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地铁供电系统环网供电技术的应用研究徐起阳

发表时间：2020/2/26 来源：《防护工程》2019年19期作者：徐起阳

[导读] 由于当前刚性的接触网，直接影响了整个地铁实际运营过程当中的稳定和安全，必须要确保地铁维持稳定安全的运营状态

徐起阳
        呼和浩特市城市轨道交通建设管理有限责任公司内蒙古呼和浩特 010010
        摘要：由于当前刚性的接触网，直接影响了整个地铁实际运营过程当中的稳定和安全，必须要确保地铁维持稳定安全的运营状态，当前随着城市的发展和进步，整个城市交通拥堵的情况越来越严重，地铁出现缓解了这种情况，同时对地铁供电系统环网供电技术的应用进行研究也是非常有必要的。
        关键词：地铁供电系统；环网供电技术；应用研究


        前言：
        当前阶段的地铁供电系统环网供电技术发展越来越重要，随着当前经济的发展和进步，整个城市的发展建造水平得到了提升，地铁成为了人们常见的出行工具，全国内地已经开通地铁城市高达33个，多个城市的地铁路程还在不断发展，地铁满足国内城市规划建设以及人们便捷化出行各项需求的同时，地铁整体的运营可靠程度也受到了社会各界的关注，地铁在实际运营的过程当中需要依靠地铁供电系统的完善，地铁供电系统的完善为整个提供配电的电力系统服务，环网供电将线路供电系统分成了若干个供电分区，两个主所之间应当设置应急联络断路器进行应急联络，维持地铁供电系统的稳定性。
        1.环网供电技术概述
        1.1概念的界定
        环网供电技术主要通过高压电缆将整个主变电所和变电所进行纵向连接，各个变电所之间通过高压电缆进行横向连接，为了保证实现灵活供电以及确保供电的可靠性连接点通过可正常闭合分段的断路器实现应急情况下的联络，环网供电系统的通常会设置电流保护以及纵差保护，如果某段环网的电缆出现了故障短路情况，主要保护功能的纵差保护就会快速将故障区域分割开来，这样可以保证非故障段可以维持正常的电力供电状态，从而保证供电可靠性以及可持续性。
        1.2供电的方式
        环网运行的方式一般情况分为开环运行和闭环运行，配电系统的内部的继电保护设备在进行整定的过程当中会有一定难度，所以大多数情况都是进行开环运行，对具体的开环点进行计算分析以及确定，实际应用期间一般都会选定接近于环网干线中间的位置，用于故障点有效隔离。现阶段，国内已经投运了10kv-35kv中压配电环网均选为开环运行方式。
        1.3技术应用的原则
        整个地铁供电系统当中的运营可靠性直接关系着电客车能否安全平稳运行，所以供电系统必须要能够遵循安全隔离准则，这样可以确保故障问题的有效解决，也很大程度上避免了供电系统故障问题的发生，地铁供电系统使用环网供电技术确保了将故障问题的有效隔离，地铁的供电系统出现问题后，技术所设置的自动开关就会发挥作用，对整个配电线路起到保护和隔离的作用，避免整条地铁供电线路受到影响，这样系统的故障问题就不会对主干线造成影响。地铁的供电系统需要对供电分区进行划分，环网又可以分为多个子单元，供电子单元的设置保证所有的线路处于互不干扰和互相帮助支撑的状态，保证用电负荷均衡的分配，这样就便于维持电力系统最稳定的运行状态，另外地铁的供电系统将整个区域进行划分，可以帮助技术人员清楚了解哪一区域出现了问题，对线路故障的具体参数信息可以准确捕捉，对有效排除和解决故障问题有很大帮助，这样就保证了不会对地铁的运营产生影响。从环网供电概念界定当中可以充分了解到环网供电技术需要依靠整个地铁营运体系，以变压器为核心，载体为环形的供电网络，来构建环网供电系统，防治因为某一个线路故障导致运营出现问题，环网供电方案的应用可以有效补充单一供电方案的不足，环网供电技术带来的相互连接的保护和供电方式保证了不同线路之间的互补。
        2.环网供电技术的具体应用
        2.1具体应用
        地铁是人们日常出行经常使用的工具之一，为人们的日常出行提供了便利的条件，地铁的发展符合城市总体的发展策略和战略，构成了地铁的各个系统需要以满足正常平稳运营为宗旨，作为直接给地铁提供动力的供电系统更是这样，这就需要供电系统可以独立稳定运行，在整个地铁供电系统当中使用环形供电网络可以有效解决这一问题。环网供电技术在主变电所方面，主变电所的设置需要结合当地的主变电站的位置以及地铁线路负荷中心，结合营运需求科学进行合理设置，根据选择位置进行合理的供电分区设置，为环网供电网络的引入以及环网电缆敷设做好铺垫。在中压网络方面，中压网络是将主变电站和各级牵引以及混合所联系起来的供电网，可以说中压网络是整个供电网络的主要脉络，整个供电系统是否可以安全稳定的运行，中压网络起到了决定性的作用。供配电系统方面，供配电的系统属于环网供电应用的重点部分，可以维持地铁内部电力系统的稳定和安全运行，地铁内部的电力稳定正常的电力供应很大程度依赖供配电系统的正常平稳运行，供配电系统保证了所有的配电系统正常运转，为地铁的正常运营提供了保障。牵引供电系统方面，可以说牵引供电系统是直接参与地铁供电的关键部分，牵引供电系统的能源供给通过环网供电将主变电所以及牵引变电所还有混合变电所进行了关键连接，保证了地铁运营过程中电力的充足和稳定。
        2.2当前地铁环网供电技术的应用形式
        当前地铁环网供电技术功能不同，牵引供电网络就是为牵引变电站供电的环电网络，同样为降压变电站供电的环网网络被称为动力照明供电网络，当前国内城市的轨道交通工程的经常使用的形式主要有牵引动力照明混合网络和牵引动力照明的独立网络，牵引动力照明独立网络可以使用不同的电压，也可以使用相同的电压，牵引网络和动力照明网络之间的直接联系较小，一个网络出现问题后，另一个供电网络不会出现问题，彼此的相互影响较小，牵引动力照明混合网络采用的是同一个电压等级，并且需要通过公用电源电缆同时向牵引变电所和降压变电所提供电能。和集中供电系统相比，牵引网络和动力照明系统采取相互独立的方式进行供电，地铁供电系统一旦出现问题，两者相互的影响较小，牵引动力照明独立网络和动力照明系统可以独立进行，也可以公用一个混合网络，这样的供电模式和分散式的供电网络相比，就是牵引动力照明混合网络这样的供电模式相比，具体的应用情况如图1所示。

        图1：应用情况图
        3.环网供电技术在地铁供电系统当中的应用
        3.1环网接线
        电网供电必须要满足“N-1安全原则”，地铁供电系统的具体技术人员可以通过对地铁内部系统的电网接线方式和设备的运用率来达到标准。使用单环网接线方式出现用电故障时需要长时间的人工维修操作才可以保证供电的恢复和正常运行，这种运转方式的供电稳定性较差，不能够有效满足用户需求，双环网接线方式利用双线双环或者是双线单环的供电方式来提供电源，这种供电负荷方式提供的电源是两个独立的电源，地铁在运行的过程当中使用的是一端的电源，另一端的电源作为备用电源来防治电源出现故障后导致的问题，这种双环双网的结网方式又被称为“手拉手联络”环网，这种接线方式将原本的供电线路的平行树干模式转换成联系密切的但又相互独立的双环双线供电网络，双环双线供电网络使用的是一个联络开关来联系不同的变电站或者是一个变电站的不同母线的两条馈线，当地铁的供电系统正常时，所有的联络开关保持开放状态，当一个区域的供电系统出现故障后，可以将这些联络开关进行合并来故障线路上的负荷转移到相邻的馈线上来继续供电作业，这样的供电方式稳定安全，符合安全准则。多分段多联络接线方式是借助分段开关来将整个地铁的供电系统进行了区域的划分，但是又可以借助联络开关建立不同区域之间的联系，线路出现故障后也可以通过联络开关来将故障限制在一个区域内，不会影响其他分区的供电系统，大大提升了供电的可靠性和稳定性。一般为了最大程度保证供电稳定，还会从许多条环形网当中抽出一条作为空载备用线路，其他的线路负责进行正常输电作业，输电过程当中任何一条线路出现故障，都可以将负载电荷转移到备用线路上来维持输电作业，不会影响故障线路的维修并且保证了对运行过程中地铁的正常供电，这样的供电模式非常可靠，线路利用率非常高，一般用电量较大的城市地铁供电当中使用这样的供电模式较多。
        3.2地铁当中的压交流环网系统
        一般的环网供电系统需要满足经济可靠，接线简单易懂，并且有多种预备方案的要求，供电系统的容量需要按照远期高峰小时进行负荷设计，根据当前路网规划的设计科流出一定的宽裕程度，供电系统按照一级负荷设计，就是平时由两路互相作为备用的独立电源进行供电，这样保证了不间断供电，最大程度保证供电稳定性。电缆的载流量也需要满足最大高峰小时负荷的要求，同时当主变电所正常运行时，环网当中部分电缆出现故障后，可以保证整个城市轨道交通的正常运行。
        4.总结
        环网供电系统的每一用电点都和两路电源连接，形成了环形网络，可以提高供电的可靠性，改善电压质量，减少线路出现故障后的损失，当前技术和研发人员需要对产品的生产质量和效率进行充分解决，保证设计过程当中有多种选择。
        参考文献：
        [1]刘二江.地铁供电系统环网供电技术的应用研究[J].科技创新与应用，2019，（29）：165-166.
        [2]郭志强.地铁供电系统中环网供电技术的应用探讨[J].通讯世界，2014，（10）：58-59.