地铁供电系统的运行方式和特点

地铁供电系统的运行方式和特点
摘要：随着我国社会的不断发展，城市化进程不断深入的背景下，地铁是我国
城市交通系统的重要组成部分，对城市居民的交通出行具有十分重要的影响，因
此建设好地铁系统是市政建设的重要任务之一。

地铁系统建设中供电系统的建设
是非常重要的一环，因为地铁系统的运行主要依赖于地铁供电系统。

地铁供电系
统是为地铁运行提供电能的系统，其主要包括内部供电系统和外接电网供电系统
两部分。

关键词：地铁供电系统；运行方式；特点
1地铁供电系统的运行方式及特点
1.1集中供电方式及特点
众所周知，集中供电是地铁供电系统较为常见的运行方式之一，其是指由主
变电所构成的供电方案。

具体来说，集中供电方式是根据实际用电容量，结合地
铁线路长短，沿地铁线路建设地铁专用的主变电所来进行供电。

负责向主变电所
供电的是发电厂患者区域变电所，一般情况下，主变电所的电压多为AC110kV，
但主变电所会先根据地铁供电系统的实际需求进行降压处理，通常是将电压级降
低到AC35kV或AC10kV后，再向地铁供电系统内部供电。

再者，各主变电所还具备两个独立的电源，其电压均为AC110kV。

集中供电方式的特点是方便运营管理，并且由于各牵引变电所、降压变电所等均是由环网电缆供电，因此具备较强的可
靠性。

1.2分散式供电
地铁分散式供电的主要电能来源是城市中的电网区域变电所或者是中压输电线，在地铁轨道的沿线设置了降压变电所与牵引变电所，因此它并不需要一个主
要的变电所进行配电设置。

分散供电的优点是可以充分利用城市电网中的电力资源，但是这种供电方式的电力来源是城市不同区域内的不同变电所，所以这种供
电方式不仅要求变电所具备双路电源，而且在地铁的轨道沿线需要设置足够多的
供电容量与变电所。

分散供电的方式需要地铁所在的城市具备发达的电网以及与
地铁用电要求相符合的供电电源。

但是城市内的电网很容易受到其他区域电网的
影响，造成供电不足的现象，所以这种供电方式的可靠性较差，使用的过程中需
要考虑当地电网因素和周围区域内的电网因素。

1.3混合供电方式及特点
所谓的混合供电方式就是指集中供电方式和分散供电方式两者的结合，但是
总的来说还是以集中供电方式为主，而分散供电方式为次。

之所以要在部分地段
引入城市电网电源，目的是为了补充集中供电方式所顾及不到的地方，从而进一
步完善地铁供电系统，提高地铁供电系统的可靠性。

2改善地铁供电系统运行的有效措施
2.1遵循三项原则
在地铁系统中，一些日常设备系统，诸如电源系统、灯控系统以及空调系统等，均需要依靠地铁供电系统的供电才能够正常运转，并且在不同时段下，不同
系统对供电的要求也各不相同。

例如在夏天，空调系统对供电的要求要比其他季
节高；在晚上，灯控系统对供电的要求要比白天高。

所以，在地铁供电系统建设中，应当将实际供电的电源与需要的电源相统一，才能够确保地铁供电系统的安
全可靠运行。

而为了达到这一目的，需要遵循以下三项原则：（1）安全性原则：在地铁运行过程中，实际的供电指数往往需要达到一定标准，若低于电源标准指
标会导致地铁发生负电压作业，若高于电源标准指标则容易引起一些安全事故，
所以必须要在标准指标下进行运输，这样才能够确保运行安全；（2）效益性原则：节能是现代的一个重要话题，随着节能理念在各行各业中的运用，地铁供电
系统也应当要紧跟时代要求，积极采用各种节能措施，严格遵守节能规定，注重
低碳化，提高效益；（3）智能性原则：地铁供电系统中的各类供电设备在应用
过程中，都必须要遵从于科学智能型的原则，即通过总开关来对其他开关进行同
时控制，这也是地铁系统的未来发展方向之一。

2.2提高地铁供电系统可靠性
在提高地铁供电系统可靠性的措施中，主要有三种方法，分别是故障树分析发、可靠框图法和故障模式后果法。

其中重点研究可靠框图法，它是研究供电系
统中各种因素之间相关关系的重要方法，为了表示地铁供电系统中的各种结构，
采用结构模型的可靠性框图方式，这样得到了地铁供电系统的可靠性框图，这是
进一步研究与分析地铁供电系统可靠性的重要依据。

可靠性框图法也是分析与提
高地铁供电系统可靠性的最常用方法之一，目前，人们运用可靠性框图法分析地
铁供电系统的可靠性有许多方式，例如并联、串联等。

当地铁供电系统中各个单
元都出现故障时，最终引发可靠性问题出现的形式是并联机构。

如果从提高供电
系统可靠性的角度上分析，地铁供电系统中的集中供电使用了电厂高压线路，这
种方式的防护性较高，相比于普通供电方式来说，发生故障的几率也很低，并且
集中供电与城市其他电路的连接较少，因此也不容易受到其他电路的干扰作用。

即使在发生故障时，例如出现主变电所解列的情况，也可以采用一定的方式是让
其他正常的主变电所传递电力，这样不会降低地铁供电系统的可靠性。

但是与集
中供电相比，分散供电连接了城市中许多其他电路，所以容易受到干扰，并且一
旦发生故障，需要应用到周围其他开闭所进行补偿供电，对地铁的正常运行产生
了影响，降低了地铁供电系统的可靠性。

2.3提高地铁直流供电系统稳定性
（1）首先，针对国内目前能源紧张、地铁系统耗电量过大的情况，设计利用
太阳能光伏发电为直流系统供电并与市电互为备用的模式。

太阳能光伏板发电，
是通过将４块光伏板及４个增压器组合、串联增压的方式，使得增压后的光伏板
板组最终输出DC 240V电压，以满足直流系统充电机及锂电池组对电压的要求
（其中光伏板上每节电池片输出电压为0.5V，每块光伏板输出电压为36V，通过
增压器增压后输出电压为60V）。

针对直流系统内通常使用的铅酸电池组存在的
难回收、高污染、频繁更换的问题，将其更换为免维护锂电池组。

（2）在电池
储能环节，每块锂电池上加装机械式温度控制器。

当任意一块锂电池产生电化学
腐蚀或过热时，机械式温度控制器的干接点会立即动作，各温度控制器信号形成“或”逻辑关系进入PLC内，PLC发出报警信号。

如果发生严重故障，即２块以上
锂电池故障时，多个温度控制器的故障信号形成“与”逻辑关系进入PLC内，通过
程序内逻辑运算后，PLC发出切除故障信号，实现即刻切除故障回路。

（3）最后，系统设计的远程通信方案，包含3种途径和3种通信协议，可将现场设备的各类
数据及状态更高效、快捷地传输到各数据平台和操作管理平台。

PLC柜可通过RS-485通信，将数据、状态信号传至智能屏GZDW-2内，或通过工业以太网协议将
数据传入HM I，还可与安装了工业控制软件ＡＰＰ的手机通信，将各类信息传输
至手机APP并上传至云平台进行大数据分析。

2.4应用智能化设备
目前在我国的地铁系统中，已经逐渐开始应用了一系列智能灯控系统及智能
办公化系统等，但是空间运输系统却仍然比较单一，已无法满足时代的发展要求。

未来，便捷化、舒适化的发展将成为空间运输系统的主要趋势。

为了满足这一要求，在地铁供电系统中会逐渐增加各类先进的智能化电气设备，这些设备的特点是：（1）同类型产品不需要重复性使用；（2）节能高效；（3）具备简单化处
理的效果。

只有积极应用智能化设备，才能够促进地铁系统的进一步完善。

结语
我国地铁行业逐步发展的同时，地铁的安全问题被越来越多的人重视。

因此，我们需要了解地铁的地铁供电系统的运行方式，并找出影响其安全性的因素，提
出解决策略，从而保障地铁供配电系统的安全性与可靠性。

参考文献：
[1]陈欢.地铁供电系统的供电方式及其选择浅析[J].农家参谋，2018（06）：233.
[2]孙梓博.地铁供电系统可靠性和安全性分析方法研究[J].城市建设理论研究（电子版），2017（18）：11.。