环网供电技术地铁供电中的应用

环网供电技术地铁供电中的应用

摘要：近年来，随着城市建设的高速发展，城市人口不断增加，城市的交通拥

挤问题也越来越严重，因此，越来越多的城市正在扩建或者准备建设地铁，环网

供电技术是地铁正常运行的供电保障本文先对环网供电技术进行解释，然后分析

常见的地铁供电方式，接着对环网供电在地铁中的应用及其可靠性进行探讨。

关键词：地铁；供电环网电缆敷设

1 前言

地铁的安全稳定运行离不开供电系统的支持。一般来说，地铁的供电系统就

是将城市电网的电能输送到各个地铁站，由于不同的供电系统存在较大差异，所

以电网供电方式也存在不同，所以包括集中供电、分散供电以及混合供电等。由

于集中供电系统可以保证供电的可靠稳定，而且还可以减少运营管理成本，所以

成为城市地铁供电系统的主要工作方式就是集中供电系统。通过地铁供电系统自

建的主变电所将城市的电网电能转换为地铁供电所需电能，并且利用环网电缆将

电能传输到各个地铁站。由于地铁站之间的线路均位于地下而且区间结构非常复杂，所以在环网电缆敷设的过程中经常会遇到许多特殊的问题，必须要加以深入

研究。

2 环网供电概述

（1）环网供电的概念。城市的地铁主干线一般采用环形线路，这种线路是一个连续的配电线路，能够形成闭合的环形电路，它的起点和终点是在同一组母线

上连接的，而为了增加运行过程中的灵活性，往往在每个区段内都会设置各自的

断路器，通常情况下，我们采用分段断路器将母线分为两段，再将两个端口连接

在线路保护器的两端，线路保护器是一种纵差保护电路，这种保护器在线路发生

故障时，能够通过保护器将故障电路从主线路中隔离出来，而不会影响到其他正

常部分的电路工作。

（2）供电方式。环形电网可以划分为两种运行形式，即开环运行和闭环运行，而地铁中的供电系统主要是以闭环运行来展开的。这样可以将闭环供电不间断供

电的特性发挥出来。而对于继电保护装置来说，由于其在装置的整定方面存在较

大的困难，所以通常采用开环运行。如果严格按照规定，对于开环点的选取是要

经过一系列的计算和设计之后才能够确定的，但是在实际的工作过程中，我们是

选取环网干线的中间位置来展开开环点的设置，如此一来，开环点就可以很好地

将故障点隔离开来，现如今，我们国内的中压（10～35kV）环形电网都采用的是

开环的运行模式。

3 常见的地铁供电方式

3.1采用集中式的供电方式

由于地铁线的长度过长，而电容量又受到限制，所以就必须在地铁站内建立

专门的供电站，这一供电站要承担向地铁中的中压环形电网供电的责任。这种供

电方式的好处是：供电不容易受到外界因素的影响，具有较高的可靠性；供电站

内有专用的载调压变压器，能够为一些专用电路进行供电，供电的质量比较好；

进行调度管理时，具有较强的自由度，当具有了优良的调度管理体系之后，地铁

供电站所具有的高效性和可靠性的效能就可以最大的发挥出来；该供电方式的检

修工作相对来说比较简单，所涉及到的建设工程量比较小，比较容易实现。而缺

点在于：投入的资金量比较大，对于整个地铁站内供电系统的调度统筹要求比较高。

3.2采用分散式的供电方式

由于地铁沿线所引入的城市电网电源比较多，而区域内的变电所对地铁车站

内采用直接降压的方式来完成供电的供电方式。这种供电方式的优点：投入的资

金数量比较少，能够方便的实现城市电网的同意规划和管理。而所存在的缺陷就是：正常的供电过程容易受到其他的外界因素影响。由于与城市电网的连接较多，这就加大了城市电网统一规划和管理的难度，如果出现供电故障则难以获取较为

合适的解决办法；而整流机在工作的时候会产生大量的告辞谐波，这也会对城市

电网的正常运行产生较大的影响。

3.3采用混合式供电方式

将集中式和分散式的供电方式进行有效的结合所形成的一种全新的供电方式。其主要有两种形式：①将集中式和分散式的供电方式进行并联，然后在整个地铁环线的供电网中，一部分采用集中式供电，另一部分采用分散式供电；②对地铁站的中压环线中主要采用集中供电的办法进行供电，而将集中供电站变为分散供

电站的取电点，从而建立起分散式供电站的完整体系。

4 环网供电技术在地铁供电系统中的应用

4.1环网接线

我们常说的“N-1安全原则”是电网在供电过程中必须满足的一个基本原则，并且在实际工作中我们是通过对电网的接线方式和设备的运行率的调整来完成电网

的安全运行的。传统的电网接线方式是单环网的接线方式，这种方式的供电网络，一旦出现线路故障，就必须花费大量的时间和经济，进行人工倒闸、维修，然后

才能够恢复供电，基于此，我们可以发现这种方式的供电手段的稳定性相对来说

较差，根本不能满足现阶段铁路运行的基本需求。而在地铁供电系统采用了双环

形的供电网络之后，由于有两个独立的平行电源，即便是一个电源出现了问题，

也不会影响到另一个备用电源的正常供电，这种采用并联方式将两个电源或者一

个电源的不同母线连接起来的接线方法可以很好的保证地铁供电系统的稳定性。

当整个供电系统正常工作时，所有的开关都处于打开的状态，而当某一路段的供

电线路出现问题时，即刻通过开关的转换，将线路负荷转移到另外一个供电线路上，以保证地铁供电系统的正常。由此可见，利用合并开关的方式，将线路的故

障控制在某一个封闭的单元内部，而不影响其他路段的正常供电，这种方式可以

极大地提升供电的可靠性。这种始终留有备用线路的接线方式可以保证，当工作

线路出现问题时，可以采用备用线路完成正常的供电任务，如此一来，将地铁供

电的可靠性提升到了一个全新的层面之上，更提升了线路的综合利用率。

4.2地铁中压交流环网系统

为了达到调度方便，运行稳定的目的，在设计供电网络时应当做到以下几点：（1）线路的连接一定要尽可能的简单，运行过程要尽量灵活可靠，并具有较高

的经济性；（2）对于供电网络的线路容量设计时，应当留有一定的容量空间；（3）地铁供电系统的线路应当按照最高标准来设计，而且要留有备用线路；（4）当电网中的负荷达到了最大值时，必须保证所有的设备能够正常工作，而当某一

条线路发生故障，并且在备用线路承载了最大负荷的情况下，供电系统也要能够

正常工作。一般来说，当牵引变电所出现故障时，由主变电所来完成整个电网的

供电任务，同样的，当主供电所出现故障时，有牵引变电站完成供电。而如果牵

引变电所或者主变电所同时发生故障，也要保证地铁供电系统的正常供电。

5 结束语

在整个地铁环网供电系统中，每一个用电点都有两路和电源连接，从而形成