行供電。負責向主變電所供電的是發電廠患者區域變電所，一般情況下，主變電所的電壓多為AC110kV，但主變電所會先根據地鐵供電系統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，再向地鐵供電系統內部供電。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網電纜供電，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運行方式，其是指的直接從城市電網對地鐵沿線引入多路電源，并由區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建設中逐漸取消了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，提高地鐵供電系統的可靠性。目前在我國的北京地鐵1號線、武漢軌道交通等地鐵系統中采用的就是混合供電方式。

4 改善地鐵供電系統運行的有效措施

4.1 遵循三項原則

在地鐵系統中，一些日常設備系統，諸如電源系統、燈控系統以及空調系統等，均需要依靠地鐵供電系統的供電才能夠正常運轉，并且在不同時段下，不同系統對供電的要求也各不相同。例如在夏天，空調系統對供電的要求要比其他季節高；在晚上，燈控系統對供電的要求要比白天高。所以，在地鐵供電系統建設中，應當將實際供電的電源與需要的電源相統一，才能夠確保地鐵供電系統的安全可靠運行。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，實際的供電指數往往需要達到一定標準，若低于電源標準指標會導致地鐵發生負電壓作業，若高于電源標準指標則容易引起一些安全事故，所以必須要在標準指標下進行運輸，這樣才能夠確保運行安全；（2）效益性原則：節能是現代的一個重要話題，隨著節能理念在各行各業中的運用，地鐵供電系統也應當要緊跟時代要求，積極采用各種節能措施，嚴格遵守節能規定，注重低碳化，提高效益；（3）智能性原則：地鐵供電系統中的各類供電設備在應用過程中，都必須要遵從于科學智能型的原則，即通過總開關來對其他開關進行同時控制，這也是地鐵系統的未來發展方向之一。

4.2 應用智能化設備

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

（2）節能高效；（3）具備簡單化處理的效果。只有積極應用智能化設備，才能夠促進地鐵系統的進一步完善。

5 結束語

綜上所述，我國的地鐵供電系統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和監控系統、快速有效的應變能力和預防性。而若想進一步改善地鐵供電系統的運行，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，積極應用智能化設備，大力促進地鐵供電系統的智能化發展。

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