城際軌道交通交流牽引供電系統(tǒng)及其關鍵技術

仉振春

（身份證號：1311211972****3418）

交流牽引系統(tǒng)已被世界各國公認為近代最優(yōu)越的牽引調(diào)速系統(tǒng)，交流牽引也是今后世界各國軌道交通發(fā)展的總趨勢，因此，掌握和提升交流牽引供電系統(tǒng)的關鍵技術是十分重要的。本文介紹了城際軌道交通中交流牽引供電系統(tǒng)的關鍵技術。

一、城際軌道交通牽引供電系統(tǒng)

軌道交通牽引供電系統(tǒng)分為交流牽引供電與直流牽引供電這兩種形式。牽引供電系統(tǒng)就是為交通路線上的地鐵、輕軌、電力機車、城際動車組的供電，通過牽引網(wǎng)絡進行電流的輸送。隨著社會的發(fā)展，軌道交通供電系統(tǒng)直接影響著廣大市民的交通出行安全，國內(nèi)外的專家學者都在廣泛關注項目建設安全問題。

二、牽引網(wǎng)供電方式

目前，我國的牽引網(wǎng)供電技術主要經(jīng)歷了三個時代，從最初的直接供電方式，發(fā)展成吸流變壓器－回流線供電方式，最后到現(xiàn)在的帶回流線的直供方式和自耦變壓器供電方式。整個發(fā)展過程就是對變壓器的供電能力的不斷提升，還有不斷降低對通信線路的影響。早期我國的鐵路電氣化采用的是直接供電，采取接觸網(wǎng)和軌－地直接構(gòu)成回路，這樣方式的結(jié)構(gòu)簡單，建設投入較少，后期的維護比較便宜，適合當時我國的鐵路發(fā)展。但是隨著目前經(jīng)濟的增長不斷加快，這種直接供電方式的缺點暴露了出來，在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)對通信線路的干擾非常大。當時為了減少對通信線路的干擾，研發(fā)出一種吸流變壓器－回流線供電方式，簡稱BT供電方式。BT供電方式是在建設牽引供電網(wǎng)時裝設1：1的吸流變壓器，通過回流線將電流回收到變電站，減少了對周圍通信線路的干擾。但是這樣會增加牽引供電網(wǎng)的阻抗，致使牽引網(wǎng)的供電距離變短，造價上升，并且容易出現(xiàn)火花間隙，這些問題都影響著BT供電方式的發(fā)展應用。牽引供電網(wǎng)的建設者們通過總結(jié)以上兩種方式的缺點，根據(jù)我國現(xiàn)階段的軌道交通特點，研究并廣泛使用了帶回流線的直供方式和自耦變壓器供電方式。這兩種供電方式的廣泛應用，解決了牽引網(wǎng)阻抗問題，提升了供電網(wǎng)絡的供電能力，最重要的是減少了對周圍通信線路的影響。這兩種方式中自耦變壓器供電方式具有極強的供電能力，能夠增加供電距離，牽引供電網(wǎng)的能量損失非常小，被廣泛的使用在我國的告訴鐵路的建設上，并且通過改進原有的AT供電方式，研發(fā)出新型的全并聯(lián)AT供電方式，與原有的AT供電方式相比具有更小的電壓損失，供電能力更強。

三、交流牽引供電系統(tǒng)

近些年隨著人們生活水平的提升，對出行的要求也正在加大，各大城市紛紛建構(gòu)了自己的地鐵輕軌系統(tǒng)，隨之而來的是對電網(wǎng)電力系統(tǒng)更高的要求。最初的電網(wǎng)線路搭建主要采用的是直流制，現(xiàn)今時代也只有歐洲一些國家的部分線路仍沿用直流制。自上世紀60年代，世界范圍內(nèi)修建的新線路全部都采用了交流制式。而交流制式的牽引供電系統(tǒng)也為大家展現(xiàn)了諸多優(yōu)點，如：供電效果好、成本較低、電流量大、不存在雜散電流等。但是仍有一些缺點，如：當換相接入小型電網(wǎng)時會產(chǎn)生分相；牽引電流的諧波會產(chǎn)生一定的電磁干擾。

（一）電纜牽引網(wǎng)。如果建設時交流電對接觸網(wǎng)進行供電，能夠采取并聯(lián)的方式，并且搭建備用的供電線路，這樣兩條供電線路都能正常使用，彼此成為備用線路。這樣的交流供電方式比原有的直流供電方式增強了供電的可靠性，提升了供電的總量，減少了功率的損失程度。

（二）牽引網(wǎng)分段供電與保護。交流牽引供電網(wǎng)能夠長距離傳輸，在最初的建設中被廣泛應用。但采用上下行并行線路建設的話，投入的成本會比較高，搭建的設備也會比較復雜，一般采用分段式供電的形式。這樣線路與接觸網(wǎng)的設計既能同時進行，也能分開完成。而為了在建設時方便工人們施工，也會在變壓器處采用統(tǒng)一分段，其他區(qū)間則分開分段。這是為了能夠提升供電線路的可靠性，還能將故障風險降低，進行分段保護。

（三）主變電所供電方案。這種供電方式主要是根據(jù)交通線上的設備數(shù)量與所處位置的不同，采取單線、雙線、多線等不同的方案設計，能夠滿足不同設備的不同需求。

四、結(jié)束語

交流牽引供電系統(tǒng)也有著諸多優(yōu)點，如：供電效果好、成本較低、電流量大、不存在雜散電流等。交流牽引系統(tǒng)正逐漸成為各城際軌道交通的發(fā)展趨勢，因此，其關鍵技術對城際軌道交通有著十分重要的意義。