城市軌道交通供電系統(tǒng)及電力技術分析

李浩然

摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，一個城市的交通是否可以正常地運行，關鍵在于其供電系統(tǒng)，因為這一系統(tǒng)保證了電能的供應以及傳輸功能的實現(xiàn)，因此整個軌道交通運行的質(zhì)量以及效率才可以得到保障。隨著城市的不斷發(fā)展，軌道交通網(wǎng)絡也逐漸地發(fā)達，并且運行的線路也在不斷地增加，這對供電系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求，因此，對于供電系統(tǒng)的結構及電力技術的分析是非常有意義且可以帶來現(xiàn)實價值的。

關鍵詞：城市軌道交通;供電系統(tǒng);大數(shù)據(jù);技術

1城市軌道交通交流牽引供電系統(tǒng)概述

牽引電機是列車在運行過程中的主要動力來源，這種電機通常分為兩種，主要是直流牽引電機以及交流牽引電機，在列車實際運行的過程中，對于交流牽引電機的使用數(shù)量是最多的，因為這一牽引電機的功率的承受能力遠遠大于直流牽引電機，因為直流牽引電機存在換向環(huán)等機械機構，但是，交流牽引電機不存在機械結構，因此，其可以在較高的轉(zhuǎn)速情況下穩(wěn)定地工作，所以在軌道交通列車中用交流牽引電機逐漸地取代了直流電機。單向鏈接是交流牽引供電系統(tǒng)的主要鏈接方式，有兩臺變壓器為其工作，雙繞組單相變壓是其變壓方式，它的結構從外部來看，像一個開口的三角形，電網(wǎng)的兩端存在高低電壓，接地的一端為低壓，電網(wǎng)的接入端為高壓，母線負責鏈接其他的端口，因為終端供電需要進行降壓，因此，加設了降壓系統(tǒng)，但是由于列車需要照明，在需要照明的地方加了偏高一點的電壓，建立了增壓系統(tǒng)，使得電器可以正常地運行。

2城市軌道交通的發(fā)展狀況

以前我們所說的城市軌道交通既包括地鐵、輕軌，同時也包括公交車等公共性交通。世界上的第一條軌道交通是在英國開始建設的第一條地鐵線路，在經(jīng)歷了九年間的探索建設以后，終于正式投入運行。在其運行過程中，主要是利用蒸汽機來作為其牽引動力，從而促進軌道交通的運動和發(fā)展。后來隨著社會的快速發(fā)展以及城市人口的迅速增加，交通堵塞問題頻繁發(fā)生，一些發(fā)達國家開始在交通建設過程中獨辟蹊徑創(chuàng)造了城市軌道交通，且對城市軌道交通的重視力度逐漸增強。中國就是世界上3個軌道交通運營里程最長的國家之一。其中我國的北京和上海兩座城市的軌道交通發(fā)展尤其突出。

3城市軌道交通供電系統(tǒng)運行方式分析

3.1集中式供電方式

集中式供電方式主要根據(jù)用電容量及供電線路長度，對城市軌道交通線路涉及的外部供電內(nèi)容，提供專用的主降壓變電所。在具體設置過程中，各主變電需要設立兩路獨立的進線電源，以確保供電過程的安全性、可靠性。在此基礎上，結合城市軌道交通內(nèi)部供電系統(tǒng)需要的電壓等級，對當前電壓進行適當降壓處理。根據(jù)應用反饋情況，城市軌道交通供電系統(tǒng)通過合理利用集中式供電方式，可提升城市交通的運營質(zhì)量與管理效率，可提高城市軌道交通車輛設施的運行安全性、可靠性。集中式供電系統(tǒng)在獨立性方面表現(xiàn)較強，受到外界干擾的影響較少，因此，安全性與穩(wěn)定性表現(xiàn)較為突出。

3.2交流制式牽引供電系統(tǒng)

在整個交流制式牽引供電系統(tǒng)中，最常用的連接方式就是單向連接，通常是需要在變電站內(nèi)安放兩個變壓器。同時需要采用雙繞組的單相變壓將整個結構變成三角形的模式，結構內(nèi)需要擁有兩個端口，同時也需要一個公共的端口。另外的端口與遷移母線相連接，低壓的端口處于接地側(cè)。在整個交流知識的牽引供電系統(tǒng)中，不僅需要在供電系統(tǒng)的終端安裝加壓系統(tǒng)，也是要將加壓系統(tǒng)安裝于整個完整線路的區(qū)間內(nèi)，這樣才能夠確保線路上的照明系統(tǒng)得以正常運行。在交流制式牽引供電系統(tǒng)中需要長時間保持著動態(tài)取流狀態(tài)，因而就會有很大的可能性產(chǎn)生瞬間接觸壓力。因此對交流制式的牽引供電系統(tǒng)安裝相關設施時需要具備較大的耐磨能力。

4城市軌道交通供電系統(tǒng)的電力技術分析

4.1科學選擇供電方法

對于城市軌道供電系統(tǒng)安全運行工作，科學選擇供電方法可為確保供電系統(tǒng)運行安全提供保障。（1）工作人員應明確當前供電系統(tǒng)供電穩(wěn)定性情況，根據(jù)供電系統(tǒng)運行反饋情況，選擇合適的方式手段進行加強處理[7];（2）工作人員應根據(jù)當前供電系統(tǒng)抗干擾能力表現(xiàn)情況，增強供電系統(tǒng)整體的抗干擾能力，避免出現(xiàn)隱患問題;（3）工作人員應結合供電方法的主要原理，明確各類供電方法可能會對城市軌道交通供電系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，結合利弊分析結果選擇合適的方法進行應用。

4.2柔性接觸網(wǎng)

通常簡單懸掛的形式中并不包含承力線，只存在著導線，這樣的優(yōu)勢是能夠支撐較高的高度，結構方面也相對簡單，在支撐點中并不需要承載過多的負荷。因此，簡單懸掛在很大程度上是應用在無軌電車以及城市輕軌中。即使在簡單懸掛中也存在著很大的不足，它的缺陷主要是懸掛點包含硬點，跨度比較小，而且在操作過程中可能會由于導線的問題出現(xiàn)搖晃擺動的現(xiàn)象。正是由于雙線接觸網(wǎng)的這種局限，所以，它基本不能夠在高速鐵路中應用。鏈型懸掛通過將懸索把承力線與導線直接聯(lián)系起來的方法巧妙地處理了簡單懸掛中出現(xiàn)的跨度小以及用點弱的問題，將鏈形懸掛應用在城市地鐵中，使得地鐵的工作速度得到了較大的提升。

4.3確定補償方式

所謂的補償是指在供電系統(tǒng)運行設計的過程中，需要將整個供電系統(tǒng)運行時所出現(xiàn)的無功補償以及過補償情況進行消除，因為對于供電系統(tǒng)運行來講，照明系統(tǒng)在沒有負載的情況下也需要運行，而且照明系統(tǒng)的整體功率會比較大，所以所產(chǎn)生的能耗就會隨之增加，需要在節(jié)能減排的過程中將這種不必要的能源消耗進行降低，從而達到節(jié)能環(huán)保的效果。而節(jié)能減排不僅僅需要依靠上述方法，同時還需要避免在系統(tǒng)運行中出現(xiàn)過補償?shù)那闆r。

結語

綜上所述，在城市化不斷發(fā)展的前提下，對各行各業(yè)都提出了更高的要求，作為城市軌道交通的重要組成部分之一的供電系統(tǒng)，一定要加強其穩(wěn)定性，對新技術的融入要不斷地加強，立足于城市軌道交通供電系統(tǒng)運行現(xiàn)狀，對當前運行工作存在的弊端問題，進行及時治理與強化管理，從根本上解決城市軌道交通供電系統(tǒng)運行風險問題，提升我國城市軌道交通供電系統(tǒng)及電力技術管理水平。

參考文獻：

[1]于松偉，楊興山，韓連群.城市軌道交通供電系統(tǒng)設計原理與應用[M].成都：西南交通大學出版社，2018.

[2]李群湛，賀建閩.牽引供電系統(tǒng)分析[M].成都：西南交通大學出版社，2020.

[3]高仕斌.高速鐵路牽引供電系統(tǒng)新型保護原理研究[D].成都：西南交通大學，2020.