城市軌道交通供電方式研究范文

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摘要：

本文主要闡述了城市軌道交通供電系統的三種供電方式，即集中供電方式，分散供電方式和混合供電方式，并闡述三者的優缺點。

關鍵詞：

供電方式；中壓環網；供電可靠性

城市軌道交通供電系統在城市軌道交通系統中承擔著重要的角色，不僅給車輛提供能源，同時也為站臺服務設施提供電能，供電系統的可靠與否，是決定著城市軌道交通系統可靠性的重要指標。城市軌道供電系統主要由以下三個部分組成，分別稱為外部供電系統、牽引供電系統（牽引變電所）和動力照明系統（降壓變電所），本文闡述的供電方式，主要指的是外部供電系統向牽引供電系統供電所采取的方式，目前采取的主要方式有以下三種，分別為集中供電方式、分散供電方式和混合供電方式，我國目前各個城市采取的供電方式都是不同的，主要取決于城市電網的構成和軌道線路的分布情況。下面著重分析三者的組成結構及優缺點。

集中供電方式是指在城市軌道沿線建設一座或者幾座主變電所（主變電所屬于外部供電系統的組成部分），沿線的所有牽引變電所和降壓變電所（這兩種變電所屬于牽引供電系統和動力照明系統）都是由這幾座主變電所供電的供電方式。特點是集中供電方式的主變電所一次側電源從上一級高壓區域變所110kV或66kV（東北電網）兩路獨立電源引入，形成獨立的供電體系，此時，主變電所的輸出僅僅送給沿線的牽引供電系統和動力照明系統，不給附近的用戶供電，受其它負荷影響小，供電可靠性高，便于維護管理。由于集中供電方式建設了獨立的主變電所，造價比較高，上海、廣州等地鐵等少數城市采用集中供電方式。集中供電方式的主變電所內的連接為了提高供電可靠性通常采用橋形接線（包括內橋接線和外橋接線兩種），所以需要兩臺變壓器，成本造價較高，主變電所的輸出我國通常有兩種電壓等級，分別為35kV和10kV兩種，我們通常說的城市軌道的中壓環網的電壓等級就是35kV和10kV兩種比較常見，此種電壓送給沿線的牽引變電所和降壓變電所，中壓環網采用的連接方式通常有三種，分別是雙回路輻射式、電纜單環網和電纜雙環網三種，目前應用比較廣泛，造價比較合理，供電比較可靠的中壓環網連接方式為電纜雙環網。

分散供電方式是指牽引變電所和降壓變電所就近從城市電網引入中壓電源，不建設專門的主變電所的供電方式，此時，城市電網的主變電所不僅需要給城市軌道牽引變電所和降壓變電所供電，而且還要給沿線的附近用戶供電，供電可靠性明顯變差，受附近用戶的影響較大，分散供電方式的中壓環網的連接方式與集中供電方式相同，特點是供電系統的中壓電源，就近從城市電網引入，平均3-5個車站需要引入兩路電源進線，與城市電網接口明顯較多，受城市電網負荷干擾影響大，供電質量和可靠性相對降低，供電系統的整體獨立性較差，不利于運營管理和集中監控，致使供電系統的效益受影響。目前，國內很多城市采用分散供電方式。長春輕軌就是采用了分散供電方式，主要是由于投資較低。

混合供電方式是共同采用了上述兩種的連接方式，以集中供電方式為主，分散供電方式為輔，主要是由于集中供電方式時，由于中壓網絡末端距離主變電所較遠，末端電壓損失較大，而末端電壓損失按照標準不應該超過額定電壓的5%，假定中壓環網為10kV，即10kV的5%，也就是末端電壓不能低于9.5kV，所以當中壓網絡末端電壓損失不滿足要求時，一般從城市電網就近引入中壓電源作為集中供電方式的補充，以滿足中壓供電網末端電壓損失允許值的要求＜5%。此時，投資相對適中，又能夠滿足可靠性和相應的技術指標，所以也是應用比較廣泛的供電方式，我國的北京、武漢等城市采用了混合供電方式。圖1為混合供電方式的連接示意圖，此圖中，即建設了主變電所又從城市電網引入了中壓電源，為典型的混合供電方式，此圖中壓環網采用了電纜雙環網連接方式，并設置聯絡開關，聯絡開關的設置主要是為了提高供電的可靠性，當某個主變電所故障退出運行時，需要投入聯絡開關，把故障變電所切除，聯絡開關正常運行時需要斷開，也就是處于開環運行狀態。

總之，建設城市軌道交通供電系統具體選擇何種供電方式，要取決于城市電網的實際情況和軌道線路的分布情況，另外也取決于城市電網的實際容量和經濟因素等多方面因素。需要根據當地實際情況進行選擇。

參考文獻

[1]宋奇吼，李學武.城市軌道交通供電[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

[2]徐亞輝.城市軌道交通供變電技術[M].北京：機械工業出版社，2012.

作者：王剛 王銳 單位：長春職業技術學院