（國(guó)電南瑞科技股份有限公司，江蘇南京市，210000） 劉艷麗

（國(guó)電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司，江蘇南京市，210000） 丁德饒

1 城市軌道交通供電系統(tǒng)的供電方式

城市軌道交通系統(tǒng)遍布城市的主要活動(dòng)區(qū)域，具有線路長(zhǎng)、涉及范圍廣的特點(diǎn)，需要結(jié)合城市電網(wǎng)建設(shè)情況和線路分布選擇合適的供電方式[1]。在挑選供電方式時(shí)需要對(duì)城市電網(wǎng)發(fā)達(dá)水平、電網(wǎng)負(fù)擔(dān)能力、補(bǔ)充電壓情況進(jìn)行綜合分析，并且需要考慮后續(xù)是否需要和其他交通線路擴(kuò)充共享資源。

1.1 分散式供電

分散式供電是指以沿線分散的方式布置線路，從城市中央網(wǎng)絡(luò)內(nèi)引進(jìn)多路電源，是外部供電的方式之一，可以為牽引變電所以及降壓變電所提供電能，包括直接提供電能以及利用電源開(kāi)閉進(jìn)行間接提供兩種方式。在分散式供電模式下所需要投入的成本較少，主要原因是不用單獨(dú)設(shè)置主變電所，例如長(zhǎng)春輕軌以及大連輕軌都選擇分散式供電模式。雖然成本投入較少，但是分散式供電下的供電質(zhì)量極其容易受到外界因素的影響。分散式供電是從城市電網(wǎng)中壓網(wǎng)絡(luò)中引入，周圍居民的用電情況會(huì)影響到供電穩(wěn)定性，特別是進(jìn)入夏季用電高峰期較多，容易使城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，后續(xù)管理難度也較大，會(huì)增加城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理復(fù)雜程度[2]。

1.2 集中式供電

集中供電需要設(shè)置專門的主降壓變電所，可以給城市軌道交通線路供應(yīng)電能，是外部供電的主要方式，在具體的供電過(guò)程中需要將用電容量和線路長(zhǎng)度作為變電所設(shè)置的主要考慮因素。在變電所內(nèi)需要設(shè)置兩路進(jìn)線電源，且進(jìn)線電源需要保持為獨(dú)立狀態(tài)，做好降壓處理，保證電壓負(fù)荷供電系統(tǒng)運(yùn)行的電壓需求。該種供電方式可以為城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)以及管理活動(dòng)的開(kāi)展提供重要便利，利用環(huán)網(wǎng)供電的方式為變電所提供電能，具有較強(qiáng)的可靠性。

1.3 混合式供電

混合式供電融合了集中式以及分散式兩種供電模式的特點(diǎn)，主要將集中式供電作為主要的供電模式，在個(gè)別運(yùn)行區(qū)域會(huì)利用城市電網(wǎng)中壓引入的方式對(duì)電能進(jìn)行補(bǔ)充，保證了電能供應(yīng)的有序性[3]。混合式供電具有兩種供電方式的優(yōu)勢(shì)，提升了供電計(jì)劃的靈活程度，供電可靠性有所上升，在北京、武漢等地區(qū)開(kāi)始使用了混合式供電模式，其中前者將集中式供電作為主要的供電方式，后者將分散式供電作為主要的供電方式，這需要結(jié)合各地的發(fā)展情況進(jìn)行選擇。

2 城市軌道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在城市軌道交通供電系統(tǒng)中主要使用牽引供電系統(tǒng)，該種系統(tǒng)是指通過(guò)電力系統(tǒng)獲取電能，利用變壓處理、變相處理以及換流處理后向城市軌道交通列車提供充足的電能，可以完成電能傳輸、配電等各類功能。在牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中包括交流制以及直流制兩類，具有不同的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，目前隨著城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，專家提出可以將兩類供電系統(tǒng)進(jìn)行融合，形成雙制式供電系統(tǒng)，能夠保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和充足性。

2.1 直流制牽引供電系統(tǒng)

直流至牽引供電系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過(guò)程中并不常見(jiàn)，通常在特殊接觸網(wǎng)、牽引網(wǎng)或者變電站建設(shè)活動(dòng)中進(jìn)行應(yīng)用，通常會(huì)利用1500伏直流電的方式進(jìn)行供電。在通電之后牽引變電所會(huì)通過(guò)中央網(wǎng)絡(luò)得到電能，利用降壓整流機(jī)組可以對(duì)電流進(jìn)行處理，形成直流電。在城市軌道交通系統(tǒng)中會(huì)利用雙邊供電的模式供應(yīng)電能，當(dāng)一邊線路產(chǎn)生故障問(wèn)題后可以及時(shí)進(jìn)行更換，由另一邊負(fù)責(zé)供電，能夠確保牽引供電系統(tǒng)的有序運(yùn)行。

2.2 交流制牽引供電系統(tǒng)

交流制牽引供電系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，在具體的應(yīng)用過(guò)程中利用單項(xiàng)鏈接的模式進(jìn)行供電，在安裝過(guò)程中需要在變電站內(nèi)設(shè)置變壓器，利用雙繞組單項(xiàng)電壓的模式構(gòu)建開(kāi)口三角形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證城市軌道交通系統(tǒng)的有序運(yùn)行。在該種系統(tǒng)下，電網(wǎng)接入端的端口屬于高壓端口，確保用電持續(xù)性以及穩(wěn)定性。

3 城市軌道交通供電系統(tǒng)電力技術(shù)分析

3.1 柔性接觸網(wǎng)

柔性接觸網(wǎng)在城市軌道交通供電系統(tǒng)中應(yīng)用較多，是供電系統(tǒng)布置較為常見(jiàn)的手段，包括鏈形以及簡(jiǎn)單兩種懸掛方式。簡(jiǎn)單懸掛模式應(yīng)用較為方便，在處理時(shí)并不需要額外設(shè)置承力線，針對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行合理布置即可滿足運(yùn)行需求，整體構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，支柱高度也較低，在城市輕軌以及無(wú)軌電車的供電活動(dòng)中應(yīng)用較多。鏈形懸掛主要是使用懸索進(jìn)行連接，在承力線以及導(dǎo)線間搭建連接的方式，具有跨度大和速度快的特點(diǎn)，解決了簡(jiǎn)單懸掛模式在應(yīng)用過(guò)程中所存在的問(wèn)題，可以在地鐵系統(tǒng)、電氣化鐵路中進(jìn)行使用，為供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要的基礎(chǔ)保障。

3.2 剛性接觸網(wǎng)

剛性接觸網(wǎng)在建設(shè)時(shí)主要是指在懸掛方面改變了以往傳統(tǒng)建設(shè)活動(dòng)中導(dǎo)線的使用，選擇硬質(zhì)金屬條進(jìn)行替代，能夠進(jìn)一步提升懸掛效果。剛性接觸網(wǎng)的使用可以有效增加接觸的面積，改變以往牽引供電系統(tǒng)所出現(xiàn)的各類問(wèn)題。剛性接觸網(wǎng)能夠形成無(wú)縫對(duì)接的模式，在進(jìn)行使用時(shí)不需要更換，通常利用集電弓的模式布置剛性接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)，規(guī)避以往接觸網(wǎng)在使用時(shí)經(jīng)常產(chǎn)生的脫落現(xiàn)象，提高接觸網(wǎng)穩(wěn)定性以及可靠性，在運(yùn)行速度快的交通系統(tǒng)中可以進(jìn)行使用。

3.3 迷流腐蝕及防護(hù)方式

在直流至牽引供電系統(tǒng)中會(huì)設(shè)置走形軌，以此為基礎(chǔ)可以當(dāng)做電流回流線，然而因?yàn)殇撥壍慕^緣并不屬于完全絕緣，會(huì)讓個(gè)別電流雜散進(jìn)入到道床內(nèi)，之后通過(guò)鋼筋或者水管這一類裝置進(jìn)入到牽引變電所內(nèi)部，從而引發(fā)迷流的出現(xiàn)。在對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行處理時(shí)，主要利用防治技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的模式，重點(diǎn)針對(duì)雜散電流值進(jìn)行控制，可以通過(guò)提升走行軌對(duì)地絕緣性的方式避免該問(wèn)題的產(chǎn)生。

4 結(jié)語(yǔ)

城市軌道交通建設(shè)是我國(guó)所關(guān)注的重點(diǎn)基礎(chǔ)工程之一，可以連接不同區(qū)域，加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)文化交流，因此必須要確保其運(yùn)行的穩(wěn)定性，否則會(huì)給人們的日常生活帶來(lái)影響。城市軌道交通供電方式包括分散式供電、集中式供電、混合供電，供電系統(tǒng)分為直流制、交流制兩類牽引供電系統(tǒng)，可以保證供電的穩(wěn)定性。在供電系統(tǒng)管理過(guò)程中可以利用柔性接觸網(wǎng)、剛性接觸網(wǎng)、繼電保護(hù)技術(shù)、迷流腐蝕及防護(hù)技術(shù)、諧波問(wèn)題治理技術(shù)等電力技術(shù)對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行的潛在隱患和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行處理，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)幾率，完善電力技術(shù)管理機(jī)制。