城市轨道交通牵引供电系统研究

合集下载

城市轨道交通直流牵引供电系统有关技术研究

城市轨道交通直流牵引供电系统有关技术研究摘要：轨道交通是近些年国内逐渐兴起的交通工具，相较于汽车、公交等系统，轨道交通噪音低、污染小，且不会出现拥堵问题，能够大大改善城市居民出行质量。

因此非常适用于国内交通质量存在缺陷的大中型城市。

作为城市交通网中的重要一环，在国内城市化及人口数量不断增加的同时，越来越多的城市开始引入了轨道交通方式。

轻轨、地铁等交通工具在改善交通压力的过程中，发挥出了很大的作用。

所以，本文对城市轨道交通直流牵引供电系统有关技术进行研究。

关键词：城市轨道交通；直流牵引供电系统；有关技术一、城市交通轨道发展现状对于城市轨道交通当中的高压供电系统来讲其主要就是所有的电气运行的基础，承担着轨道交通当中的供电以及传输和用电需求，对于轨道交通的安全以及可靠性有着重要的作用。

根据相关的实际功能要求可以将其分为两大部分，主要就是电力机车在运行中的牵引负荷以及车站和区间以及控制中心的相关服务用电负荷。

由于现阶段城市交通轨道的自动化程度以及信息化程度很高，对于其稳定以及安全性的要求也是非常的大，其主要就是维持供电稳定，因此相关的管理企业就需要加强对其有效的重视，以此来对设备故障实施防止和控制，在实际的设备运行和维护当中一定要加强相关制度的遵循，确保行车以及设备和人员的安全。

因为高压设备运行的环境比较特殊以及其在轨道交通当中所能够起到的相应作用，在实际的维护管理当中，一定要根据相关的科学合理性实施操作，强化班组建设管理以及制度完善管理，实施对于职工加强专业技术水平以及安全方面的意识提升工作，从而建立完善的专业化以及高素质的维护管理队伍。

在这当中，需要遵守预防为主的原则，在此基础上制定科学合理的管理计划以及维修管理顺序，对设备检修工作定期实施，对设备所产生的故障及时有效的处理，确保高压设备的稳定运行。

为了能够确保设备稳定得到维护，就需要加强对于成本以及效率的控制，在确保设备能够顺利运行的基础上降低成本，尤其是对于人力成本的重视。

城市轨道交通双向变流式牵引供电系统的应用研究

2021年2月城市轨道交通双向变流式牵引供电系统的应用研究黄焕隆（南宁轨道交通集团有限责任公司，广西南宁530000）【摘要】针对当下越来越常见的城市轨道交通,本文在简述既有牵引供电系统优缺点的基础上,提出双向变流系统构成和优势所在,并对其在牵引供电系统中的实际应用进行深入分析,最后经试验得出该装置的应用能在满足各项使用功能要求的基础上节省大量能量的结论,旨在为城市轨道交通牵引供电系统设计和使用提供可靠参考借鉴。

【关键词】轨道交通;牵引供电;双向变流装置;节能降耗【中图分类号】U223【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2021）02-0333-02城市轨道交通以其速度快、运输能力强、噪声小、安全性高、乘坐舒适性好和节能环保等特点优势逐渐在我国各大城市得到广泛应用，成为解决日益加重的交通拥堵问题的有效举措。

就目前来看，大多数城市轨道交通都将二极管整流器作为直流牵引供电系统，在这种情况下，因能量传输只能实现单向流动，且无法控制输出特性，导致车辆制动后产生的能量被制动电阻大量消耗，这样除了会造成能量严重浪费，还会引发其他能耗问题，如隧道环境温度急剧升高，导致环控系统承担高负荷。

因此，针对这部分能量回收与再利用问题，是现阶段相关技术人员研究的重点。

在牵引供电系统中使用双向变流装置，能够在逆变状态下，使再生制动能量进入交流电网，避免直接被制动电阻消耗，以此实现节能降耗的目标；而在整流状态下，能够为车辆提供牵引所需的能量，使直流网压保持稳定。

同时，还能实现无功补偿，对中压电网实施无功补偿，起到提高功率因数的作用。

1牵引供电系统城市轨道交通直流牵引供电系统包括变电所与接触网，负责为车辆输送电能。

在该系统中，主要采用的是整流机组，虽具有成本低和使用成熟的优势，但存在以下缺点：①能量浪费问题比较严重。

该机组仅可以为车辆提供基本能量，再生制动能量将被制动电阻完全消耗，导致能量被严重浪费，并引发隧道环境温度大幅升高，环控系统产生二次耗能的状况；②直流输出电压产生较大波动。

城市轨道交通牵引供电系统

城市轨道交通牵引供电系统简介城市轨道交通牵引供电系统是城市轨道交通运行的重要组成局部，负责向轨道交通车辆提供电力供给。

它不仅直接影响着轨道交通的运营效率和电力消耗情况，还与乘客的乘坐舒适度和平安性息息相关。

本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的根本原理、组成结构以及未来开展趋势。

根本原理城市轨道交通牵引供电系统的根本原理是将电源通过接触网供给给轨道交通车辆。

具体来说，电源会通过接触网上的触网集电装置传送给牵引系统。

牵引系统由主变压器、牵引变流器和牵引电动机组成，负责将电能转换为机械能，驱动轨道交通车辆运行。

组成结构城市轨道交通牵引供电系统由多个组成局部构成，包括接触网、辅助设备和车辆终端设备。

接触网接触网是城市轨道交通牵引供电系统的核心局部，通常安装在轨道上方。

它由导线、吊杆、挂装件等组成，用于提供电力给牵引系统。

接触网一般采用带电架空式供电，即以高架的方式悬挂在轨道上方，通过接触网上的触网集电装置与车辆终端设备连接。

辅助设备城市轨道交通牵引供电系统还包括一系列辅助设备，用于确保供电系统的正常运行。

辅助设备主要包括配电变压器、开关设备、保护和监控装置等。

配电变压器用于将高压电源转换为适合牵引系统使用的低压电源；开关设备用于控制电能的分配和传输；保护和监控装置那么用于监测供电系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。

车辆终端设备车辆终端设备是城市轨道交通车辆上的设备，用于接收来自接触网的电能，并将其转换为机械能，驱动车辆行驶。

未来开展趋势随着城市轨道交通的不断开展，牵引供电系统也在不断创新和改良。

以下是一些未来开展趋势：高效能源利用未来的城市轨道交通牵引供电系统将更加注重能源的高效利用。

通过采用先进的能量回收技术，如再生制动系统、能量储存装置等，将能源回收再利用，减少能源的浪费。

无线供电技术无线供电技术有望成为未来城市轨道交通牵引供电系统的重要开展方向。

通过利用无线传输技术，可以不再依赖接触网，实现轨道交通车辆的无线供电，提高供电系统的稳定性和可靠性。

城市轨道交通DC3000V供电系统的方法研究

我国城市轨道交通主要以地铁和轻轨为主，其普遍采用了直流供电制式。《地铁设计规范｝（ＧＢ５０１５７ — ２０１３）中规定，国内城市轨道交通的供电制式为ＤＣ７５０Ｖ和ＤＣ１５００Ｖ，受流方式为第三轨方式和架空接触网方式。其中：ＤＣ１５００Ｖ电压较多的应用于架空接触网，ＤＣ７５０Ｖ电压较多的应用于接触轨，此外，随着技术的不断进步，接触轨开始推广采用钢铝复合导电轨技术，并开始采用ＤＣ１５００Ｖ电压等级。ＤＣ７５０Ｖ和ＤＣ１５００Ｖ供电制式适用于列车功率不大、供电半径较小、行车密度高、车站距离小、启动频繁的城市轨道交通Ｔ程。图１两组１．５ＫＶ／１２脉波整流串联图２两组相同１．５ＫＶ／２４Ｐ整流串联随着城市交通拥堵日益严重，我国城市轨道交通发展将会继续提速，选用更高电压等级ＤＣ３０００Ｖ直流供电制式会成为二上［］［二厂ｌ］＿种趋势，相比较与ＤＣ１５００和ＤＣ７５０Ｖ｝）（）Ｌ）（ｊ供电制式，ＤＣ３０００Ｖ供电制式的供电距离二ｊ一更大，单位距离变电站数量更少，牵引网和牵引变电所的能耗更低，土建工程投资更低。ＤＣ３０００Ｖ在国际上是一种成熟的供电图３正负受流轨供电方案图４负端受流的城轨动车电路原理图制式，在欧洲地区的一些国家的干线电气化铁路已有采用ＤＣ３０ＯＯＶ供电制式，我国南车南京浦镇车辆有限公司备相同，那么它们在钢轨上所产生的电流大小相同，相位相反，从而两钢轨上就没有了电流，也就不存在杂散电流；同已经具备ＤＣ３０００Ｖ车辆生产制造能，向格鲁吉亚生产出ｆ１过该电个回流电流相互抵消，压等级的车辆。时，在两个接触轨上的电流大小也基本相同，相位相反，因此它们产生本文提出了一种将有的城市轨道交通ＤＣ１５００Ｖ供电系统改造为的磁场也能够部分抵消。所以该方案不仅能有效解决杂散电流和钢轨还对电磁干扰能够起到很好的抑制作用。ＤＣ３０００Ｖ供电的一种方法，通过２组牵引整流机组串联，中点接地，得电位异常问题，到ＤＣ３ＯＯＯＶ的供电电压，由正负接触轨分别向列车供电，钢轨回流接３车辆高压电路方案分析城市轨道交通车辆高压用电主要分为牵引系统用电和辅助系统用地，从而形成正负ＤＣ１５００Ｖ的双轨受流方式。并对牵引变电所方案，供电网方案和车辆高压电路方案进行了分析研究，该方案可作为将电压电两部分，牵引系统由牵引逆变器将ＤＣ１５００Ｖ电压逆变成为ＶＶＶＦ变压变频电源，对牵引电机进行供电；辅助系统由辅助逆变器将等级直接提升至ＤＣ３０００Ｖ的一个过度方案。１牵引变电所方案分析ＤＣ１５００Ｖ电压转换成３相ＡＣ３８０Ｖ和ＤＣ１１０Ｖ电压，对辅助负载进行目前，我国各大城市所发展的城市轨ｉ荷变通设施，其牵引整流电力供电。牵引系统主要包括牵引变流器，牵引电机和牵引控制系统。在图３系统大都采用轴向双分裂结构变压器的１２脉波或者２４脉波双桥并联整流电路，其目的是为了提高直流供电质量，降低电压脉动，减少注入供电网受流方案中，由＋１５００Ｖ接触轨受流的车组可以沿用ＤＣ１５００Ｖ电压制式的牵引系统设备，而由一１５００Ｖ接触轨受流的车组则需进行电网谐波含量，提高整流变压器效率。为了得到ＤＣ３０００Ｖ的供电电压：ａ如图１所示，可将两组设备调整，将高速断路器（ＨＳＣＢ），充电电路（ＣＣ１、ＣＣ２和ＣＧＲ构成）接１．５ｋＶ／１２Ｐ脉波整流并联改串联且中点接地，形成２４脉波整流。通过这至负接触轨端；制动斩波电路（ＢＣ和ＢＲ）、变频器（ｖｖｖｒ）均正端接钢负端接受流轨。图４为负端受流的城轨动车牵引系统电路原理图。样的改造，可以最简单有效的将电压等级提高至ＤＣ３０００Ｖｏｂ．如图２所轨，结束语示，将两组相同１．５ＫＶ／２４Ｐ脉波整流串联可将电压等级提升至ＤＣ３０００Ｖ牵引供电制式在我我国还未有工程应用的实例，对于城ＤＣ３０００Ｖ，这样改造的牵引整流器较为复杂，适合容量需求较大的线路，轨交通领域而言还是一项全新的技术，本文提出的基于现有ＤＣ１５００Ｖ且能够有效抑制电压不平衡昕产生的中点飘逸。系统改造的ＤＣ３０００Ｖ供电系统为城市轨道交通牵引供电制式的选择２供电网方案分析牵变电所供电电压增高，不仅可以增加牵引变电所的供电距离，减提供了—个新的思路，其中具体方案的实际应用还有待进一步深入研小输电线截面积来减少投资和运营成本，且可以满足较大功率负载供究。参考文献电和提高机车速度，但是电压等级的提高也会带来许多问题，比如绝缘等级需要相应提高。【１】高勇．城市轨道交通直流牵引供电系统接地方案研究ｌＤ１．重庆：西南交２０１５．通过多牵引变压器进行中点接地，是系统双线供电，在不改变系统通大学，结构的睛况下，增大了输出电压等级。如图３所示，将牵引变压器中点１２１吴昊．城市轨道列车电力牵引系统设计及仿真『Ｄ】．重庆：西南交通大学，５接地，系统通过＋１５００Ｖ和一１５００Ｖ受流轨给机车分别供电，同时经钢２０１轨回流接地。忽略正负受流轨电压不ｘｔ，ｇ，如果正负受流轨所负载的设

城市轨道交通供电系统及电力技术分析

城市轨道交通供电系统及电力技术分析【摘要】本文通过对城市轨道交通供电系统及电力技术的分析，探讨了其在城市轨道交通发展中的重要性和作用。

首先介绍了城市轨道交通的现状和研究背景，然后详细描述了城市轨道交通供电系统的组成与作用，以及现有的电力技术应用情况。

接着分析了供电系统存在的问题与挑战，并探讨了电力技术在城市轨道交通中的应用前景。

最后对城市轨道交通供电系统及电力技术的未来发展趋势和对城市轨道交通可持续发展的影响进行了总结和展望。

通过本文的研究，可以为城市轨道交通领域的发展提供技术支持和决策参考，推动城市轨道交通的可持续发展。

【关键词】城市轨道交通、供电系统、电力技术、发展现状、问题、挑战、应用、发展趋势、未来方向、可持续发展1. 引言1.1 城市轨道交通供电系统及电力技术分析的重要性城市轨道交通供电系统及电力技术分析的重要性在城市轨道交通系统中，供电系统是不可或缺的重要组成部分。

供电系统的稳定性和效率直接影响到城市轨道交通的正常运行和安全性。

通过对城市轨道交通供电系统及电力技术的分析，可以更好地了解这些系统的结构和运行机理，帮助运营管理者更好地指导和监控城市轨道交通系统的运行。

通过对电力技术的分析和研究，可以不断提高城市轨道交通系统的能效和可靠性，降低能源消耗和运营成本，促进城市轨道交通系统的可持续发展。

深入研究城市轨道交通供电系统及电力技术，对于提升城市轨道交通系统的运行效率、改善城市交通运输环境，具有非常重要的意义。

1.2 城市轨道交通发展现状随着城市化进程的加快和交通需求的增长，城市轨道交通系统在各大城市中扮演着越来越重要的角色。

目前，世界各地的城市都在积极建设和完善城市轨道交通网络，以提高城市交通效率，缓解交通拥堵，改善环境质量。

在中国，城市轨道交通的发展也取得了明显的成就。

据统计，截至2020年底，全国共有40个城市拥有城市轨道交通系统，运营里程超过8000公里，成为世界上轨道交通发展最快的国家之一。

城市轨道交通牵引供电系统分析

城市轨道交通牵引供电系统分析摘要：近年来，轨道交通的运输规模不断增加，给人们的出行带来更加便捷体验的同时，也引起了很多人的担忧。

因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加，这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。

这需要不断引进新的技术，不断消化吸收，努力进行创新和再创新，同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高，所以对于其关键技术进行研究是有必要的。

关键词：城市；轨道交通；牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营，我们必须做好地铁供电系统的运行工作。

其关键作用是为地铁及其电气设备供电。

在地铁供电系统中，关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。

高压电源可以立即应用于市政工程的用电。

在供电的情况下，一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。

地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。

牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。

然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网，地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。

在地铁照明灯具供电系统中，不仅需要给照明灯具供电，还需要给离心泵和离心风机供电。

该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。

2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成，整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。

其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段；直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极，负极仍保留直流控制柜内的隔离开关，且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。

传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。

直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护；直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护，各种保护相互配合，从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。

轨道交通双向变流式牵引供电系统研究

制，达到数个 PWM 整流器单元的平均电流控制 [21]。
1.3
系统网络结构及监控平台
工业计算机监控平台所发出的控制命令由以太
网传输到每个 PWM 整流器单元，同时通过以太网向
计算机传输每个 PWM 整流器单元所采集的数字信
号与模拟量，采用计算机监控平台内的对应软件及
时处理与呈现 [22-24] ，系统的网络结构如图 4 所示。
的有效降低，并且电流谐波含量降低的效果会随着
[16]
此技术中并联单元数量的增多而提升。
2）降低谐波机理
以并联两个 PWM 整流器单元为例，降低 C 相电
图2
错时矢量调制技术原理图
参考电网电压过零点，以特定时间 Ts/M 分别错
开 M 个整流器单元采样点，每个单元依旧以传统两
电平 PWM 整流器矢量调制方式为依据实行控制。
矢量调制技术是 ISVM 技术的根本，ISVM 技术通过
图4
数个单元彼此间的配合实现系统整体电流谐波含量
摘要：针对不同运行情况下电流谐波效果不显著、电压与电流不稳定，且双向流动浪费能源的问
题，提出一种轨道交通双向变流式牵引供电系统。设计包含数个三相电压型 PWM 整流器单元并
联的双边供电系统主电路结构，单 PWM 整流器单元控制策略引入电流前馈解耦控制算法，去除三
相电流彼此间的耦合，实现对整流器单元各相电流的单独控制。多 PWM 整流器单元并联控制策
关键词：轨道交通；双向变流；牵引供电；错时矢量调制；谐波含量
中图分类号：TM464
文献标识码：A
DOI：10.14022/j.issn1674-6236.2021.09.017
文章编号：1674-6236（2021）09-0080-05

城市轨道交通牵引供电及电力技术分析

城市轨道交通牵引供电及电力技术分析摘要：城市轨道交通是一种新型的交通方式，得到了更多的应用。

在城市轨道交通牵引供电系统中，包含着直流供电以及交流供电两种。

通过使用基于接触网的供电网络技术、基于第三轨的供电技术等电力技术，使城市交通牵引供电系统的运行更加安全，耗能更低，电能传输的效率更高。

关键词：城市轨道交通；牵引供电；电力技术1城市轨道交通牵引供电系统分析1.1城市轨道交通牵引交流供电系统与城市轨道交通牵引直流供电系统不同，城市轨道交通牵引交流供电系统在搭建中使用的是单向连接的方式。

将两台变压器同时安装在变电站内，并使用双绕组的单项变压。

这样的搭建方式能够使得整个结构呈现出开口的三角形。

低压端口位于接地一侧，高压端口在电网接入端，其他的端口则要与牵引母线进行连接。

在进行城市轨道交通牵引交流供电系统的建设中，降压系统要设置在供电系统的终端以及线路的区间，这样的设置能够为城市轨道交通牵引交流供电系统的正常运行提供保障，尤其是对于线路中的照明系统的工作进行了更好的保护。

城市轨道交通牵引交流供电系统系统上的设备都要具有较强的耐磨性，使得供电系统能够更好的抵御运行中较大的瞬间接触压力。

1.2直流制牵引供电就我国目前阶段的供电方式来说，大部分的城市为了保障为人们的日常工作和生活提供稳定的电流和电压，都会在城市的变电站、牵引网、接触网的安置和运行过程中，采取1500V 直流电的供电方式。

而双轨道交通牵引作为一种对用电需求更高的城市轨道交通方式，需要在实际的运行过程中采取两边都供电的模式，这一模式的采用是为了防止当一边的供电系统出现故障时，另一边的供电系统能够接替进行工作，从而保障城市轨道交通的正常运行，不会造成城市交通故障，对使用者也是一种保障。

此外，还会辅助以直流牵引供电网的保护，借助杂散电流的保护方法，将使用的电能、电压、电能等均匀地分配到每一个运输网络，从而保证每一个用电器都能够保持正常的工作，而且对于长距离的运输线路来说，也具有一定的保障作用，不会由于线路过长而出现故障。

城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析

城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析摘要：在城市轨道交通供电系统中，按照故障率和故障直接影响程度来综合分析，直流牵引供电系统故障是对运营服务影响最严重的，高居榜首。

因此，如何更好的对直流供电系统进行维护保养，提前准确的发现设备隐患，快速高效的处理直流故障，是摆在运营供电人员面前的难题和严峻考验。

本文就城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略的有关内容进行了简要的分析，以供参考。

关键词：城市轨道交通；直流牵引供电；系统控制1城市轨道交通直流牵引供电系统组成城市轨道交通牵引供电系统为整个城市轨道交通的运行提供电能，是城市轨道交通的重要组成部分。

城市轨道交通牵引供电系统又分为：直流系统和交流系统。

直流牵引供电系统主要包括牵引变电所、牵引网以及列车等，整个直流牵引供电的能量流动过程，直流牵引变电所首先将电压等级为35kV的交流电通过变压器进行降压，然后通过整流转换成为750V的直流电，然后电能通过接触轨给列车进行供电，最终通过走行轨进行回流，从而构成完整的电路。

其中牵引变电所中的PWM整流机组和二极管整流机组并联运行进行列车制动和启动时的能量传输，将电能传送回接触网或者传输到列车。

由于研究精力有限，因此对于直流牵引供电系统中的牵引供电装置的损耗和辅助供电系统没有进行详细的研究，仅在计算列车功率时给定功率和转换效率进行近似计算。

牵引变电所是直流牵引供电系统的核心装置，本文采用能馈式牵引变电所代替传统的二极管整流牵引变电所，主要包括二极管整流机组和PWM整流机组。

其中PWM整流机组可以将列车制动时的能量回馈到接触网，提高城市轨道交通的节能减排水平。

其主要功能是负责将交流侧网络的高压经过降压整流到直流侧网络为750V的电压，是交流侧网络和直流侧网路的接口。

能馈式牵引变电所的工作方式根据列车的不同的运行工况从而选择不同的工作方式，分别为：（1）当列车处于牵引工况时，牵引所工作方式为整流当列车处于牵引工况时，牵引变电所处于整流工况，二极管整流机组和PWM整流机组进行整流工作，向列车输送电能。

城市轨道交通供电系统设备及其应用探析

城市轨道交通供电系统设备及其应用探析城市轨道交通供电系统是城市轨道交通的重要组成部分，它为城市轨道交通提供了稳定、可靠、高效的电力供应。

城市轨道交通供电系统主要由供电设备、牵引设备和配电设备组成，本文将针对这三种设备进行详细介绍。

一、供电设备城市轨道交通供电系统的供电设备主要包括变电站、架空线缆、绝缘栅、接触网等。

1、变电站变电站是城市轨道交通供电系统的核心设备，其主要功能是将电力从高压电网升压变成适合城市轨道交通使用的低压电力，同时进行定时计量和监控，确保城市轨道交通电力供应的准确性和可靠性。

变电站的选址、设计和建设需要充分考虑城市轨道交通线路的规划和运营需求，以确保供电系统的高效运行和安全稳定。

2、架空线缆架空线缆是城市轨道交通供电系统中贯穿全线的一种供电设备，其主要作用是将变电站输出的电力传递到城市轨道交通的每个区间供电子站。

架空线缆的选用要考虑线路的特点和工程难度，以确保供电系统的连续性和可靠性。

3、绝缘栅绝缘栅是城市轨道交通供电系统中保护设备和人员安全的关键设备。

其主要作用是将零线和接触网隔离，防止电流串通和人身触电事故发生。

绝缘栅的设计和选用要考虑城市轨道交通线路的特点和交通流量，以确保供电系统的安全和可靠性。

4、接触网二、牵引设备1、电动机电动机是城市轨道交通牵引系统的核心设备，其主要作用是转化电能为机械能，带动轨道交通行驶。

电动机的选用要考虑车辆的质量和速度要求，以确保系统的高效和稳定。

2、变频器3、牵引控制器牵引控制器是城市轨道交通供电系统中的重要控制设备，其主要作用是将变频器输出的电流测量并控制在一定范围内，确保城市轨道交通系统的控制和工作状态。

1、配电柜2、高压开关柜总之，城市轨道交通供电系统设备的选用和应用对于城市轨道交通运营的安全和稳定至关重要。

城市轨道交通供电系统的设备和技术应不断更新和改进以满足不断变化的城市轨道交通需求。

城市轨道交通牵引供电系统接触网和回流安全研究

城市轨道交通牵引供电系统接触网和回流安全研究摘要：为解决牵引电源系统在运行过程中常见的安全问题，针对杂散电流产生机制、接触网残压现象原理进行分析，通过调节电缆连接方式抑制泄漏电流的产生，针对单向导通装置改造后消除轨电位压差，并采取回流轨牵引供电优化、接触网双重绝缘设计等措施，为维护接触网及回流安全提供技术支持。

关键词：轨道交通；接触网；残余电压；杂散电流；回流安全引言：在城市轨道交通运行过程中，常因接触网存在残压影响其正常供电效果，或受杂散电流影响导致轨电位限制装置异常动作，将对地铁土建结构、列车及设备安全运行构成威胁，研究上述问题的改进设计方案，对于保障轨道交通顺利运行具有现实意义。

1牵引供电系统接触网残压分析1.1杂散电流当前城市地铁普遍采用走行轨回流牵引供电系统，在长期运营过程中易在粉尘、潮湿、摩擦等多重作用下削弱走行轨的对地绝缘性能，导致泄漏出的杂散电流持续增大，并介于走行轨、地面之间形成较大电位差，造成系统短路等故障。

同时，当轨道交通系统在运行过程中存在较高等电位，将导致金属管线、设施设备之间发生打火、放电现象，连同泄漏的杂散电流共同作用于轨限位装置，造成装置异常动作或长时间接地等问题，影响地铁列车安全可靠运行[1]。

1.2残余电压现阶段轨道交通常选用1500V直流电源供电，在接触网运行状态下测得残余电压在70～700V区间内，造成不同类型的残压事故。

其中在针对直流馈线开关柜进行线路测试时，测得残压值为300V，随即通电后再次测试，倘若测得接触网残压值＞300V，则开关柜无法执行正常分、合闸操作，制约接触网正常供电；在接触网故障维修与维护环节，通过测量剩余电压值、对比验电器的起动电压，当实测值超出预警值后将切断电源，此外将接触网接挂地线易出现打火现象，导致设备及线缆被烧毁[2]。

2接触网系统优化及回流安全设计2.1调整电缆连接方式由于杂散电流多出现在车辆段配线处，为避免杂散电流威胁牵引供电系统的正常运行，针对出入段线、试车线处的走行轨以200m为间隔进行电缆并联设计，通过电缆转接箱焊接固定在走行轨上，借此降低轨电位与电位差，抑制泄漏电流的产生。

城市轨道交通供电与牵引系统

城市轨道交通供电与牵引系统简介城市轨道交通供电与牵引系统是城市轨道交通运营的核心部分，为城市轨道交通车辆提供稳定可靠的电力供应，并通过牵引系统将电力转化为动力，驱动车辆运行。

本文将对城市轨道交通供电与牵引系统的关键组成部分进行详细介绍。

供电系统城市轨道交通的供电系统主要由供电设备、接触网和供电馈线组成。

供电设备供电设备是城市轨道交通供电系统的核心部分，它主要包括变电站、配电装置和电力传输线路等。

变电站负责将输入的电能进行变压、变流等处理，输出适合城市轨道交通使用的高电压电能。

配电装置用于将变电站输出的电能分配到不同的供电馈线上。

电力传输线路则将电能从变电站输送到供电馈线。

接触网接触网是城市轨道交通供电系统的另一个重要组成部分，它负责将电能从供电设备传输到行车区域。

接触网通常采用悬挂在轨道上方的导线或导轨，通过接触网与车辆上的供电装置接触，将电能传输给车辆。

供电馈线供电馈线是连接接触网和供电设备的部分，它通过分布在轨道两侧或中央的电缆将电能传输给接触网。

供电馈线主要负责将变电站输出的高电压电能传输到接触网，以供行车区域的车辆使用。

城市轨道交通的牵引系统是将电能转化为动力，驱动车辆运行的关键部分，它主要包括牵引变流器、牵引电机和传动装置等。

牵引变流器牵引变流器是将供电系统提供的直流电转化为交流电，并根据车辆的运行需求控制输出功率和频率的设备。

牵引变流器通常由多个晶闸管或功率模块组成，通过调整晶闸管的导通和封锁，实现对电流和电压的控制，从而实现对车辆的驱动力和制动力的控制。

牵引电机牵引电机是城市轨道交通车辆中的动力装置，它根据牵引变流器输出的交流电能，将电能转化为机械能，驱动车辆运行。

常用的牵引电机包括直流电机和交流电机，其中交流电机又包括异步电机和同步电机等。

传动装置是将牵引电机输出的动力传递给车轮的部分，它主要通过减速器和传动轴等组件实现。

传动装置的设计对车辆的运行稳定性、效率和能耗等方面有着重要影响。

城市轨道交通三相交流牵引供电系统可靠性研究

模拟分析与评价
柯瑞黄小萍（安徽省城建设计研究总院股份有限公司，安徽合肥 230051）
摘要：为研究内风廊在高层办公建筑自然通风中的作用，本文利用 CFD 软件对合肥地区某高层办公建筑在有
无内风廊工况下室内通风情况进行数值模拟分析。通过研究室内气流速度和空气龄来分析高层办公建筑内各功能
DL5，LH5，GS8 DL6，LH6，GS9 DL7，LH7，GS10 DL8，LH8，GS11 DL9，LH9，GS12 DL10，LH10，GS13
3.3.2 牵引变电所可靠性分析
3.3.2.1 可靠性分析过程
本文采用故障树的贝叶斯网络方法，对牵引变电所故障的可靠性进行分析。根据牵引变电所接线化简图，可以看出在正常运行状态下有 4 条对称馈线。
- 72 -
工业技术
2024 NO.2（下）中国新技术新产品
图 4 单锚段可靠性框图
单锚段可靠性框图如图 4 所示。通过接触网设备可靠性参数和串联计算公式，可以得到单锚段的可靠性指标：正常工作概率为 0.99993，故障率为 0.237 次 / 年。
3.3 牵引变电所可靠性分析
3.3.1 可靠性模型
以某城市轨道交通供电系统为例，牵引变电所采用的是单相变压器。该变电所的原边直接从 35kV 的电缆取电，而副边通过降压转换后与接触网进行连接。1# 和 2# 进线互为备用。对牵引变电所接线图的串联部分进行等效化简，如图 5 所示。
GZ1
GZ2
I1
GZ3、GS1串联
I2
E1
E2
I3
GS6、GS7串联
利用公式（1），可以计算当牵引变电所的两个供电臂同
S
sα
sβ
I3

城市轨道交通直流牵引供电系统杂散电流研究

城市轨道交通直流牵引供电系统杂散电流研究城市轨道交通直流牵引供电系统杂散电流研究近年来，随着城市发展和人口增长的需求，城市轨道交通日益成为一种重要的交通方式。

而轨道交通的牵引供电系统则是其核心技术之一。

然而，由于线路的复杂性和电气设备运行中的因素，城市轨道交通直流牵引供电系统中存在着许多杂散电流现象，给系统运行稳定性和安全性带来了一定的挑战。

首先，我们需要了解什么是杂散电流。

杂散电流是指在直流牵引供电系统中流动的无害电流，它通常是由于系统中存在的电气设备散流部分或者泄漏部分引起的。

这些电流可能会导致牵引系统的运行异常或者损坏其他设备，因此对杂散电流进行深入的研究和分析是非常重要的。

城市轨道交通作为一种重要的公共交通工具，运营期间需要保持高可靠性和安全性。

然而，由于线路和车辆的复杂性，以及城市环境的复杂性，轨道交通系统中的杂散电流问题较为突出。

这些杂散电流主要来源于系统中的载流导线以及地面电缆之间的漏电和谐波电流。

对杂散电流的研究旨在找出其产生原因，并采取相应的措施保证系统的正常运行。

首先，我们需要对轨道交通系统中可能产生杂散电流的因素进行详细的分析。

这些因素包括但不限于牵引变压器的设计和制造质量、接触网的接地情况、地下导体和设备的绝缘性能等。

对这些因素进行全面的检测和分析，可以帮助我们找出杂散电流产生的根本原因。

其次，为了解决杂散电流问题，我们需要对系统进行有效的监测和控制。

系统监测可以通过安装杂散电流传感器和监测设备来实现。

一旦杂散电流超出正常范围，监测设备将立即发出警报并采取相应的措施，以避免系统发生故障。

此外，对系统进行有效的控制也是解决杂散电流问题的关键。

通过合理设计和优化供电系统的结构，可以降低杂散电流的产生并提高系统的稳定性和安全性。

最后，需要注意的是，杂散电流问题不仅仅是技术问题，还涉及到管理和维护。

在城市轨道交通系统的日常运营中，需要建立完善的管理机制和维护制度，定期对供电系统进行检修和维护，及时处理可能引发杂散电流的问题。

城市轨道交通牵引供电系统关键技术分析

城市轨道交通牵引供电系统关键技术分析摘要：随着我国经济的发展，城市轨道交通建设的规模也在不断增加，给人们的出行带来了更加便捷的体验。

然而，随着城市轨道交通的发展，规模不断扩大，也给供电系统带来了极大的挑战，针对此情况，应当积极研究城市轨道交通直流牵引供电系统的关键技术，并且对其进行优化，及时调整和改进在供电系统运行中存在的问题，确保供电系统的稳定，进而保障城市轨道交通的顺利稳定运行，为人们出行提供便捷的同时，也能够有力的保障人们的出行安全。

关键词：城市轨道；交通牵引；供电系统；关键技术；分析1研究背景与城市供电系统有比较大的区别，城市轨道交通的供电设施所处的位置一般都比较特殊，一旦在其中的某个环节出现问题，导致电力无法正常供应，会直接影响到城市轨道交通的正常运行，严重的情况下，还可能会导致城市轨道交通系统出现崩溃，给人们的出行带来不便。

轨道交通供电工程特点为施工作业面点位多、线路长、覆盖面广；施工特点为专业多、接口复杂、环境复杂、过程动态变化多。

本研究围绕BIM技术的信息集合整理，实现信息化的施工管理；虚拟与现实技术进行可视化协同，加大便携式移动端的开发；创建施工管理系统，确保项目安全、质量、效益目标为基础进行。

2牵引供电系统的关键技术2.1牵引供电系统优化人防门区间方向过渡支架，施工蓝图中不会体现此处的具体做法，此处的电缆不仅有供电专业的，也有机电专业的线缆，经常在此处位置形成线缆的交叉重叠，严重的影响观感质量。

根据现场实际情况制作出一种适用于此处的过渡爬架，使用前后两层设置，将环网高压电缆与控制电缆分开，都有对应的层面，将过渡的爬架改为斜面，可以不用在承接处进行专门的防护处理。

环网电缆在过轨通道下引位置应满足弯曲半径，为了避免环网电缆与支架的棱角相碰触，将过轨通道下引位置的支架使用绝缘垫加热缩护套的方式进行保护，对环网电缆长期运营提供有效保障。

变电所设备内进行定制防火封堵外框，统一高度，对于防火封堵的方式及成品可以做到每站每种设备的统一性，制作铝制专用模具，在模具框体填充防火泥。

简谈城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术

简谈城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术摘要：城市轨道交通牵引供电系统是城市轨道交通的主要供电设备，直接影响着城市轨道交通的行车组织、运营安全、投资效益。

城市轨道交通交流牵引供电系统具有供电质量好、可靠性高、运行维护简单等优点，在国内外得到了广泛应用，特别是在我国经济发达地区的城市轨道交通中应用更为广泛。

关键词：城市轨道交通；交流牵引；供电系统与交流牵引供电系统配套的是交流牵引变电所，是城市轨道交通的重要组成部分。

在我国，城市轨道交通中交流牵引变电所的设计及施工多由电力公司承担。

在城市轨道交通系统中，供电安全可靠是地铁车辆行车组织和运营安全的关键。

为此，有必要对城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术进行探讨，以期为我国城市轨道交通交流牵引供电系统的发展提供参考。

1.系统主要设备城市轨道交通交流牵引供电系统由主所、变电所和车载牵引辅助变电所三部分组成。

主所位于列车行驶方向的上方，一般位于车站正线附近；变电所一般设置在车站附近，作为交流牵引供电系统的直接负荷中心，为列车提供可靠的直流电源；车载牵引辅助变电所是列车的直接供电电源，在车辆运行时通过车载电源向车载辅助变电所供电。

主所通常由牵引变电所和综合监控装置组成，其中牵引变电所包括主变压器、整流机组、牵引电流互感器和低压配电屏等。

综合监控装置主要由信号系统、视频系统、通信系统和控制系统等组成，主要实现对列车的实时监测、故障报警和自动控制等功能。

变电所由主变压器、辅助变压器（高压）、低压配电屏等组成。

主变压器是主所的核心设备，其主要作用是将交流电转换为直流电。

此外，还需要设置供电单元（牵引单元）、接触轨接地单元等设备。

各设备在变电所内按各自的功能独立设置。

2.牵引供电系统的主要保护措施为了保证城市轨道交通牵引供电系统安全、可靠运行，有必要对牵引供电系统中的主要保护措施进行探讨。

（1）绝缘监测装置：主要用于监测牵引变电所内设备绝缘状况，当发现绝缘水平下降时，应及时通知检修人员处理。

智能化轨道交通供电技术研究

智能化轨道交通供电技术研究随着城市化进程的加速和人们出行需求的不断增长，轨道交通在现代交通运输体系中扮演着越来越重要的角色。

为了提高轨道交通的运行效率、安全性和可靠性，智能化供电技术的研究和应用成为了当前的一个重要课题。

智能化轨道交通供电技术是将先进的信息技术、自动化技术和电力电子技术等应用于轨道交通供电系统，实现对供电设备的实时监测、控制和优化管理，从而提高供电质量和效率，降低运营成本，保障轨道交通的安全稳定运行。

一、智能化轨道交通供电系统的组成智能化轨道交通供电系统主要由牵引供电系统和动力照明供电系统两部分组成。

牵引供电系统为列车运行提供动力，包括牵引变电所、接触网等设备；动力照明供电系统为车站、区间的照明、通风、空调等设备提供电能。

在牵引供电系统中，智能化技术主要体现在牵引变电所的智能化监控和保护、接触网的在线监测和故障诊断等方面。

通过安装传感器、智能仪表等设备，可以实时采集供电设备的运行参数，如电压、电流、功率等，并将这些数据传输到监控中心进行分析和处理。

一旦发现异常情况，系统能够及时发出警报并采取相应的保护措施，避免故障的扩大。

动力照明供电系统的智能化则体现在对各类用电设备的智能控制和节能管理上。

例如，通过采用智能照明控制系统，可以根据车站内的人流量、自然光照等因素自动调节照明亮度，达到节能的目的。

同时，对通风、空调等设备的运行状态进行实时监测和优化控制，也能够提高设备的运行效率，降低能耗。

二、智能化轨道交通供电技术的关键技术1、智能监测与诊断技术利用传感器、数据采集设备等对供电设备的运行状态进行实时监测，采集电压、电流、温度、振动等多种参数。

通过对这些数据的分析和处理，运用机器学习、模式识别等技术，实现对设备故障的早期诊断和预测，及时发现潜在的安全隐患。

2、智能控制技术基于先进的控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，对供电系统进行智能控制。

例如，在牵引供电系统中，根据列车的运行状态和负荷需求，实时调整牵引变电所的输出电压和电流，实现优化供电。

城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术

城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术摘要：随着经济和科技发展，交通运输领域也表现出快速发展趋势，很多一二线城市纷纷建设轻轨、地铁等，其中，城轨供电问题成为一个难题。

城轨系统电源来自于城轨交流牵引供电系统。

为了缓解城轨供电压力，本文对供电系统进行分析，希望可以供应更多电力。

关键词：城市轨道交通；交流牵引供电；关键技术1传统城市轨道交通直流牵引供电系统城市轨道交通牵引供电系统一般由城市电网电源和城市轨道交通内部供电系统两部分组成，一般采用设置专门的主变电所为牵引变电所及降压变电所集中提供电源。

主变电所高压侧进线电压一般取自110kV三相城市电源，经主变降压后变成35kV或者10kV。

牵引变电所、降压变电所均为一级负荷需保证有两路独立的电源。

城市轨道交通中机车所需的功率一般不大，线路长度一般为几十公里，供电距离相对干线铁路较小，牵引网所需的电压等级不是很高，故而城市轨道交通普遍都使用了直流的供电制式。

而且直流制相较于交流制没有电抗压降，所以在同样的电压等级下条件，直流制的电压损失更低。

因为城市轨道交通设置在城市之内，其敷设的各电力线路布置在市区各建筑群之间，为了保证安全，系统的电压等级不宜过高。

而且直流供电没有了接触网电分相的问题，使得列车的运行效率提高。

主牵引变电所的降压变压器将取自城市电网的三相高压交流电压降至35kV，再通过中压网络将该电压送至牵引变电所。

牵引变电所的作用就体现在整流变压器将交流电再次降压，或者利用整流器将交流电转化为适合电力机车的低压直流电。

然后通过馈线将牵引变电所馈出的直流电送到牵引网上，列车通过其受流器与接触网的滑动接触从而获得电能。

然而作为电流返回至牵引变电所的流通路径的钢轨，它和大地之间并非完全绝缘，所以当电流途径钢轨回流至牵引变电所的时候。

将会有部分电流泄漏至大地中，从大地回流至牵引变电所。

这种泄漏到道床及其周围土壤介质中的电流分布广泛，称为＂迷流＂或＂杂散电流＂。

城市轨道交通双向变流式牵引供电系统分析

城市轨道交通双向变流式牵引供电系统分析发布时间：2021-01-12T03:58:33.385Z 来源：《河南电力》2020年8期作者：罗海[导读] 基于城市化进程不断加快，城市交通负荷逐渐加大，提高城市轨道交通运行效率，可缓解城市交通压力。

本文主要探究的是城市轨道交通双向变流式牵引供电系统应用情况，并就双向交流器在牵引供电系统中的应用原理进行分析，以期提升列车制动性能，提高资源利用率。

罗海（成都交大许继电气有限责任公司四川成都 611731）摘要：基于城市化进程不断加快，城市交通负荷逐渐加大，提高城市轨道交通运行效率，可缓解城市交通压力。

关键词：城市；轨道交通；双向变流器；供电系统引言：城市轨道交通牵引系统具有多种功能优势，系统开发者在传统牵引式供电系统基础上加以改进，采用增加列车制动能量吸收装置方案，在全控电力电子器件支持下，组成全控的整流装置，优化了系统装置性能，大大提高列车运行效率。

因此，基于早期牵引供电系统性能制动过程中，能源消耗较大，相关研究人员认为有必要就双向变流牵引供电系统展开全面的。

一、双向变流器工作原理及特点（一）工作原理双向变流器（结构图如图1）是四象限的PWM整流器，支持功率变换的一种装置，控制策略主要依据双向变流器元件等进行操作，装置自身具有整流功能及逆变功能，并在PWM整流器支撑下，实现对传输能量大小、能量方向的调控，功能优势显著。

轨道列车取流过程中，双向变流器能量经由交流系统传输到直流系统中；列车进行制动，无需牵引取流的情况下，双向变流器传输能量经由直流系统传回交流系统中，实现能量双向传输目标。

图1 双向变流器装置结构图（二）特点双向变流器装置在传统装置设计基础上加以优化和改进，具有整流、逆变双向传输功能，装置在任何一种工作状态下，直流网压始终处于稳定状态下，即便在峰值功率输出以及列车制动过程产生能量时，稳定直流电压值，保证列车制动运行的安全性和可靠性，不断为牵引供电系统稳定、持续供电，保证列车正常运行。