城市轨道交通供电系统及电力技术刍议--中国期刊网

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城市轨道交通供电系统及电力技术刍议

发表时间：2020/8/7 来源：《基层建设》2020年第10期作者：伍龙

[导读] 摘要：城市化进程的不断加快在提高人民生活水平的同时，也为交通事业发展带来了极大压力——私人车辆越来越多，交通拥堵问题越来越严重，所以城市轨道交通作为新型交通运输工具应运而生，这在很大程度上缓解了国内交通压力。

        武汉地铁运营公司湖北省武汉市 430030
        摘要：城市化进程的不断加快在提高人民生活水平的同时，也为交通事业发展带来了极大压力——私人车辆越来越多，交通拥堵问题越来越严重，所以城市轨道交通作为新型交通运输工具应运而生，这在很大程度上缓解了国内交通压力。基于此，本篇文章深入研究了城市轨道交通供电系统运行情况，并且提出了一些关于提高电力技术的建议，希望为后续交通事业发展提供技术支持。
        关键词：城市轨道交通；供电系统；电力技术
        引言
        供电系统是城市轨道交通正常运行的动力来源，直接影响着城市轨道交通运行质量，而且随着城市化进程的不断加快，城市轨道交通建设规模越来越大，线路越来越长，对供电系统的要求也有了大幅度的提高，所以，为了提高供电系统的电力技术，促进我国城市轨道交通发展，本文深入研究探讨了供电系统结构及电力技术的相关内容。
        1城市轨道交通供电系统的分析
        科学技术的不断进步促进了直流供电技术的发展，直流供电技术也为人们生活带来了极大便利，例如，城市轨道交通的供电系统就是直流供电系统，我们经常乘坐的地铁同样也是采用直流供电技术作为动力来源，城市轨道交通和人们日常生活息息相关，为了保证轨道交通的正常运行，供电系统采用的是双边供电模式，所以，即使单边出现故障也可以保证另一边的供电系统能够及时为轨道交通运行提供足够动力。另外，直流牵引的方式也是城市轨道交通供电系统常用的一种供电模式，直流牵引可以保护供电网络，并且通过分散电流的方式合理分配电能，避免线路故障问题发生，保证城市轨道交通的正常运行。然后，城市轨道交通在运行过程中可能需要远距离供电，这种供电模式会浪费部分电能，所以建议供电单位可以根据实际供电情况改变供电模式。交流供电系统基本都是连接两台变压器，然后通过双相绕组实现单向变压，低压端口保持接地状态，高压端口与电网连接，结构较稳定，需要注意的是，建设城市轨道牵引供电系统要保持降压系统始终在供电系统的终端，并且要选用耐磨性比较好的供电设备，减少电网接触压力，这样才能更好的保护照明线路，确保城市轨道交通的正常运行。
        2城市轨道交通供电系统应用要求
        城市轨道供电系统主要包括外部供电系统，牵引供电系统和动力照明系统三个部分。一般来讲，城市轨道交通建设主要选择直流供电的方式作为车辆运行的主要动力源，主要原因是：车辆运行功率较低，所需电量不高，而且供电时间相对较短，所以直流供电方式可以满足车辆运行所需电力要求。另外，建设城市轨道交通供电系统要从多角度、多方面出发，根据实际运行情况建设相应的供电系统，不同城市的轨道交通在运行过程中需要的电量相差也比较大，如北京、上海这种交通非常发达的城市，轨道正常运行需要的电量比较多，所以，供电单位就要选择性能更佳的接触网进行供电，尽量避免道路运行出现问题。
        3城市轨道交通供电系统的供电方法
        3.1集中供电方法
        这种方法需要设计变电所引入同等级的电压然后实现供电，但是集中供电方法对于城市轨道交通建设供电线路要求比较高，一般来讲，只有在线路非常稳定的情况下才会选用集中供电方法，而且需要投入大量的资金，但是集中供电法同样也具有很多优点：能够集中管理供电系统，确保城市轨道交通运行。
        3.2分散供电方法
        分散供电法相对于集中供电法来讲步骤更简单，所需电压等级更低，分散供电不需要建立变电站，可以直接从城市电网引入电力，然后根据城市轨道交通运行实际情况选择合适的电压。相对于其他供电方法来讲，分散供电只要对城市内部电网结构足够了解，然后选择合适的接入点就可以极大降低投资成本，无论是从经济角度还是城市发展角度来讲分散供电方法对于城市轨道交通运行都比较合适。

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        3.3混合供电方法
        分散供电和集中供电都有相对应的缺点和优点，而且各个城市的电网结构不同，有些地区电网结构非常特殊，而且会受到外界环境的影响，所以如果只简单的使用分散供电和集中供电无法保证轨道交通的正常运行，混合供电方法结合了这两种供电模式，实际操作时以集中供电为主要供电模式，在线路分布较为特殊或者运行线路较长的地区供电效果非常好，但是混合供电方法也有一个明显的缺点——管理混乱。
        4城市轨道轨道交通供电系统相关技术的探讨
        4.1供电系统中谐波分析及治理
        城市轨道交通供电系统非线性负荷比较多，例如荧光灯，UPS电源等，这些负荷会大大降低电能的质量，而且供电网络中出现的谐波还会损耗电路，导致电气设备无法正常运行，有时甚至会影响通信系统，城市轨道交通运行常用的直流制牵引供电系统中包含有整流机组，这正是谐波的主要来源，所以，直流供电系统在运行过程中会通过增加整流装置脉波数、加装滤波器等等方法来限制谐波的产生。
        4.2供电系统中无功功率补偿
        动力照明系统也是城市轨道交通正常运行的主要用电设备，这部分设备大多都是低压用电设备，功率非常低，但是也正是因为功率因素过低，照明系统的电路损耗非常严重，变送配电设备经常由于电路损耗而产生发热，并且电路损耗会造成电压和电流相位差的增大，谐波分量也会大大增加，所以，为了减少照明系统的电路损耗，供电单位应该通过无功功率补偿提高照明系统功率。
        4.3迷流腐蚀及防护
        迷流腐蚀也是城市供电系统运行中的主要问题之一，之所以会产生迷流主要是因为直流供电系统输送电力需要利用走行轨作为电流的回流线，但是由于钢轨并不是完全绝缘体，所以部分电流会流回牵引变电所。迷流容易腐蚀轨道交通中的金属，导致轨道交通金属设备严重损毁，影响车辆正常运行，为了防治迷流问题，供电人员需要实时监测直流供电系统输电情况，加强钢轨的绝缘等级，及时引回迷流，检测工作其实是直流供电系统的养护工作，它可以通过专用的检测系统及时为轨道运行提供迷流腐蚀防护数据，降低故障频率。
        4.4供电系统继电保护技术
        继电保护技术是提高城市轨道交通供电系统运行质量的高效技术之一，继电保护可以保护系统供电运行，及时发现并且有效切断故障设备的连接。继电保护技术在交流供电方面主要体现在过负荷保护和零序电流保护这两方面，负荷过载和接地故障都会不同程度的导致城市轨道交通运行故障，而继电保护技术可以通过相关手段解决这些问题，确保城市交通轨道的正常运行，对于直流供电来讲，气垫保护技术可以通过大电流脱扣保护、双边联跳保护等等方式对直流馈线进行保护，随着现代科学技术的不断进步，供电系统继电保护技术水平也有了极大进步，它可以比较供电系统运行情况，然后判断是否需要启动保护机制。
        结束语
        改革开放以来，我国城市化进程不断加快，居民生活水平不断提高，轨道交通建设规模越来越大，但是与此同时，交通拥挤问题也越来越严重，所以，供电单位必须深入研究电力技术，促进城市轨道交通发展，加强城市之间的连接，促进国家经济和社会的稳定发展。
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