淺談城市軌道交通供電系統的設計與運用

陳宇星

摘 要： 現階段，我國城市軌道交通事業正處于高速發展時期，相關配套系統也在逐步建設完善。其中供電系統的建設效果將直接關系到列車能否安全運行，因此加強對供電系統的研究是非常必要的。本文將對城市軌道交通變電所和供電方式加以探析，并闡述城市軌道交通供電系統的設計與運用了路徑，以期能夠充分發揮供電系統設備功能，確保城市軌道交通供電系統的穩定運行，從而為列車的安全運行奠定堅實的基礎。

關鍵詞： 城市軌道交通;供電系統;設備;運用路徑

城市軌道交通供電系統的組成結構相對復雜，供電方式也比較多樣化，供電系統設備的應用更是要把握一些關鍵點，這些都給供電系統的維護管理工作增加了難度，需要相關工作人員能夠對以上問題予以明確，才能有的放矢，確保城市軌道交通供電系統充分發揮效用，進而推動城市軌道交通的蓬勃健康發展。

一、城市軌道交通變電所和供電方式概述

（一）城市軌道交通變電所

一般來說，城市軌道交通變電所主要包括有三類，分別是主變電所、牽引變電所和降壓變電所，各類變電所的功能有著明顯的差異：

1.主變電所

主變電所是負責為城市軌道交通提供電力能源的機構。城市電網的電壓為110kV，而城市軌道交通供電系統多采用35kV環網供電。為了保證變電所內設備的穩定運行，主變電所需進行降壓處理，再通過中壓環網供電網絡將來自主變電所的35kV電壓分配給沿線的牽引變電所和降壓變電所。，主變電所可采用內橋接線或者是線路—變壓器接線，具體選擇哪種接線方式要視實際情況而定，還要充分考慮到城市電網規劃要求，唯有如此才能進一步提高主變電所設計的合理性。

2.牽引變電所

目前，國內城市軌道交通列車通常采用750V和1500V兩種直流電源供電，這就意味著從主變電所流出的電壓需要再次進行降壓處理，通過設置牽引變電所可以達成這一目的，但是需要注意的是牽引變電所的位置不但要便于后期的安裝調試，還要與整個供電系統聯結成為一個有機整體，變電所的數量、容量及其在線路上的分布是經過供電計算分析后決定的。牽引降壓變電所在車站內的位置也應設置在站臺層，靠近負荷中心區域，避免因設備吊裝造成不良的后果。

3.降壓變電所

城市軌道交通各個車站通常設置1個降壓變電所和一個跟隨所，若有物業層，則會設置物業層專用的跟隨所。

（二）供電方式

由于城市軌道交通四通八達，已經成為了城市交通的主干線，因此在供電方式的選擇上要格外謹慎，將城市軌道交通供電系統與城市電網進行協同規劃，合理選擇供電系統的供電方式。

1.集中供電方式

在城市軌道交通所經過的線路沿線每隔一定的距離設置一座變電所，從城市電網中引入110kV以上的電壓，而引入的電壓越高，需要設置的變電所數量就會越少。此種供電方式在我國城市軌道交通供電系統中應用廣泛，投資成本較高，可是在調度管理和設備檢修上都相對便利。

2.分散供電方式

分散供電方式只需要設置牽引變電所和降壓變電所，并從城市電網引入35kV或以下的電壓進行供電，引入的電壓是相對獨立的，可以說這種供電方式投入的資金和資源都比較少，經濟效益極為可觀。

3.混合供電方式

集中供電和分散供電的混合應用是一種必然趨勢，融合了這兩種供電方式的優點，根據不同區域的供電系統運行情況來選擇集中供電或者是分散供電方式，應用效果十分顯著。

二、城市軌道交通供電系統的應用

（一）外電源

外電源指的是城市電網，將其接入城市軌道交通供電系統，選擇合適的供電方式，確保城市軌道交通供電系統設備能夠獲得充足的電源電壓，保持安全穩定的運行，這是城市軌道交通供電系統建設的根本目標。

（二）牽引供電系統

牽引供電系統設備的開關通常為六氟化硫斷路器或真空斷路器開關。六氟化硫斷路器開關依靠動靜觸頭間的導體介質被隔絕滅弧，真空斷路器依靠真空中動靜觸頭沒有導體介質自然滅弧。為了防止諧波電流流入城市電網，牽引供電系統要運用12脈波并列運行，組成24脈波的整流器，可以保證供電電流的穩定性，同時也便于運營管理工作的開展。

（三）動力照明系統

城市軌道交通動力照明系統中主要包含了配電變壓器這一設備，該系統為TN-S三相五線制，工作電壓為380V。考慮到城市軌道交通動力照明系統的運行要求，必須要配置兩臺配電變壓器，一臺停止運行后，另一臺要可以給一、二級負荷繼續供電，所以配電變壓器的負載率不得低于60%。這樣設計既可以降低城市軌道交通供電系統的投資和運行成本，還能夠避免城市軌道交通運行過程中有可能出現的測量精度誤差、CT變比選擇等問題。

（四）雜散電流腐蝕防護

雜散電流是指走行軌泄漏到城市軌道沿線地面的電流，會對建筑工程鋼筋、地下金屬管線造成電化學腐蝕，給城市軌道交通列車的運行埋下巨大的安全隱患。因此，城市軌道交通普遍建立了雜散電流的腐蝕防護系統，始終貫徹預防為主，以排為輔，加強監測的防護原則。

三、結語

我國城市軌道交通供電系統經過了漫長時間的研究和應用，相關技術和設備已經得到了不斷的完善，在大量的應用實踐中總結了寶貴的經驗，使得城市軌道交通供電系統的設計更加趨于科學化與合理化，給供電系統設備提供了充足的電源，保障了設備的穩定運行，這為城市軌道交通事業的發展注入了源源不斷的生機和活力。

參考文獻：

[1]楊會勝.城市軌道交通供電系統的設計及應用[J].工程建設與設計，2017（04）.

[2]王靜耀.淺析城市軌道交通供電系統的供電方式[J].中小企業管理與科技下旬刊，2016（09）.