摘要：随着经济的发展和城市化建设的加快，城市轨道交通能够更好地缓解城市的交通压力，受到了更多的关注，对城市轨道交通牵引供电系统及相关技术进行探究也更加重要。基于此，阐述城市轨道牵引直流供电系统和城市轨道牵引交流供电系统，分析基于接触网、第三轨的供电网络技术和直流、交流供电系统建设时的电力系统保护技术，具有现实的意义。
关键词：城市轨道；交通牵引；供电及电力技术
引言
随着科学技术的进步和经济水平的发展，我国的城市轨道交通得到了明显的提升和推进，对于城市轨道交通来说，供电功能是尤为重要的一个问题。而城市轨道交通牵引供电系统是通过牵引网络进行电流的输送，为地铁、轻轨、电动机车提供电量，从而保证整个交通运输行业工作的稳定性。只有研究清楚城市轨道交通牵引供电的工作流程和电力技术的发展，才能够有效促进交通行业的建设和进步。
1城市轨道交通发展现状
地铁、轻轨、公交车等公共性交通都属于城市轨道交通。轨道交通最早出现于18世纪50年代初，于英国兴建，名为大都会铁路，耗时9年时间完工，1863年初正式投入运营。主要运营动力来源于蒸汽机，将此作为牵引动力，带动其运作与发展。随着世界经济的发展，人口数量的增加，交通拥堵问题存在于世界各国中，且拥堵形势更加严重，一些发达国家在交通建设发展中逐渐开始重视城市轨道交通的发展。当前，世界上城市轨道交通运营里程最长的3个国家中就包括中国，另外两个是美国和韩国。我国以北京、上海城市交通轨道发展要更加发达。
2城市轨道交通牵引供电及电力技术
2.1城市轨道交通牵引直流供电系统
在城市轨道交通牵引直流供电系统的建设中，与城市的变电站等建设不同，直流牵引主要采用双边供电的方式。这样的方式就能够实现一旦出现某一供电线路的故障，另一个供电线路仍能继续对此牵引供电区段进行供电，满足牵引供电的需求，保证城市轨道交通的正常运行。城市轨道交通牵引直流供电系统在进行搭建的过程中，可以使用杂散的电流保护方式，完成对各个供电网络的电能均匀传送，同时还能够实现远距离的电能传送。但是，城市轨道交通牵引直流供电系统在使用中依旧受到自身变电模式的限制，使得供电的距离减小，电能传送的效率较低，所以并不是城市轨道交通牵引供电系统的最优选择。
2.2供电系统继电保护技术
在城市轨道交通供电系统中，继电保护技术可以对供电的运行起到重要的保护作用，当故障发生时可以快速有效地切除故障设备或进行报警。对于交流供电部分，主要有过负荷保护和零序电流保护，分别应用于负荷过载运行和配电变压器高压侧和进线电缆单相接地故障。对于直流馈线保护，主要有大电流脱扣保护、电流上升率和电流增量保护、过流保护、双边联跳保护、接触网热过负荷保护和自动重合闸等。供电系统继电保护中可以将灵敏性和速动性较高的纵联差动保护措施作为主保护，即用通信信道将输电线两端的保护装置纵向联结，将两端的电气量传送到对端，通过比较后进行判断是否执行保护动作。
2.3交流牵引供电系统的电缆牵引网分段供电与保护技术
针对目前应用比较广泛的交流牵引供电系统，通常为了实现传输过程中电能消耗的降低，不仅需要进行电缆牵引网的安装，而且采用牵引网分段供电的方式。此牵引网主要是通过上下两条线路来进行支撑的，而且这两条线路是通过并联的方式进行连接。此外，为了减少由于停电断电而对城市轨道交通以及人们的正常出行所带来的硬性，这就需要在对交流牵引供电系统进行整体保护的过程中对供电变压器的电流速断保护装置进行应用来实现供电稳定性的提升。此外，此种保护装置在实现上述保护的同时，还可以对母线与馈线之间的故障概率进行降低，并且能够按照短路电流的大小来对保护装置的启动时间进行调整，确保安全防护的高效化，实现故障对供电系统损害的降低。
2.4基于接触网的供电网络技术
接触网是城市轨道交通中较为常见的一种供电网络。通常情况下，接触网中会有导线的一个电极，利用集电装置和金属轮轨完成电流的回流。但也有存在两根导线的情况。如果城市轨道交通建设中使用的是无轨电车这样的胶轮系统，则必须要利用两个集电杆完成取电工作。接触网有两种类型：柔性接触网以及刚性接触网。第一，柔性接触网。这种接触网只能完成电力传输的工作，并没有承力的作用。所以在使用中，会存在上下振荡的现象。柔性接触网结合链型悬挂能够实现跨度的增加，被广泛应用于长距离且速度高的城市轨道交通中。第二，刚性接触网。刚性接触网解决了柔性接触网中无法承力的缺陷，在城市轨道交通的地上线路与地下线路的转换中，刚性接触网能够实现线路的无缝对接。
2.5迷流腐蚀及防护
直流制牵引供电系统中，利用走行轨作为电流的回流线，但由于钢轨对地不是完全绝缘，会导致部分电流杂散流入道床，并经由钢筋、水管等金属导线流回牵引变电所，从而形成迷流。迷流会对轨道交通中的金属产生电解腐蚀，导致走行轨以及地下金属设备受到严重损坏。对迷流的处理方法主要是防治和监测相结合。防治主要是减少杂散电流值，常用的方法有加强走行轨对地绝缘，在沿线设置合理的迷流收集网和排流柜等排流装置，以便将迷流引回牵引变电所负极。检测是指通过专用检测系统检测轨地阻抗和运输结构的腐蚀电位，为迷流腐蚀防护提供精确地数据，指导轨道的养护和保养等工作。
2.6第三轨
第三轨主要由六种部分组成，分别是接触轨、接触轨头、端部弯头、防爬器和安装底座。接触轨采用钢铝复合轨，因为这种材料耐磨损、重量轻、导电率高。接触轨头分为温度伸缩接头和正常街头两种。温度伸缩接头的优势使其能根据接触轨道温度变化而变化。正常接头是在导电轨固定铝制鱼尾板，无缝安装，不预留温度伸缩缝，支持点与接头的距离范围在550mm之内。集电靴与断轨处对接时要顺利通过，必须依靠端部弯头实现。防爬器的作用是限制接触轨自由伸缩的膨胀伸缩量。安装底座地材料要使用绝缘体，安装部位主要是轻枕和轨道整体道床上。
2.7柔性接触网
在柔性接触网的实际使用工程中，由于是借助了导线的性能进行工作，使得支撑点所承受的负荷比较少，就在城市无轨电车、城市轻轨的使用过程中得到了尤为广泛的应用。但是这样的模式使得悬挂点的硬度较大，整体的跨度较小，就会在实际的工作过程中产生轻微的震荡，从而不能将其应用在高速铁路的运行中，整个应用的局限性相对来说比较大一些。
结语
总的来说，随着当今科技的进步，新一代智能化的交通牵引供电系统将会更便捷与节能，可操控性也会更好，并且还能为系统提供更好的供电服务。城市轨道交通的建设能够加强城市之间的连通性，而且有助于提升社会工作和生活中各个方面的品质，对于城市经济的提升和社会秩序的稳定性加强具有显著的作用。其逐渐的由单个独立供电单元利用智能化的组件向多变电协同控制发展，控制系统将会更加的省时高效便捷。并且随着拥有完全自主知识产权的牵引供电系统的问世，我国在该系统领域将会拥有更高的话语权。
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