杜清宇 馮鑫

摘要：隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，地鐵軌道交通在城市交通運(yùn)輸體系中的重要性越來越突出，地鐵是當(dāng) 前我國大城市發(fā)展過程中，交通出行的最重要方式。為了保證地鐵運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性，必須重視對地鐵供電系統(tǒng) 的合理選擇和確定，才能夠?yàn)榈罔F運(yùn)行提供充足的電源需求。在選擇地鐵供電系統(tǒng)的過程中，需要根據(jù)地鐵供電系統(tǒng)的 具體要求，合理選擇供電方式，從而保證地鐵供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞 ：地鐵供電方式 ;選擇策略 ;供電系統(tǒng) ;地鐵工程

引言：伴隨著城市化的不斷增強(qiáng)和人口的不斷增加，地鐵對緩解城市的 交通壓力有著越來越大的作用，相對地，在它的運(yùn)行中各種系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的提高。地鐵的供電系統(tǒng)是重要的地鐵組成部分，不僅提 供著列車運(yùn)行的動(dòng)力，也為地鐵內(nèi)其它重要的設(shè)施起著供電的重要作用，地鐵供電系統(tǒng)的重要性可見一斑。

一、地鐵供電系統(tǒng)概述

1.1 定義

地鐵供電系統(tǒng)是指為確保地鐵安全運(yùn)行提供的實(shí) 時(shí)電力能源以及與之相關(guān)能源的供電系統(tǒng) 。電力系 統(tǒng)與軌道交通的結(jié)合已經(jīng)有百余年的發(fā)展史，從最初的簡單照明到現(xiàn)代的電力能源提供，二者的結(jié)合更加深入。供電系統(tǒng)在地鐵發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

1.2 構(gòu)成

地鐵供電系統(tǒng)可以分為兩個(gè)部分，地鐵內(nèi)部供電與外部城市電網(wǎng)供電，并包括了供電配電系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、供電配電、雜散電流防護(hù)及主變電所等多個(gè) 方面。地鐵實(shí)際運(yùn)行過程中，電力系統(tǒng)能夠作用于地鐵運(yùn)行，通過電能牽引車輛行駛，并能夠提供消防照明、 電控車門以及常規(guī)用電設(shè)施的運(yùn)行。外部電網(wǎng)供電比 地鐵內(nèi)部供電更加復(fù)雜，涉及眾多因素，對于地鐵的安全運(yùn)行影響較大。隨著科技的不斷發(fā)展，自動(dòng)化及 人工智能技術(shù)使地鐵供電系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。外部電源主要采用集中供電與分散供電兩種形式，分別為 35 kV/33 kV、10 kV，牽引供電制式有 DC 750 V/1 500 V等 。選擇供電制式與供電方式時(shí)，需要具體結(jié)合 實(shí)際供電情況、電網(wǎng)的規(guī)劃以及電源的供電能力加以選擇。

1.3 供電要求

由于地鐵運(yùn)行過程中電能驅(qū)動(dòng)使用能源巨大且具有一定的地域使用范圍限制，因此對于地鐵覆蓋沿線的供電系統(tǒng)有著更高的要求。地鐵供電系統(tǒng)的兩路電 源應(yīng)取自不同的母線，使用同一變電所的兩條母線或是兩個(gè)不同變電所的母線。地鐵電源對于輸電量有著更高的要求，一般需要一級負(fù)荷，由于地鐵運(yùn)行過程中對于電力能源的需求量較大，因此變電所應(yīng)該選址于地鐵運(yùn)行周邊，降低地鐵運(yùn)行過程中的運(yùn)營成本以及電力線路架設(shè)成本。

二、地鐵供電系統(tǒng)的供電方式

地鐵供電系統(tǒng)的構(gòu)成分為內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)，而其中外部供電系統(tǒng)主要 是指的是城市電網(wǎng)，地鐵作為城市電網(wǎng)的重要用戶，其電源一般是直接從城市 電網(wǎng)中取得，不需要單獨(dú)建立電廠以供電源取用。

2.1 集中供電方式

地鐵供電系統(tǒng)的集中供電方式是根據(jù)地鐵運(yùn)作的用電量和所需要的線路的長短，沿著城市軌道的交 通線路建立而成的主變電所。地鐵分為 35KV 或是 10kV， 由于電壓的需求等級也 不同，主變電所可以將高壓電轉(zhuǎn)變成對電壓需要不同的地鐵，進(jìn)而進(jìn)行集中性 提供給地鐵電源。由于主變電所所承擔(dān)的供電負(fù)荷比較大，因此在地鐵的四周 建設(shè)的主變電所都不多。集中供電方式對于電源的要求比較高，相對來說可靠性也較高。

2.2 分散供電方式

分散供電方式區(qū)別于集中供電方式式不建設(shè)主變電所，而是直接通過城市電網(wǎng)提供供電，在地鐵沿線根據(jù)所需要用電的情況，進(jìn)而建立開閉所，再由城市電網(wǎng)系統(tǒng)提供兩路電源 給建立的每一座開閉所，分散供電方式要求城市電網(wǎng)比較發(fā)達(dá)且能提供可靠性的電源。

2.3 混合供電方式

混合供電方式和集中式供電方式和分散式供電方式相結(jié)合而 成，其中以集中式供電方式為主，在個(gè) 別地段利用分散式供電方式以城市電網(wǎng)為其集中式供電的補(bǔ)充，進(jìn)而使地鐵供 電系統(tǒng)更加安全、完善、可靠?？梢哉f混合供電方式是最佳的一種供電方式，但是卻也存在一定的弊端，比如：混合型供電方式的準(zhǔn)備和調(diào)控相較于前兩種 供電方式復(fù)雜很多，因此在執(zhí)行上難度 較大，一般情況下會(huì)加大地鐵供電的難度，因而不如前兩種供電方式實(shí)用。

三、地鐵供電方式概述

3.1 集中供電

在地鐵系統(tǒng)中，選擇集中供電方式主要是根據(jù)地鐵在實(shí) 際運(yùn)行過程中的用電電壓需求以及電量需求在地鐵的沿線地區(qū)建立專門的供電一體運(yùn)行使用的主變電站。利用主變電站 的變電操作，將城市用電電壓轉(zhuǎn)換成地鐵運(yùn)行需求的電壓等 級，為地鐵提供集中的電力供應(yīng)。集中供電方式用在地鐵供 電系統(tǒng)中最大的優(yōu)勢是方便對地鐵供電需求進(jìn)行有效的運(yùn)營 管理，并且可以保證地鐵供電系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和可靠性。

3.2 分散供電

分散供電方式指的是根據(jù)地鐵運(yùn)行過程中的不同環(huán)節(jié) 所需要的電量，在地鐵沿線多設(shè)置開閉所，保證每個(gè)開閉所都有城市的電力供電系統(tǒng)作為保障，從而確保地鐵整個(gè)運(yùn)行過程中的用電需求。分散式供電方式的最主要優(yōu)勢是可以確保每一個(gè)開閉所供電的穩(wěn)定性。不同的開閉所在獨(dú)立工作的過程中，只負(fù)責(zé)自己區(qū)域的供電，可以保證供電系統(tǒng)的 可靠性以及穩(wěn)定性。相鄰的開閉所之間出現(xiàn)供電故障時(shí)，開 閉所可能會(huì)形成串聯(lián)電路，可以為相鄰的地鐵線路提供供電 需求，能夠進(jìn)一步確保地鐵供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性。 利用分散式供電方式可以利用多個(gè)開閉所形成具有較強(qiáng)協(xié)調(diào)性的電力系統(tǒng)。

3.3 混合式供電

在地鐵供電系統(tǒng)選擇混合供電方式時(shí)，要充分考慮到 混合供電方式的優(yōu)勢以及劣勢。混合供電方式指的是將集中供電方式以及分散供電方式進(jìn)行集中整合應(yīng)用的供電方式。 混合式供電方式的最大優(yōu)勢是可以彌補(bǔ)集中供電方式以及 分散供電方式在應(yīng)用過程中各自存在的缺陷。但是對混合供電方式進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中，其應(yīng)用準(zhǔn)備工作難度比較 大，并且在實(shí)際控制過程中，需要對系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)控，在這一過程中操作難度也比較大。因此，混合供電方式在當(dāng)前的地鐵供電系統(tǒng)中的應(yīng)用并不是很廣泛。

四、總結(jié)

綜上所述，通過對各種方面的集中供電方式和分散供電方式的綜合比較分析，得出集中供電方式優(yōu)于分散供電方式，集中供電模式已成為地鐵外部供電方式的最佳選擇。目前的地鐵供電系統(tǒng)選 擇，應(yīng)當(dāng)考慮在更為詳細(xì)的運(yùn)營環(huán)節(jié)中，有必要將城市的發(fā)展設(shè)計(jì)規(guī)劃與地鐵的供電系統(tǒng)完全相融合，并嘗試使用最符合自身發(fā)展情 況的供電系統(tǒng)為城市發(fā)展助力。

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