姜宇

[摘 要]地铁是目前我国大城市中交通出行最重要的方式，每天承载着大量的城市人流。所以地铁的各项系统都应该得到充分的保障，根据实际情况进行选择。本文以地铁系统中重要的供电系统为例，探讨地铁供电系统的选择以及对可能发生的问题的最佳应对情况。

[关键词]地铁运行；地铁供电系统；地铁供电方式

中图分类号：TM464 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0054-01

伴随着城市化的不断增强和人口的不断增加，地铁对缓解城市的交通压力有着越来越大的作用，相对地，在它的运行中各种系统的安全标准也在不断的提高。地铁的供电系统是重要的地铁组成部分，不仅提供着列车运行的动力，也为地铁内其它重要的设施起着供电的重要作用，地铁供电系统的重要性可见一斑。

1 地铁供电系统的介绍与要求

1.1 地铁供电系统的介绍

地铁的供电系统即在地铁的运行中为地铁各项需要电力的功能提供实时电力的在地铁沿线建立的供电系统。在轨道交通的发展中，电力系统用在轨道交通的电力牵引的历史已经有一百余年的历史，到现在，地铁的供电系统已经有了较大的发展，有了适合于不同国家和不同实际情况的各种供电制式和各种供电系统的选择。地铁供电系统一般由两个部分组成，一是从城市电网中拉取的电源，二是地铁内部的供电系统，也就是狭义的供电系统，它一般由牵引供电系统、供电配电系统、杂散电流防护系统、电力监控系统、接地防护系统和主变电所几个部分组成。地铁内的供电系统除了对电动列车进行牵引运作外，对地铁中的通风设施、自控车门、照明消防等功能的正常运作也起到了重要的支撑作用。地铁供电系统的意义就是给各种电压等级和电压制式的设备进行正常供电，保障地铁系统整体的安全运行。我国目前大城市中地铁发展迅速，主要的外部电源供电方案是35k V（33k V） 的集中供电和 10k V的分散供电，主要的牵引供电制式有 DC1500 接触轨、DC750V接触轨等制式，在供电系统和供电制式的选择方面，要根据当地的实际电源情况和网线规划情况来确定。

1.2 地铁供电系统的要求

地铁供电对于周边的供电系统有一定的要求，供电系统要分布在整个地铁运行沿线，两路电源应该来自不同的变电所或者变电所的不同母线，且每个进线电源的输电量应该满足变电所的一级负荷和二级负荷的要求，两路电源应该同时投入使用，以应对可能发生的特殊情况，同时为了减少运营成本和建设成本，对地铁供电的变电站应该建立在地铁线路的周围，减少进入地铁的电缆长度。

2 地铁供电系统的分类与选择依据

2.1 地铁外部供电系统的供电方式及选择

外部电源即采用城市电网能源对地铁进行供电，目前我国在外部电源供电方式的选择方面主要有集中供电、分散供电和混合供电三种方式。

2.1.1 集中供电

地铁供电系统中的集中供电方式就是指根据用电需量在地铁沿线周围为地铁用电专门设立地铁专用的主变电所，主变电所把高压电转为35k V或 10k V的地铁所需电压等级，集中为地铁所需要的电力进行供给。一般情况下在地铁周边建设的主变电所数量都很少，所承担的供电负荷较大，所以集中供电中的主变电所应该有着大容量的变压器和大容量的传输系统，对电源的电压要求也比较高，这种方式便于地铁管理运营部门的管理，可靠性较高。

2.1.2 分散供电

分散供电是指在地铁沿线根据用电的负荷情况建立很多开闭所，每一座开闭所都由城市电力系统为其提供两路电源，通过开闭所对地铁的牵引系统等进行供电。开闭所的意义在于将城市电源和牵引降压混合变电所建在一起，开闭所溃向混合所的叫做溃出线，由混合所溃向开闭所的叫做联络线，这样当一座开闭所出现某种情况不能使用时，相邻的开闭所可以通过联络线进行电力的支持，因此使用分散供电的供电方式需要在地铁沿线建立较多的开闭所。

2.1.3 混合供电

混合供电是指综合以上两种供电方式，对地铁系统进行合适的供电选择，一般情况下是以集中供电为主，在某些地方采用分散供电的方式，以对原有的供电系统进行补充。但是这种供电方式需要的准备以及调控比较复杂，虽然说在理论上是最佳供电方式，但是执行难度较大，一般还是采用前两种供电方式的地铁线路比较多。

2.2 中压环网的构建策略

中压环网属于供电系统中的内部供电系统，指的是电力经过外部系统的变压器降压之后直接运用于地铁系统的电力输送线路，中压环网的构建应该符合安全可靠、接线简单、负荷平衡、保护措施到位、调度方便的原则，我国现在常用的中压环网电压大概是10k V和35kV，所以对于中压环网的建设一般有35k V中压网络、20kV中压网络和10kV中压网络三种，其输电量、输电距离和造价成本依次递减，所以从各个方面考虑，除了我国早期的分散供电式地铁需要10k V中压环网以外，其他地方都以35kV的中压环网效益为最佳，运营成本低，输电效率高。

2.3 牵引供电系统的构建策略

牵引供电系统是列车运行的最重要系统，负责对列车的牵引进行供电，使列车能够正常运行。直流牵引供电系统主要是由牵引变电所中的整流机组、直流正负极开关设备、接触轨、馈线、均流电缆、钢轨电位限制装置等构成。牵引变电所的工作原理是变电所中设立的两套整流机组运行形成的等效 24 脉波方程，通过接触轨向列车提供运行的电力，然后再通过钢轨和回流电缆将电力导回到牵引变电所的负极柜。它是牵引供电系统的核心，要根据列车和车站的实际情况来建立牵引变电所，适时也要建立牵引变电所和降压变电所混合的牵引降压混变电所，在牵引变电所的构建当中要注重 12 脉波整流机组的构建，对牵引变电所的可能故障要有充分的考量，注重效率和成本的结合。

牵引供电系统中的牵引网也是牵引供电系统的重要部分，它主要是由正极的接触网供电，然后经过负极的走行轨回流，完成供电的步骤，牵引供电对于地铁的供电方式主要有接触轨和架空接触网两种形式。

3 结语

本文着力于对地铁中供电系统的供电方式进行选择，主要探讨了地铁的外部供电系统、中压环网传输系统和牵引供电系统的各种供电方式选择对策。综上所述，集中供电的方式在很多方面要优于分散供电，在现代的地铁建设中如果有条件的话，集中供电的供电方式是较好的选择，但是具体的选择还是要以当地的各种情况为首要考虑条件，将城市发展规划和地铁供电铺设结合起来，以得出最佳的方案。中压环网建设方面，一般宜采用 35k V的中压环网建设标准。牵引供电方面可以选择架空接触网和接触轨两种供电形式，其中架空接触网的刚性悬挂方式在目前大部分地铁中应用较为广泛。目前对地铁供电方式的探讨最终还是要从实际情况出发，力求产生地铁供电的最佳方案。

参考文献

[1] 龚孟荣.地铁供电系统设计及仿真研究[D].西南交通大学，2013.

[2] 沈丽莉.地铁供电系统可靠性评估与安全评价方法的研究[D].大连交通大学，2013.