地鐵供電系統(tǒng)的供電方式及其選擇

張多嬌 徐洪 呂辛

摘 ?要：伴隨著城市化進(jìn)程的日益加快與人們生活水平不斷提升，而地鐵的出現(xiàn)給生活帶來更多便捷。同時(shí)也推動(dòng)地鐵工程項(xiàng)目建設(shè)數(shù)量在不斷的增多，規(guī)模在不斷的擴(kuò)大，是緩解現(xiàn)階段交通壓力的有效舉措。城市軌道交通建設(shè)通常在許多大城市較為盛行，由于地鐵工程建設(shè)關(guān)乎到城市居民出行的方便性，所以地鐵工程建設(shè)得到了人們的高度關(guān)注。供電系統(tǒng)供電方式是地鐵系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要關(guān)鍵。對(duì)地鐵供電系統(tǒng)、供電方式進(jìn)行了深入的分析，并提出了相關(guān)的選擇策略。

關(guān)鍵詞：地鐵;供電系統(tǒng);供電方式;選擇分析

引言

目前，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，加快了中心城市的建設(shè)進(jìn)度，表現(xiàn)出城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大以及人口數(shù)量的急劇增多。隨著人們生活水平逐步提高，汽車保有量越來越大，使得城市交通擁堵程度越來越嚴(yán)重。因此，各中心城市加大了地鐵工程建設(shè)力度，充分發(fā)揮地鐵工程載客量大、快速準(zhǔn)時(shí)、占地面積較小等優(yōu)點(diǎn)，有效緩解城市交通擁堵程度，方便了人們的出行。

1概述

1.1城市地鐵電力系統(tǒng)組成

廣義上，按照電力來源進(jìn)行劃分，地鐵供電系統(tǒng)可以分為兩個(gè)部分，一是城市電網(wǎng)供電，主要供電方案有35kV（33kV）的集中供電和10kV的分散供電，牽引供電制式有DC1500接觸軌、DC750V接觸軌等制式;二是地鐵內(nèi)部供電，這也就是狹義的供電系統(tǒng)。地鐵的內(nèi)部供電系統(tǒng)主要由牽引供電系統(tǒng)、供電配電系統(tǒng)、雜散電流防護(hù)系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、接地防護(hù)系統(tǒng)和主變電所幾個(gè)部分組成。如上文所提到的，地鐵內(nèi)部供電系統(tǒng)主要維持兩部分系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，即動(dòng)力牽引系統(tǒng)和照明通風(fēng)、自控車門、安檢消防等輔助系統(tǒng)。本文采用的是狹義定義，即主要探討內(nèi)部電力系統(tǒng)的維護(hù)方法。

1.2供電系統(tǒng)的分類

從用電性質(zhì)角度來看，可以將供電系統(tǒng)分成兩個(gè)部分：即：動(dòng)力照明供電系統(tǒng)和牽引供電系統(tǒng)這兩部分。對(duì)于其中的動(dòng)力照明供電系統(tǒng)來說，由動(dòng)力照明配電系統(tǒng)和降壓變電所兩部分所組成。而牽引供電系統(tǒng)則又可以分為牽引網(wǎng)和牽引變電所。其中的動(dòng)力照明供電系統(tǒng)主要包括：配電設(shè)備、降壓變電所以及用電設(shè)備和低壓母線排等;而牽引供電系統(tǒng)則主要包括電力監(jiān)控、主變電所以及供電纜網(wǎng)和牽引變電所等部分組成，以此牽引地鐵正常運(yùn)行。一般情況下，城市軌道交通供電系統(tǒng)主要由三個(gè)部分所構(gòu)成，即降壓變電所、牽引變電所和主變電所。其中的主變電所主要由主變壓器、環(huán)網(wǎng)電纜以及主變電所的二次設(shè)備和110kVGIS組合電器這四部分組成。在進(jìn)行地鐵軌道系統(tǒng)建設(shè)過程中，要做到“統(tǒng)籌兼顧”，每個(gè)組成部分的工程建設(shè)都要做好，只有這樣才能更好地保證地鐵設(shè)備的安全運(yùn)行。

2地鐵供電方式選擇依據(jù)

2.1供電質(zhì)量

根據(jù)供電質(zhì)量對(duì)不同供電方式進(jìn)行分析，集中供電方式的電力是直接來自電廠的高壓電，在輸送過程中能夠有效防止其他因素對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響。電力的損耗比較大，在運(yùn)行過程中，主變電所對(duì)電壓的穩(wěn)定性也比較強(qiáng)。因此，集中供電方式的供電質(zhì)量相對(duì)較高。而分散供電方式獲取的電力主要是來自城市用電因?yàn)槠漭斔途嚯x比較短，所以其電力損耗相對(duì)較小，但是由于是從城市供電系統(tǒng)中接入的，其主要弊端就是電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性比較差。這在一定程度上會(huì)影響地鐵工作供電質(zhì)量。因此，如果采取分散式供電方式，必須采取有效措施，對(duì)分散式供電方式的電壓波動(dòng)進(jìn)行有效限制，才能夠保證分散式供電的穩(wěn)定性和可靠性，確保供電質(zhì)量。

2.2供電可靠性

供電可靠性是保證地鐵系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要關(guān)鍵，在供電可靠性角度對(duì)供電方式選擇，集中供電方式效果更佳，在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)生故障概率極低，主要是由于所采用的電壓等級(jí)較高，防護(hù)措施相對(duì)較為完善，抗干擾能力較強(qiáng)，集中供電方式的應(yīng)用優(yōu)勢主要是統(tǒng)一管理和控制，設(shè)備維護(hù)更加便捷，穩(wěn)定性強(qiáng)故障發(fā)生率低，線路鋪設(shè)長度相對(duì)較短，這主要是因?yàn)樽儔浩骱蛢?nèi)部供電系統(tǒng)電源通常處于集中分布狀態(tài);分散工作方式往往需要進(jìn)行多個(gè)區(qū)域變電所的建設(shè)，在實(shí)際應(yīng)用過程中常常會(huì)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(duì)較低。

3地鐵供電方式概述

3.1集中供電

在地鐵系統(tǒng)中，選擇集中供電方式主要是根據(jù)地鐵在實(shí)際運(yùn)行過程中的用電電壓需求以及電量需求在地鐵的沿線地區(qū)建立專門的供電一體運(yùn)行使用的主變電站。利用主變電站的變電操作，將城市用電電壓轉(zhuǎn)換成地鐵運(yùn)行需求的電壓等級(jí)，為地鐵提供集中的電力供應(yīng)。集中供電方式用在地鐵供電系統(tǒng)中最大的優(yōu)勢是方便對(duì)地鐵供電需求進(jìn)行有效的運(yùn)營管理，并且可以保證地鐵供電系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和可靠性。

3.2分散供電方式及其選擇

這種方式主要是通過對(duì)相關(guān)區(qū)域變電所進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，最終完成全部地鐵站的電力供應(yīng)工作。分散供電方式同樣需要對(duì)雙路電源的設(shè)置，通常需要將其設(shè)置在每處區(qū)域變電所，這主要是為了避免不必要意外狀況發(fā)生。分散供電方式在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)城市供電網(wǎng)絡(luò)的有效使用，因此整體維護(hù)和建設(shè)成本相對(duì)較低，但是采用這種方式極可能發(fā)生電網(wǎng)側(cè)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(hù)方面還存在著一定的難度。

3.3混合式供電

在地鐵供電系統(tǒng)選擇混合供電方式時(shí)，要充分考慮到混合供電方式的優(yōu)勢以及劣勢。混合供電方式指的是將集中供電方式以及分散供電方式進(jìn)行集中整合應(yīng)用的供電方式。混合式供電方式的最大優(yōu)勢是可以彌補(bǔ)集中供電方式以及分散供電方式在應(yīng)用過程中各自存在的缺陷。但是對(duì)混合供電方式進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中，其應(yīng)用準(zhǔn)備工作難度比較大，并且在實(shí)際控制過程中，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)控，在這一過程中操作難度也比較大。因此，混合供電方式在當(dāng)前的地鐵供電系統(tǒng)中的應(yīng)用并不是很廣泛。

4城市地鐵供電施工過程的管控與供電維護(hù)策略

4.1加強(qiáng)對(duì)施工過程的管控

（1）加強(qiáng)工期進(jìn)度管理以工期節(jié)點(diǎn)促施工進(jìn)度，以施工進(jìn)度保工期節(jié)點(diǎn)。工期節(jié)點(diǎn)分級(jí)管控，施工進(jìn)度分階段管控，落實(shí)進(jìn)度預(yù)警管控機(jī)制。根據(jù)預(yù)警等級(jí)及時(shí)調(diào)整施工組織，采取應(yīng)對(duì)措施。（2）加強(qiáng)施工接口及工序交接管理。因地鐵施工專業(yè)劃分比較多，預(yù)留預(yù)埋復(fù)雜，地鐵供電系統(tǒng)與之對(duì)應(yīng)的施工接口是點(diǎn)多面廣且線長，施工前做好圖紙核對(duì)工作，過程中做好施工配合工作，同時(shí)做好檢查檢驗(yàn)工作，確保施工接口滿足施工需求。在各專業(yè)工序交接的時(shí)候，要堅(jiān)持工序交接標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)不到交接條件的不能移交受，更不能把問題留待后續(xù)工序施工中去解決。

4.2優(yōu)化供電系統(tǒng)環(huán)境

地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境對(duì)設(shè)備的工作效率和使用壽命有著重要影響，過往的許多事故教訓(xùn)告訴我們，供電系統(tǒng)的多數(shù)故障都與惡劣的運(yùn)行環(huán)境有關(guān)。因此，供電系統(tǒng)維護(hù)人員要重視日常的供電設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)，要著重做好環(huán)境的清理工作。以最常采用的接觸軌供電為例，其與受流面的相接處易出現(xiàn)故障，要保證接觸面無異物，受損嚴(yán)重時(shí)要及時(shí)更換。其次，保持周邊具有良好通風(fēng)、干燥環(huán)境，定期清理灰塵。

結(jié)語

地鐵工程項(xiàng)目的建設(shè)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(yīng)用優(yōu)勢和弊端，總體而言，集中供電方式效果更佳，應(yīng)充分結(jié)合地鐵工程項(xiàng)目實(shí)際情況對(duì)供電方式進(jìn)行科學(xué)選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]張恩建.地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)方案分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，2714：75-76.

[2]張亮.地鐵供電系統(tǒng)的供電方式及其選擇探析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（18）：25-26.