地鐵供電系統(tǒng)的供電方式及其選擇

張多嬌 徐洪 呂辛

摘 ?要：伴隨著城市化進程的日益加快與人們生活水平不斷提升，而地鐵的出現(xiàn)給生活帶來更多便捷。同時也推動地鐵工程項目建設數(shù)量在不斷的增多，規(guī)模在不斷的擴大，是緩解現(xiàn)階段交通壓力的有效舉措。城市軌道交通建設通常在許多大城市較為盛行，由于地鐵工程建設關乎到城市居民出行的方便性，所以地鐵工程建設得到了人們的高度關注。供電系統(tǒng)供電方式是地鐵系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要關鍵。對地鐵供電系統(tǒng)、供電方式進行了深入的分析，并提出了相關的選擇策略。

關鍵詞：地鐵;供電系統(tǒng);供電方式;選擇分析

引言

目前，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，加快了中心城市的建設進度，表現(xiàn)出城市建設規(guī)模的擴大以及人口數(shù)量的急劇增多。隨著人們生活水平逐步提高，汽車保有量越來越大，使得城市交通擁堵程度越來越嚴重。因此，各中心城市加大了地鐵工程建設力度，充分發(fā)揮地鐵工程載客量大、快速準時、占地面積較小等優(yōu)點，有效緩解城市交通擁堵程度，方便了人們的出行。

1概述

1.1城市地鐵電力系統(tǒng)組成

廣義上，按照電力來源進行劃分，地鐵供電系統(tǒng)可以分為兩個部分，一是城市電網(wǎng)供電，主要供電方案有35kV（33kV）的集中供電和10kV的分散供電，牽引供電制式有DC1500接觸軌、DC750V接觸軌等制式;二是地鐵內(nèi)部供電，這也就是狹義的供電系統(tǒng)。地鐵的內(nèi)部供電系統(tǒng)主要由牽引供電系統(tǒng)、供電配電系統(tǒng)、雜散電流防護系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、接地防護系統(tǒng)和主變電所幾個部分組成。如上文所提到的，地鐵內(nèi)部供電系統(tǒng)主要維持兩部分系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，即動力牽引系統(tǒng)和照明通風、自控車門、安檢消防等輔助系統(tǒng)。本文采用的是狹義定義，即主要探討內(nèi)部電力系統(tǒng)的維護方法。

1.2供電系統(tǒng)的分類

從用電性質(zhì)角度來看，可以將供電系統(tǒng)分成兩個部分：即：動力照明供電系統(tǒng)和牽引供電系統(tǒng)這兩部分。對于其中的動力照明供電系統(tǒng)來說，由動力照明配電系統(tǒng)和降壓變電所兩部分所組成。而牽引供電系統(tǒng)則又可以分為牽引網(wǎng)和牽引變電所。其中的動力照明供電系統(tǒng)主要包括：配電設備、降壓變電所以及用電設備和低壓母線排等;而牽引供電系統(tǒng)則主要包括電力監(jiān)控、主變電所以及供電纜網(wǎng)和牽引變電所等部分組成，以此牽引地鐵正常運行。一般情況下，城市軌道交通供電系統(tǒng)主要由三個部分所構(gòu)成，即降壓變電所、牽引變電所和主變電所。其中的主變電所主要由主變壓器、環(huán)網(wǎng)電纜以及主變電所的二次設備和110kVGIS組合電器這四部分組成。在進行地鐵軌道系統(tǒng)建設過程中，要做到“統(tǒng)籌兼顧”，每個組成部分的工程建設都要做好，只有這樣才能更好地保證地鐵設備的安全運行。

2地鐵供電方式選擇依據(jù)

2.1供電質(zhì)量

根據(jù)供電質(zhì)量對不同供電方式進行分析，集中供電方式的電力是直接來自電廠的高壓電，在輸送過程中能夠有效防止其他因素對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響。電力的損耗比較大，在運行過程中，主變電所對電壓的穩(wěn)定性也比較強。因此，集中供電方式的供電質(zhì)量相對較高。而分散供電方式獲取的電力主要是來自城市用電因為其輸送距離比較短，所以其電力損耗相對較小，但是由于是從城市供電系統(tǒng)中接入的，其主要弊端就是電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性比較差。這在一定程度上會影響地鐵工作供電質(zhì)量。因此，如果采取分散式供電方式，必須采取有效措施，對分散式供電方式的電壓波動進行有效限制，才能夠保證分散式供電的穩(wěn)定性和可靠性，確保供電質(zhì)量。

2.2供電可靠性

供電可靠性是保證地鐵系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要關鍵，在供電可靠性角度對供電方式選擇，集中供電方式效果更佳，在實際應用過程中發(fā)生故障概率極低，主要是由于所采用的電壓等級較高，防護措施相對較為完善，抗干擾能力較強，集中供電方式的應用優(yōu)勢主要是統(tǒng)一管理和控制，設備維護更加便捷，穩(wěn)定性強故障發(fā)生率低，線路鋪設長度相對較短，這主要是因為變壓器和內(nèi)部供電系統(tǒng)電源通常處于集中分布狀態(tài);分散工作方式往往需要進行多個區(qū)域變電所的建設，在實際應用過程中常常會受到多種因素的不良干擾，與集中供電方式相比分散供電方式供電可靠性相對較低。

3地鐵供電方式概述

3.1集中供電

在地鐵系統(tǒng)中，選擇集中供電方式主要是根據(jù)地鐵在實際運行過程中的用電電壓需求以及電量需求在地鐵的沿線地區(qū)建立專門的供電一體運行使用的主變電站。利用主變電站的變電操作，將城市用電電壓轉(zhuǎn)換成地鐵運行需求的電壓等級，為地鐵提供集中的電力供應。集中供電方式用在地鐵供電系統(tǒng)中最大的優(yōu)勢是方便對地鐵供電需求進行有效的運營管理，并且可以保證地鐵供電系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和可靠性。

3.2分散供電方式及其選擇

這種方式主要是通過對相關區(qū)域變電所進行科學合理的設置，最終完成全部地鐵站的電力供應工作。分散供電方式同樣需要對雙路電源的設置，通常需要將其設置在每處區(qū)域變電所，這主要是為了避免不必要意外狀況發(fā)生。分散供電方式在實際應用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對城市供電網(wǎng)絡的有效使用，因此整體維護和建設成本相對較低，但是采用這種方式極可能發(fā)生電網(wǎng)側(cè)的干擾問題，采用分散供電方式通常包括許多的接入口，在管理、控制和維護方面還存在著一定的難度。

3.3混合式供電

在地鐵供電系統(tǒng)選擇混合供電方式時，要充分考慮到混合供電方式的優(yōu)勢以及劣勢?；旌瞎╇姺绞街傅氖菍⒓泄╇姺绞揭约胺稚⒐╇姺绞竭M行集中整合應用的供電方式?；旌鲜焦╇姺绞降淖畲髢?yōu)勢是可以彌補集中供電方式以及分散供電方式在應用過程中各自存在的缺陷。但是對混合供電方式進行實際應用的過程中，其應用準備工作難度比較大，并且在實際控制過程中，需要對系統(tǒng)進行準確的調(diào)控，在這一過程中操作難度也比較大。因此，混合供電方式在當前的地鐵供電系統(tǒng)中的應用并不是很廣泛。

4城市地鐵供電施工過程的管控與供電維護策略

4.1加強對施工過程的管控

（1）加強工期進度管理以工期節(jié)點促施工進度，以施工進度保工期節(jié)點。工期節(jié)點分級管控，施工進度分階段管控，落實進度預警管控機制。根據(jù)預警等級及時調(diào)整施工組織，采取應對措施。（2）加強施工接口及工序交接管理。因地鐵施工專業(yè)劃分比較多，預留預埋復雜，地鐵供電系統(tǒng)與之對應的施工接口是點多面廣且線長，施工前做好圖紙核對工作，過程中做好施工配合工作，同時做好檢查檢驗工作，確保施工接口滿足施工需求。在各專業(yè)工序交接的時候，要堅持工序交接標準，達不到交接條件的不能移交受，更不能把問題留待后續(xù)工序施工中去解決。

4.2優(yōu)化供電系統(tǒng)環(huán)境

地鐵供電系統(tǒng)的運行環(huán)境對設備的工作效率和使用壽命有著重要影響，過往的許多事故教訓告訴我們，供電系統(tǒng)的多數(shù)故障都與惡劣的運行環(huán)境有關。因此，供電系統(tǒng)維護人員要重視日常的供電設備維護和保養(yǎng)，要著重做好環(huán)境的清理工作。以最常采用的接觸軌供電為例，其與受流面的相接處易出現(xiàn)故障，要保證接觸面無異物，受損嚴重時要及時更換。其次，保持周邊具有良好通風、干燥環(huán)境，定期清理灰塵。

結(jié)語

地鐵工程項目的建設在一定程度上有效緩解了城市交通壓力，地鐵供電方式主要包括三種，分別為集中供電、分散供電和混合供電，這三種供電方式通常具有不同的應用優(yōu)勢和弊端，總體而言，集中供電方式效果更佳，應充分結(jié)合地鐵工程項目實際情況對供電方式進行科學選擇。

參考文獻

[1]張恩建.地鐵供電系統(tǒng)繼電保護方案分析[J].科技經(jīng)濟導刊，2019，2714：75-76.

[2]張亮.地鐵供電系統(tǒng)的供電方式及其選擇探析[J].城市建設理論研究（電子版），2017（18）：25-26.