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摘要：近年来，经济快速发展，社会不断进步，地铁轨道交通在城市交通运输体系中的重要性越来越突出，地铁是当前我国大城市发展过程中，交通出行的最重要方式。为了保证地铁运行的安全性以及稳定性，必须重视对地铁供电系统的合理选择和确定，才能够为地铁运行提供充足的电源需求。在选择地铁供电系统的过程中，需要根据地铁供电系统的具体要求，合理选择供电方式，从而保证地铁供电系统的安全性和稳定性。
关键词：地铁；供电系统；供电方式；选择方法
引言
电力供应是推动地铁系统运行的重要关键，而且地铁工程通常具有污染性低、效率高的特点。我国所拥有的车辆数目在不断增多，交通压力在不断增多，在这种背景下地铁工程的建设有效缓解了交通压力，满足城市交通发展需求。为保证地铁系统运行稳定性，则需要保证地铁供电的稳定性和可靠性，地铁供电方式通常有三种，分别为集中供电方式、分散供电方式和混合供电方式，在实际实施过程中要充分结合工程需求对其进行科学选择和应用。
1地铁供电系统概述
随着我国城市化建设的不断深入以及城市经济发展速度的不断加快，城市中的地铁系统建设也越来越完善。地铁是我国城市交通系统的重要组成部分，对城市居民的交通出行具有十分重要的影响。而地铁供电系统则是地铁系统的重要组成部分，其主要负责为地铁运行提供电能，无论是电力机车还是地铁运营服务的运行，都离不开地铁供电系统的供电。当前随着城市中地铁系统建设规模的不断扩大及运行负荷的不断提高，地铁供电系统的负荷也在与日俱增，在此背景下，必须要进一步加强对地铁供电系统的运行方式的研究，找到更加合适的供电体系，以满足现代地铁的供电需求。地铁供电系统中主要包括内部供电系统和外接电网供电系统两部分，其中地铁以外的外部电网是其电源，而内部供电系统依靠外部电源向地铁内部线路供电。地铁供电系统又包含若干个子系统，它们分别是：内部供电系统供电配电系统、牵引供电系统、电流防护装置、电力监控系统、接地防护系统以及变电系统等。整个地铁沿线均分布着各种地铁供电设备及多个电源，它们负责对地铁中各个部分进行供电。因此，在地铁建设中必须要重视地铁供电系统的建设，通过深入分析其运行方式及特点，不断完善其建设。
2地铁供电系统的供电方式
2.1集中供电方式的选择分析
地铁集中供电是沿地铁线设置专用变电站，将连接的高压变压器减少到10kv或35kv，可直接用于地铁线路的电压等级。因此，通过设置主变电站，可以在没有辅助变压器的情况下均匀地提供地铁所需的电力。这是一个需要许多主变压器的集中式电源。由于多区域变电站的存在，地铁的故障分布和供电方式很容易受到电网干扰的影响，分布式供电将导致大规模的外部电源接入并增加管理难度。由于集中供电系统建设成本高，线路保护措施完善，故障率相对较低，干扰相对较小，而且集中供电，敷设线的长度也较短。
2.2分散供电
分散供电方式指的是根据地铁运行过程中的不同环节所需要的电量，在地铁沿线多设置开闭所，保证每个开闭所都有城市的电力供电系统作为保障，从而确保地铁整个运行过程中的用电需求。分散式供电方式的最主要优势是可以确保每一个开闭所供电的稳定性。不同的开闭所在独立工作的过程中，只负责自己区域的供电，可以保证供电系统的可靠性以及稳定性。相邻的开闭所之间出现供电故障时，开闭所可能会形成串联电路，可以为相邻的地铁线路提供供电需求，能够进一步确保地铁供电系统的稳定性以及可靠性。利用分散式供电方式可以利用多个开闭所形成具有较强协调性的电力系统。
2.3混合供电方式及其选择
与集中供电方式和分散供电方式相比，混合供电方式复杂程度相对较高，主要是通过对这两种供电方式的融合应用，但在混合供电方式应用时最主要应用的是集中供电，其次为分散供电，其中分散供电方式主要发挥着辅助供电的作用。混合供电方式有着良好的应用优势，通过对以上两种供电方式的融合应用，有效保留了这两种供电方式的应用优点，但是，混合式供电方式更为复杂，建设、执行和管理难度非常高，因此这种供电方式在地铁供电系统中应用程度较低。
2.4内部供电方式
第三轨道动力源是在列车上运行的两条轨道之外加上带电轨道，根据当前模式可分为上接触，下接触和侧接触。第三条轨道建造成本更低，并且需要更少的隧道空间。接触网供电和三轨供电两种供电方式各有优缺点，应根据当地情况进行调整。从城市地铁在缓解地面交通和后期维护方面的作用来看，选择接触供电方式更为合适。刚性接触的主要优点是在刚性母线和接触轴的方向上没有张力。总线的铜等效部分约为1400mm2，载流量较大，因此无需设置辅助馈线。由于其紧凑的结构，可以减小间隙尺寸。由于采用无张力刚性悬架，不需要传统的锚节点重力锚固装置。其安装结构简单，在接触网和开关段，隧道不需要局部开挖。刚性悬挂，维护少或无需维护，易于操作，降低运营和维护成本。根据数据，通过比较两种供电方式，综合结果表明，在大多数情况下，接触网供电方式在安全性和经济效益方面优于第三轨供电方式。这与世界上约70％的地铁由接触网供电，约30％由三轨供电这一事实是一致的。最终的供电方式需要根据每个城市的具体情况来确定。
3地铁供电系统的供电方式的选择方法
3.1供电质量
根据供电质量对不同供电方式进行分析，集中供电方式的电力是直接来自电厂的高压电，在输送过程中能够有效防止其他因素对电力系统产生的不良影响。电力的损耗比较大，在运行过程中，主变电所对电压的稳定性也比较强。因此，集中供电方式的供电质量相对较高。而分散供电方式获取的电力主要是来自城市用电因为其输送距离比较短，所以其电力损耗相对较小，但是由于是从城市供电系统中接入的，其主要弊端就是电网的整体稳定性比较差。这在一定程度上会影响地铁工作供电质量。因此，如果采取分散式供电方式，必须采取有效措施，对分散式供电方式的电压波动进行有效限制，才能够保证分散式供电的稳定性和可靠性，确保供电质量。
3.2供电可靠性
供电可靠性是保证地铁系统稳定运行的重要关键，在供电可靠性角度对供电方式选择，集中供电方式效果更佳，在实际应用过程中发生故障概率极低，主要是由于所采用的电压等级较高，防护措施相对较为完善，抗干扰能力较强，集中供电方式的应用优势主要是统一管理和控制，设备维护更加便捷，稳定性强故障发生率低，线路铺设长度相对较短，这主要是因为变压器和内部供电系统电源通常处于集中分布状态；分散工作方式往往需要进行多个区域变电所的建设，在实际应用过程中常常会受到多种因素的不良干扰，与集中供电方式相比分散供电方式供电可靠性相对较低。
结语
综上所述，在地铁轨道交通建设施工过程中，保证地铁的供电系统的稳定性是确保地铁运营管理水平的基础。不同的供电方式有自己不同的优势以及劣势，必须对这些优势以及劣势进行有效的分析，才能够选择与地铁轨道交通供电需求相适应的供电方式，保证地铁供电系统的稳定性以及可靠性。
参考文献：
［1］张恩建．地铁供电系统继电保护方案分析［J］．科技经济导刊，2019，2714：75－76．
［2］冯劲松．地铁供电系统外部电源供电方式的分析与比较［J］．智能城市，2019，511：82－83．
［3］何涛．地铁供电系统牵引负荷建模及其对潮流计算的影响分析［D］．福建工程学院，2018．
［4］石扬．地铁供电系统谐波分析及谐波潮流计算研究［D］．湖南工业大学，2018．
［5］柴段鲲．城市轨道交通直流供电系统故障建模与保护仿真系统开发［D］．北京交通大学，2017．