轨道交通供电系统及其关键技术研究

轨道交通供电系统及其关键技术研究

发布时间：2023-01-05T08:09:03.918Z 来源：《福光技术》2022年24期作者：韩世卿

[导读] 牵引供电系统供电方式可从直流或交流两种形式进行合理选择，结合近几年的发展情况来看，为进一步加强城市轨道供电系统的运行安全性，行业内部人员主张利用直流制与交流制混合应用模式，稳定提升城市轨道供电系统的运行安全水平。

天津轨道交通运营集团有限公司天津 300381

摘要：轨道交通可视为输电网的重要主体用户，在日常运行过程中，通常会从城市电网中获取大量电能，以作为供电系统的主要能源。轨道交通供电系统在结构组成方面，主要以中高压环网系统、牵引系统、动照系统等组成。中高压环网系统基本上可以视为轨道交通供电系统与输电网实现互相连接的接口设施，可有效将电能从城市内部引入供电系统中，为其提供稳定电能。其中牵引供电系统主要为全线运行的车辆提供电能，确保轨道交通车辆稳定运行。动照系统主要为轨道车辆提供照明设施，减少隐患问题出现。

关键词：城市轨道交通；供电系统；关键技术

一、轨道交通牵引供电系统概述

1.牵引供电系统供电方式可从直流或交流两种形式进行合理选择，结合近几年的发展情况来看，为进一步加强城市轨道供电系统的运行安全性，行业内部人员主张利用直流制与交流制混合应用模式，稳定提升城市轨道供电系统的运行安全水平。在具体应用过程中，直流制供电方式可以视为牵引供电系统常用的供电制式。通电运行过程中，牵引变电所从中压网络中获取电流，大量电流经降压整流机组处理后，以直流电形式存在。直流电会输送到牵引网中，为列车提供电能，直流制供电方式主要立足于地铁牵引电机需求，将整流装置安装于牵引变电所中，以减轻车身重量。除此之外，直流牵引网会按照供电连贯方式，在列车运行出现故障时，可以实现单边供电、大双边供电间的切换管理，以确保列车可保持稳定运行状态，但是直流制供电方式也存在如线路损耗大、供电距离短等诸多弊端问题。

3. 对于一个城市的轨道交通牵引供电系统来说，城市的轨道交通的主要牵引供电系统，大致由两部分组成，这两部分主要包括了牵引变电所以及接触网，这两个主要组成部分，在轨道交通供电系统中，一般来说，最通常所采用的主要包括直流供电以及交流供电这两种供电形式，然而，在城市运转的过程中，所面对的大量的用电需求越来越大，基于这样的现状，这就需要城市的牵引供电系统需要采用较为高效的牵引供电系统，使用这种供电系统来全面的去提升城市交通轨道运输中牵引力供电的整体运作效率。相对于其他供电系统来说，这种直流的牵引供电系统结构比较繁杂，而且对于这种供电系统来说维护成本较高。

二、城市轨道交通牵引供电系统组成和分析

对于一个城市的交通轨道运输系统来说，轨道运输是轨道交通的一个重要的组成部分，供电系统主要包括主变电所，牵引变电所，降压变电所，轨道交通的馈电线，接触网，以及回流线，杂散电流防护系统等众多部分组成。在这些主要的部分中，轨道交通运输的主变电所把一个城市的110kV电源引入经三相高压交流电降压然后再配送给城市的交通轨道沿线的牵引变电所和同时也会配送给降压变电所。

轨道交通运输中的牵引变电所则是将一定的交流电经过降压整流之后变成1500V的直流电，城市轨道交通运输中的直流馈电线则是将牵引变电所的直流电通过一定的设备输送到接触网或者接触轨上，接触网则是沿着城市交通运输的电动列车行驶的轨迹路线架设线路，其中，电动列车则是通过受电弓与接触网的直接接触从而去获得电能。

城市交通运输中的供电系统其主要存在的优点表现为：机车是直接去接受直流电源，从而大大的减少了需要用到的整流设备，很大程度上可以简化机车设备。

三、城市轨道交通交流牵引供电系统的关键技术

1牵引网分段供电和保护

电缆牵引网有很强的输电能力，而且也有比较复杂的输电结构复杂，上、下行牵引网和备用电缆组成的结构比较复杂，能够避免故障问题，但是也降低了系统的可靠性与可用度，用供电系统分段供电方法，能够更好地切除故障，并且也可以限制故障的范围，降低故障的影响。电缆与接触网是分别分段，也可以集中在一处分段，集中分段宜设在牵引变压器处，然后能让列车不间断地带电通过。

2牵引供电系统中变电站位置的确定

对于一个城市的交通轨道的交流牵引供电系统来说，在供电系统的使用之前很重要的一点是需要在规划以及确定在供电系统中选取一定合适的变电站位置，选取合适的供电站位置，对于整个供电系统来收，具有很大的作用，合适的供电站位置可以很好的去保障后期供电的高效运行。在供电系统使用之前，一定要通过实地的测量，根据实际情况，选定配套的牵引系统网络的结构以及牵引网电压。这样的操作过程可以很好的保证整个供电系统运作的高效性以及安全性。

3.牵引供电系统的保护配置

对于目前社会经济的发展，导致较多的人涌入大城市，因此，导致城市的供电系统的压力骤增，因此，在这种大的压力之下，供电系统的交流牵引供电系统在整个供电的使用过程中要合理的配备高效的保护装置，在供电系统的使用中，很好的配备保护装置，很大程度上可以实现供电系统的限过电流保护，减少供电系统产生故障，与此同时，保护系统的使用，也可以很大程度的去根据实际的短路电流大小，从而实现适度的调整保护装置的启动时间，减少安全故障的发生。

总结

随着我国综合国力的不断提升，我国的经济不断的向前发展，导致更多的人涌入了城市，这种情况也将会给轨道交通带来较大的压力。而在城市轨道交通运输中的电力系统来说，相较于直流的牵引供电系统，交流牵引供电系统在城市轨道运输中更能有效去提高城市轨道供电的稳定性以及维护简便性，交流牵引供电系统的使用，更能符合交通运输需求。于此同时，也在一定的程度之上，很大的推动了我国供电系统体系的良好发展。

参考文献：

[1]鲍鸣.城市轨道交通中的牵引供电技术应用[J].集成电路应用，2022，39（05）：44-45.DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2022.05.014.

[2]胡银全，张浩然，刘杰.城市轨道交通牵引供电及电力技术[J].南方农机，2020，51（08）：203-204.

[3]陈杰.城市轨道交通牵引供电系统的技术发展研究[J].装备维修技术，2019（03）：192.DOI：10.16648/ki.1005-2917.2019.03.168.

[4]王宏宇城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术[J].山东工业技术. 2017（01）