楊義文

（南京耀華水電安裝有限公司 江蘇 南京 210000）

地鐵高壓供電系統(tǒng)方式與對比研究

楊義文

（南京耀華水電安裝有限公司 江蘇 南京 210000）

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)了城市軌道交通水平的提高，作為一種快速、方便的出行方式，逐漸受到人們的青睞。在城市的交通發(fā)展規(guī)劃中，污染小、耗能低的城市軌道交通所占地位越來越高。為使城市軌道交通能夠擁有更高的安全性能、更可靠的穩(wěn)定性，需要對地鐵高壓的供電方式進(jìn)行分析，同時進(jìn)行對比研究。

地鐵；高壓供電系統(tǒng)；分析；對比；思考

1　城市地鐵供電系統(tǒng)的主要組成部分

城市電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電壓等級的轉(zhuǎn)換，因此，地鐵在運(yùn)行中才能夠與其實(shí)際需要相符合的電力資源。一般來講，城市地鐵的供電系統(tǒng)主要由五個部分組成，分別是：電力監(jiān)控系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、主變電所、照明以及風(fēng)水電機(jī)的供電系統(tǒng)、外部電源。上述系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際需要分別產(chǎn)生不同的功能。需要注意的是，城市地鐵的內(nèi)部供電系統(tǒng)由牽引供電系統(tǒng)以及照明以及風(fēng)水電機(jī)的供電系統(tǒng)組成。利用主變電所將城市的交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為低壓直流電，從而符合地鐵實(shí)際運(yùn)行時的電力需要。地鐵上都安裝有受流器，此設(shè)備通過與接觸網(wǎng)進(jìn)行連接，從而獲得相應(yīng)的電能，以此作為驅(qū)動力。

2　關(guān)于城市地鐵高壓供電系統(tǒng)的方式分析

2.1集中供電

在進(jìn)行集中供電之前，應(yīng)該對線路的長短以及相應(yīng)的用電量進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，同時，以地鐵的線路方向作為依據(jù)。根據(jù)計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行主變電所的建設(shè)。在主變電所中，應(yīng)該分別設(shè)置兩條電源線路，電壓為110kV，此兩條線路必須相互獨(dú)立。當(dāng)?shù)罔F運(yùn)行時，通過主變電所的電壓轉(zhuǎn)換，地鐵的內(nèi)部供電達(dá)到的等級電壓為35kV，也可以是10kV。

中壓網(wǎng)絡(luò)作為集中式供電的重要組成部分，影響電壓等級的因素也是非常多的，主要包括用電量、供電距離以及城市電網(wǎng)的布局等等。因此，在進(jìn)行中壓網(wǎng)絡(luò)的電壓確定時，需綜合考慮各種問題。由于集中式供電有利于城市地鐵供電系統(tǒng)的有效管理，因此，眾多城市都選擇了集中供電的供電方式，使地鐵的內(nèi)部供電更趨穩(wěn)定（圖1為地鐵供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）。

圖1　地鐵供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2分散供電

分散供電對于城市電網(wǎng)的要求非常高，因此才能夠使得地鐵獲得穩(wěn)定的電源。分散供電的主要特點(diǎn)之一是并沒有建立主變電所，城市電網(wǎng)將電壓輸送至鐵路沿線的牽引變電所以及降壓變電所中。分散式供電使得地鐵運(yùn)行中的中亞網(wǎng)絡(luò)與城市電網(wǎng)的等級是一致的。使用分散式供電方式可以進(jìn)行電源開關(guān)所的設(shè)置。同樣，在進(jìn)行分散式供電時，對于牽引變電所以及降壓變電所而言，其供電時必須具備兩條獨(dú)立的電源線（圖2為分時供電智能型配電屏原理圖）。

2.3混合供電方式

根據(jù)城市電網(wǎng)的發(fā)展程度，選擇地鐵的供電系統(tǒng)的供電方式，混合式供電在眾多地方得到應(yīng)用。但是，其中占據(jù)主導(dǎo)地位的還是集中供電，分散供電只起到輔助作用。

圖2　“分時供電”智能型配電屏原理圖

3　關(guān)于城市地鐵高壓供電系統(tǒng)的對比分析

3.1關(guān)于集中供電方式的分析

集中供電的劣勢在于建設(shè)過程中，前期資金投入非常大，需要對集中供電的預(yù)算進(jìn)行綜合考慮。但是，集中供電的優(yōu)勢也是非常明顯的，最主要的在于能夠?qū)Φ罔F的供電進(jìn)行統(tǒng)一的管理，因此能夠有效降低故障率，從而獲得穩(wěn)定的電源。同時，集中供電的有利于后期的維護(hù)工作，有利于保障工作人員的安全。另外，集中供電能夠有效抑制諧波，計(jì)算相關(guān)費(fèi)用時也非常簡單。

3.2關(guān)于集中分散式供電的分析

分散式供電前期的資金投入是比較小的，也有利于統(tǒng)一的管理。但是，和集中供電相比，分散式供電穩(wěn)定性能極差，故障率高發(fā)。同時，由于存在著大量的接口，也降低了轉(zhuǎn)化電壓的效率。同時，在進(jìn)行牽引變電時，高次諧波將會進(jìn)入到電網(wǎng)中，從而對其他用戶的使用產(chǎn)生了巨大的干擾。

3.3混合式供電

混合式供電作為集中供電與分散式供電的結(jié)合，針對不同城市，可以采用不用的方法。因此混合式供電具備兩種供電方式的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。但是，混合式供電的另一個優(yōu)點(diǎn)選擇方式的靈活性上。針對城市電力資源相對匱乏的城市來說，就可以選擇分散式供電，反之則亦然。

4　結(jié)語

地鐵運(yùn)行的復(fù)雜性，使得對供電方式有著很高的技術(shù)要求。因此在進(jìn)行供電方式的選擇時，應(yīng)該結(jié)合城市的實(shí)際情況，對供電方式進(jìn)行綜合權(quán)衡后進(jìn)行投資建設(shè)。

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2015-4-18