地鐵供電系統的供電方式及其選擇的分析

徐景遠，張 皓

(中交二公局電務工程有限公司，陜西 西安 710000)

0 引 文

電力供應是推動地鐵系統運行的重要關鍵，而且地鐵工程通常具有污染性低、效率高的特點。我國所擁有的車輛數目在不斷增多，交通壓力在不斷增多，在這種背景下地鐵工程的建設有效緩解了交通壓力，滿足城市交通發展需求。為保證地鐵系統運行穩定性，則需要保證地鐵供電的穩定性和可靠性，地鐵供電方式通常有三種，分別為集中供電方式、分散供電方式和混合供電方式，在實際實施過程中要充分結合工程需求對其進行科學選擇和應用。

1 地鐵的供電系統

交通系統是城市系統中的重要組成部分，關乎到城市經濟發展以及國民經濟水平的提升，然而，城市居民數量在不斷增長，而且生活節奏在不斷的加快，這在一定程度上促使地鐵負荷在不斷加大，只有保證供電系統的效率和穩定性，才可能保證地鐵系統能夠穩定運行，由此可見，地鐵供電系統的選擇和應用非常關鍵。在這種背景下，我國應不斷加強對地鐵供電方式的研究力度，探尋最佳的供電體系。地鐵供電系統通常具有一定的復雜性，其電源主要是外部電網，從而實現供電系統對穩定供電，維持地鐵系統穩定運行。地鐵供電系統通常具有一定的復雜性，由多個部分構成，例如照明系統、雜散電流防護系統、牽引供電系統、電力監控系統、照明供電系統等，而且還包括許多重要的用電設備，例如電梯、空調等。為能夠實現地鐵中所有用電設備能夠正常運行，那么則需要在整個地鐵沿線對相關的供電設備進行科學合理的布置，為保證供電效率和供電穩定性，還需要對備用電源進行有效設置，例如雙路電源的使用。如果在地鐵系統運行過程中發生了突然斷電可能給民營企業造成嚴重經濟損失，在地鐵供電系統中所采用的內部電源線路相對較為復雜，通常都是來自不同輸電系統和變電站，有效避免了意外斷電現象發生。由于，地鐵工程沿線距離較長，往往會使用到大量的電纜，地鐵工程項目整體的運營成本和建設成本相對較高，在地鐵建設時可以將站點設置在供電站附近，這樣能夠有效減少電纜等其他輸電材料的使用，從而降低整體成本。

2 地鐵供電方式分類和選擇

2.1 地鐵供電方式綜述

地鐵供電系統相對較為復雜，通常分為內部供電和外部供電兩種類型，其中，外部供電包括三種，分別為分散供電、集中供電、混合供電，每一種供電方式在使用時都有一定的優勢和弊端，應綜合地鐵工程項目的整體情況，對其進行科學的選擇和應用，最終實現利益最大化。地鐵內部供電主要包括第三軌供電、接觸網供電，雖然是內部供電方式，但是在選擇應用時卻會影響外部供電方式選擇，每一種供電方式都有著獨自的應用優勢和弊端，應具體情況具體分析。

2.2 集中供電方式及其選擇

所謂的集中供電方式通常所指的是在地鐵線路沿線合理位置設置變電場所，這種變電場所主要適用于且系統供電，通過對接入的高壓電進行有效的處理供地鐵系統運行使用，通常需要將其變壓為35 KV和10 KV，在滿足電壓等級后可將其直接應用于地鐵線路供電。集中供電方式主要是通過變電所的建設完成地鐵系統供電，這種供電方式不需要設置附屬變壓器，但是對主變壓器要求非常嚴格苛刻。集中供電方式的應用優勢主要是統一管理和控制，設備維護更加便捷，穩定性強，抗干擾能力強，故障發生率低，線路鋪設長度相對較短，這主要是因為變壓器和內部供電系統電源通常處于集中分布狀態，但是，集中供電方式應用缺點主要是造價成本高。

2.3 分散供電方式及其選擇

這種方式主要是通過對相關區域變電所進行科學合理的設置，最終完成全部地鐵站的電力供應工作。分散供電方式(如圖1所示)同樣需要對雙路電源的設置，通常需要將其設置在每處區域變電所，這主要是為了避免不必要意外狀況發生。分散供電方式在實際應用過程中能夠實現對城市供電網絡的有效使用，因此整體維護和建設成本相對較低，但是采用這種方式極可能發生電網側的干擾問題，采用分散供電方式通常包括許多的接入口，在管理、控制和維護方面還存在著一定的難度。

圖1 分散供電方式

2.4 混合供電方式及其選擇

與集中供電方式和分散供電方式相比，混合供電方式復雜程度相對較高，主要是通過對這兩種供電方式的融合應用，但在混合供電方式應用時最主要應用的是集中供電，其次為分散供電，其中分散供電方式主要發揮著輔助供電的作用。混合供電方式有著良好的應用優勢，通過對以上兩種供電方式的融合應用，有效保留了這兩種供電方式的應用優點，但是，混合式供電方式更為復雜，建設、執行和管理難度非常高，因此這種供電方式在地鐵供電系統中應用程度較低。

2.5 內部供電方式

地鐵系統內部供電方式主要包括兩種，分別為接觸網送電和第三軌供電，首先，接觸網供電主要包括柔性接觸網和剛性接觸網供電，現階段接觸網供電方式在地鐵供電系統中應用程度較高；第三軌供電主要包括上、中、側接觸式供電。通過相關的調查研究發現，這兩種內部供電方式中接觸網供電應用效果更佳，并且具有較高的安全性，在軌道交通中被廣泛推廣應用，第三軌供電方式通常所消耗的成本相對較低。在地鐵供電系統供電方式選擇的過程中應綜合地鐵工程供電系統整體情況，從建設、維護、管理、成本等多方面入手，對其進行科學。

3 供電方式選擇策略

3.1 供電質量

在供電質量方面對供電方式選擇進行分析，由于在城市地鐵系統中往往采用的是集中供電和分散供電方式，這兩種供電方式相比，在供電質量方面集中供電方式應用效果更佳，這主要是由于集中供電方式所建設的變電所往往都是超過220 KV等級，分散供電方式主要采用10 KV等級中壓電源，供電質量差，另外，集中供電方式無論是在管理還是控制方面都要優于分散供電方式。

3.2 供電可靠性

供電可靠性是保證地鐵系統穩定運行的重要關鍵，在供電可靠性角度對供電方式選擇，集中供電方式效果更佳，在實際應用過程中發生故障概率極低，主要是由于所采用的電壓等級較高，防護措施相對較為完善，抗干擾能力較強，集中供電方式的應用優勢主要是統一管理和控制，設備維護更加便捷，穩定性強故障發生率低，線路鋪設長度相對較短，這主要是因為變壓器和內部供電系統電源通常處于集中分布狀態；分散工作方式往往需要進行多個區域變電所的建設，在實際應用過程中常常會受到多種因素的不良干擾，與集中供電方式相比分散供電方式供電可靠性相對較低。

4 結束語

地鐵工程項目的建設在一定程度上有效緩解了城市交通壓力，地鐵供電方式主要包括三種，分別為集中供電、分散供電和混合供電，這三種供電方式通常具有不同的應用優勢和弊端，總體而言，集中供電方式效果更佳，應充分結合地鐵工程項目實際情況對供電方式進行科學選擇。