分析地鐵供電系統(tǒng)的供電方式及其選擇

李寧

摘 要：地鐵作為新時代背景下的產(chǎn)物，滿足了人們對出行便捷、舒適的需求。而地鐵的安全運營需要電力系統(tǒng)的支撐，目前地鐵供電方式有多種，每條線路的開發(fā)需要根據(jù)實際情況進行選擇，確保供電系統(tǒng)的科學合理性。

關鍵詞：地鐵;供電系統(tǒng);供電方式

引言：

地面交通的擁堵，對當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展造成很大的沖擊。地鐵建設可以有效緩解了地面交通壓力，促進了城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，也為當?shù)厥忻裉峁┝吮憬莸慕煌üぞ?，出行方便、安全。電力系統(tǒng)對于地鐵運營來講，是非常重要的組成部分，所選擇的供電方式是否恰當，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來直接的影響。本文通過分析地下供電系統(tǒng)，對地鐵項目的供電和電力選擇策略進行了討論。

一、地鐵供電系統(tǒng)與其基本要求

通常工業(yè)用電都會集中在一點進行，而地鐵供電方式則不同，其供電電源會分布在地鐵沿線周圍。按照系統(tǒng)基本要求規(guī)定，地鐵供電系統(tǒng)要保證2條不同母線的電源，可以以并列的狀態(tài)進行運轉(zhuǎn)，且進線電源需要達到一級以及二級負荷要求。而兩條電源分列運行的方式，也能確保在一條線路發(fā)生故障之后，另一條線路能夠及時發(fā)揮作用，以確保系統(tǒng)供電質(zhì)量。在供電檢修車間調(diào)度室內(nèi)設置一套供電復示系統(tǒng)，便于運營快速響應，排除故障。系統(tǒng)采用雙監(jiān)控制單元、雙網(wǎng)冗余配置方案，系統(tǒng)可靠性高。

二、地鐵供電系統(tǒng)的供電方式

（一）集中供電方式

集中供電的供電系統(tǒng)方式是通過結(jié)合城市地鐵運行所需要的長度，以及城市軌道交通線路沿線主要車站電力發(fā)展水平來定的。集中供電方式多是指城市向地鐵站輸送專用電源，主要是分為35KV和10KV，主變電所再向地鐵進行供電，使得地鐵本身構成了一個完整的供電系統(tǒng)。由于對電壓水平的要求不同，主要的高壓變電站就可以將電壓轉(zhuǎn)化為不同需求來對地鐵進行供電，進而可以進行集中性的對地鐵提供電力保證。由于主變電所承擔的電力負荷比較大，因此可以發(fā)現(xiàn)，在地鐵站的周圍很少會出現(xiàn)主變電所的建設。集中供電的方式對于電源的要求也比較高，但是相對來說也具有更高的可靠性。

（二）分散供電方式

分散式供電方法與集中式供電方法的不同主要在于后者不需要建設變電所，分散式供電方法的用電與城市電網(wǎng)相結(jié)合，根據(jù)地鐵通過的路徑而鋪設的電線，來選取開閉所的位置，設置牽引變電所以及降壓變電所，再通過城市電網(wǎng)系統(tǒng)為其供應兩路電源為每一個開閉所，分散式供電方法對于城市電網(wǎng)的要求是，在地鐵沿線設置充足的變電所以及充足的備用電量，溝通發(fā)達照顧全系統(tǒng)，且可以供應一個安全可靠的電源。

（三）混合供電方式

混合式供電方法其實就是將集中式供電以及分散式供電混合使用方式，但在混合式供電方法里還是主要以集中式供電主，在一些特殊的節(jié)段才使用分散式供電，利用其供電來源于城市電網(wǎng)相結(jié)合的特點，確保整個地鐵的供電系統(tǒng)更進一步的安全、可靠、完善。因此可以得出，混合式供電方法是一種相對上述兩種供電方法更為完美的一種供電方法，可以最大程度的利用城市電網(wǎng)的資源，這樣可以節(jié)省資金的投入，但是不可避免的是它也具有一些缺陷，例如：混合式供電方法相比于上述兩種供電方法在施工以及控制方面都更為復雜，不利于相關人員進行管理，管理不便捷，尤其在其施工過程中困難多多，這種方式只會加大地鐵供電系統(tǒng)的繁雜度，所以這種方法并不是非常實用。

（四）三種供電方式的比較

如果選用集中式供電方法，就需要設置一個總體變電站，要從城市電網(wǎng)中2加入兩路安全的高壓電源（大多選取110KV或者是35KV電壓級數(shù)）。如果選用分散式供電方式，不需要設置總體的變電所，但需要分別設置牽引變電所以及降壓變電所，再從城市地鐵沿線路徑的電網(wǎng)中引出兩個相對獨立的35KV以及10KV的電源來進行供電所用。

混合式供電方法就是將前兩者的方法結(jié)合，整體以集中式供電為主，以分散式供電為輔，將城市地鐵沿線路徑的個別節(jié)段，采取引用牽引變電所以及降壓變電所得接引方式，來補充集中式供電的不足之處。相比于分散式供電方法，集中式供電方法有以下優(yōu)點：更為安全可靠，對于調(diào)控以及管理方面更加的便捷，減少了工作人員的不便。在工程實施方面，更加便利簡便，維修工程簡單，由于其采取高壓電，電線的鋪設也更加便捷。城市地鐵位于地下的部分，電線可以沿著隧道的墻壁在其之內(nèi)鋪設，不會出現(xiàn)再選取位置鋪設電線的問題，這樣既可以減短了施工的時間，又可以減少資金的投入，更加方便定期維護電線。由于集中式供電方式的用電是選用高壓電源，在高壓電源設置時，它的保護措施相比較更加的好，對于后期的維修費用也投入相對的較少。在用電計費方面，由于其用電種類單一，更便于計費的便利以及簡便。用電管理部門在用電費用統(tǒng)計時，只需查看總體變電所的總體計量就可以，不需要考慮每一個變電所的用電計量，之后在進行總體的匯總，為用電管理部門的相關工作人員提供了很大的便利，為其縮減了很多不必要的環(huán)節(jié)。

三、地鐵供電系統(tǒng)的供電方式的選擇策略

（一）從供電質(zhì)量上選擇

第一，先從供電質(zhì)量的角度來進行對比，集中式供電方法相比于分散式供電方法要更好一些，集中式供電方法的電力只要采用高壓電，所以它的供電質(zhì)量要更好;由于分散式供電方法的用電是與城市電網(wǎng)相關聯(lián)的，所以它的供電質(zhì)量就相對較差[1]。

（二）從供電可靠性選擇

從供電安全可靠這一方面來選擇，集中式供電方法會出現(xiàn)線路短路或者是發(fā)生故障的幾率很小，由于集中式供電方法采取的是使用高壓電，對于高壓電來進行的防御方法一定十分可靠，所以相對來說它會受到干擾的可能性極低，那么更為安全可靠一些;而分散式供電方法主要用電是結(jié)合城市電網(wǎng)的，這會設置很多的開閉所，產(chǎn)生干擾的因素較多，如果有問題發(fā)生，就要有最近的開閉所來對它做補償供電，因此它的安全可靠性并不高。

（三）從運營管理方面選擇

采取集中式供電方法對于調(diào)試方面來說是比較易于管理的，所以對于運營管理來說難度不高;反之，采取分散式集中供電方法相對較麻煩，其電力主要來源于這個城市的電網(wǎng)當中，相互環(huán)節(jié)較多，管理起來也是比較繁雜的，所以對它的調(diào)控是相對復雜的。

（四）從施工方和建設資金上選擇

對于工程實施這一方面，集中式供電方法相比于分散式供電方法更加容易一些，由于集中式供電方法與城市之間需要的環(huán)節(jié)較少，供電需要的電線要通過的路徑也相對很少，在工程實施方面就比較容易便捷。分散式供電方法卻恰恰相反，它與城市之間所需環(huán)節(jié)繁雜，在工程實施方面就更為冗雜;從資金角度來說，集中式供電方式大多使用高壓電，它的建設施工資金較高，反之分散式供電方法對于供電電壓的要求就沒有那么高，所以其成本也相對較低。

四、結(jié)束語

總之，現(xiàn)今我們國家的大多城市對地鐵的供電大選取兩路個體電源，選擇集中供電、分散供電以及兩者結(jié)合的混合式供電的方法。僅從地鐵運營這個方面來考慮，選取集中供電的方法是最為符合效益的，所以在條件允許的前提下，應該考慮選用集中供電的方法。多種變電所大多選擇設有兩個變壓器主干線接線方式大多選取單母線的接線方法，這種方法是最為安全可靠的。在牽引供電方面可以選擇采用架空接觸網(wǎng)供電或是第三軌供電的方法，對于架空接觸網(wǎng)來說，大多采用柔性接觸以及剛性接觸這兩種主要方法。特別是剛性接觸這一方法，已經(jīng)在我國得到廣泛的使用，其體現(xiàn)的良好性能已經(jīng)得到了證明，這一方法在我國將有一個更為廣闊的前景?，F(xiàn)在對于地鐵供電系統(tǒng)這一方面，我國是尤為重視的，對于這一系統(tǒng)的建設在將來將會更進一個臺階，由此我們對于供電設施這一塊的質(zhì)量也尤為重視。

參考文獻：

[1]馮勁松.地鐵供電系統(tǒng)外部電源供電方式的分析與比較[J].智能城市，2019，5（11）：82-83.