城際軌道交通交流牽引供電系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)

仉振春

（身份證號(hào)：1311211972****3418）

交流牽引系統(tǒng)已被世界各國(guó)公認(rèn)為近代最優(yōu)越的牽引調(diào)速系統(tǒng)，交流牽引也是今后世界各國(guó)軌道交通發(fā)展的總趨勢(shì)，因此，掌握和提升交流牽引供電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是十分重要的。本文介紹了城際軌道交通中交流牽引供電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

一、城際軌道交通牽引供電系統(tǒng)

軌道交通牽引供電系統(tǒng)分為交流牽引供電與直流牽引供電這兩種形式。牽引供電系統(tǒng)就是為交通路線上的地鐵、輕軌、電力機(jī)車、城際動(dòng)車組的供電，通過(guò)牽引網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電流的輸送。隨著社會(huì)的發(fā)展，軌道交通供電系統(tǒng)直接影響著廣大市民的交通出行安全，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者都在廣泛關(guān)注項(xiàng)目建設(shè)安全問(wèn)題。

二、牽引網(wǎng)供電方式

目前，我國(guó)的牽引網(wǎng)供電技術(shù)主要經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)代，從最初的直接供電方式，發(fā)展成吸流變壓器－回流線供電方式，最后到現(xiàn)在的帶回流線的直供方式和自耦變壓器供電方式。整個(gè)發(fā)展過(guò)程就是對(duì)變壓器的供電能力的不斷提升，還有不斷降低對(duì)通信線路的影響。早期我國(guó)的鐵路電氣化采用的是直接供電，采取接觸網(wǎng)和軌－地直接構(gòu)成回路，這樣方式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，建設(shè)投入較少，后期的維護(hù)比較便宜，適合當(dāng)時(shí)我國(guó)的鐵路發(fā)展。但是隨著目前經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)不斷加快，這種直接供電方式的缺點(diǎn)暴露了出來(lái)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)對(duì)通信線路的干擾非常大。當(dāng)時(shí)為了減少對(duì)通信線路的干擾，研發(fā)出一種吸流變壓器－回流線供電方式，簡(jiǎn)稱BT供電方式。BT供電方式是在建設(shè)牽引供電網(wǎng)時(shí)裝設(shè)1：1的吸流變壓器，通過(guò)回流線將電流回收到變電站，減少了對(duì)周圍通信線路的干擾。但是這樣會(huì)增加牽引供電網(wǎng)的阻抗，致使?fàn)恳W(wǎng)的供電距離變短，造價(jià)上升，并且容易出現(xiàn)火花間隙，這些問(wèn)題都影響著BT供電方式的發(fā)展應(yīng)用。牽引供電網(wǎng)的建設(shè)者們通過(guò)總結(jié)以上兩種方式的缺點(diǎn)，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段的軌道交通特點(diǎn)，研究并廣泛使用了帶回流線的直供方式和自耦變壓器供電方式。這兩種供電方式的廣泛應(yīng)用，解決了牽引網(wǎng)阻抗問(wèn)題，提升了供電網(wǎng)絡(luò)的供電能力，最重要的是減少了對(duì)周圍通信線路的影響。這兩種方式中自耦變壓器供電方式具有極強(qiáng)的供電能力，能夠增加供電距離，牽引供電網(wǎng)的能量損失非常小，被廣泛的使用在我國(guó)的告訴鐵路的建設(shè)上，并且通過(guò)改進(jìn)原有的AT供電方式，研發(fā)出新型的全并聯(lián)AT供電方式，與原有的AT供電方式相比具有更小的電壓損失，供電能力更強(qiáng)。

三、交流牽引供電系統(tǒng)

近些年隨著人們生活水平的提升，對(duì)出行的要求也正在加大，各大城市紛紛建構(gòu)了自己的地鐵輕軌系統(tǒng)，隨之而來(lái)的是對(duì)電網(wǎng)電力系統(tǒng)更高的要求。最初的電網(wǎng)線路搭建主要采用的是直流制，現(xiàn)今時(shí)代也只有歐洲一些國(guó)家的部分線路仍沿用直流制。自上世紀(jì)60年代，世界范圍內(nèi)修建的新線路全部都采用了交流制式。而交流制式的牽引供電系統(tǒng)也為大家展現(xiàn)了諸多優(yōu)點(diǎn)，如：供電效果好、成本較低、電流量大、不存在雜散電流等。但是仍有一些缺點(diǎn)，如：當(dāng)換相接入小型電網(wǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生分相；牽引電流的諧波會(huì)產(chǎn)生一定的電磁干擾。

（一）電纜牽引網(wǎng)。如果建設(shè)時(shí)交流電對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行供電，能夠采取并聯(lián)的方式，并且搭建備用的供電線路，這樣兩條供電線路都能正常使用，彼此成為備用線路。這樣的交流供電方式比原有的直流供電方式增強(qiáng)了供電的可靠性，提升了供電的總量，減少了功率的損失程度。

（二）牽引網(wǎng)分段供電與保護(hù)。交流牽引供電網(wǎng)能夠長(zhǎng)距離傳輸，在最初的建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。但采用上下行并行線路建設(shè)的話，投入的成本會(huì)比較高，搭建的設(shè)備也會(huì)比較復(fù)雜，一般采用分段式供電的形式。這樣線路與接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)既能同時(shí)進(jìn)行，也能分開完成。而為了在建設(shè)時(shí)方便工人們施工，也會(huì)在變壓器處采用統(tǒng)一分段，其他區(qū)間則分開分段。這是為了能夠提升供電線路的可靠性，還能將故障風(fēng)險(xiǎn)降低，進(jìn)行分段保護(hù)。

（三）主變電所供電方案。這種供電方式主要是根據(jù)交通線上的設(shè)備數(shù)量與所處位置的不同，采取單線、雙線、多線等不同的方案設(shè)計(jì)，能夠滿足不同設(shè)備的不同需求。

四、結(jié)束語(yǔ)

交流牽引供電系統(tǒng)也有著諸多優(yōu)點(diǎn)，如：供電效果好、成本較低、電流量大、不存在雜散電流等。交流牽引系統(tǒng)正逐漸成為各城際軌道交通的發(fā)展趨勢(shì)，因此，其關(guān)鍵技術(shù)對(duì)城際軌道交通有著十分重要的意義。