城市轨道交通供电系统的供电方式研究

王 刚 王 锐

（长春职业技术学院，吉林 长春 130033）

城市轨道交通供电系统在城市轨道交通系统中承担着重要的角色，不仅给车辆提供能源，同时也为站台服务设施提供电能，供电系统的可靠与否，是决定着城市轨道交通系统可靠性的重要指标。

城市轨道供电系统主要由以下三个部分组成，分别称为外部供电系统、牵引供电系统（牵引变电所）和动力照明系统（降压变电所），本文阐述的供电方式，主要指的是外部供电系统向牵引供电系统供电所采取的方式，目前采取的主要方式有以下三种，分别为集中供电方式、分散供电方式和混合供电方式，我国目前各个城市采取的供电方式都是不同的，主要取决于城市电网的构成和轨道线路的分布情况。下面着重分析三者的组成结构及优缺点。

集中供电方式是指在城市轨道沿线建设一座或者几座主变电所（主变电所属于外部供电系统的组成部分），沿线的所有牵引变电所和降压变电所（这两种变电所属于牵引供电系统和动力照明系统）都是由这几座主变电所供电的供电方式。特点是集中供电方式的主变电所一次侧电源从上一级高压区域变所110kV或66kV（东北电网）两路独立电源引入，形成独立的供电体系，此时，主变电所的输出仅仅送给沿线的牵引供电系统和动力照明系统，不给附近的用户供电，受其它负荷影响小，供电可靠性高，便于维护管理。由于集中供电方式建设了独立的主变电所，造价比较高，上海、广州等地铁等少数城市采用集中供电方式。集中供电方式的主变电所内的连接为了提高供电可靠性通常采用桥形接线（包括内桥接线和外桥接线两种），所以需要两台变压器，成本造价较高，主变电所的输出我国通常有两种电压等级，分别为35kV和10kV两种，我们通常说的城市轨道的中压环网的电压等级就是35kV和10kV两种比较常见，此种电压送给沿线的牵引变电所和降压变电所，中压环网采用的连接方式通常有三种，分别是双回路辐射式、电缆单环网和电缆双环网三种，目前应用比较广泛，造价比较合理，供电比较可靠的中压环网连接方式为电缆双环网。

图1 混合式供电方式示意图

分散供电方式是指牵引变电所和降压变电所就近从城市电网引入中压电源，不建设专门的主变电所的供电方式，此时，城市电网的主变电所不仅需要给城市轨道牵引变电所和降压变电所供电，而且还要给沿线的附近用户供电，供电可靠性明显变差，受附近用户的影响较大，分散供电方式的中压环网的连接方式与集中供电方式相同，特点是供电系统的中压电源，就近从城市电网引入，平均3-5个车站需要引入两路电源进线，与城市电网接口明显较多，受城市电网负荷干扰影响大，供电质量和可靠性相对降低，供电系统的整体独立性较差，不利于运营管理和集中监控，致使供电系统的效益受影响。目前，国内很多城市采用分散供电方式。长春轻轨就是采用了分散供电方式，主要是由于投资较低。

混合供电方式是共同采用了上述两种的连接方式，以集中供电方式为主，分散供电方式为辅，主要是由于集中供电方式时，由于中压网络末端距离主变电所较远，末端电压损失较大，而末端电压损失按照标准不应该超过额定电压的5%，假定中压环网为10kV，即10kV的5%，也就是末端电压不能低于9.5kV，所以当中压网络末端电压损失不满足要求时，一般从城市电网就近引入中压电源作为集中供电方式的补充，以满足中压供电网末端电压损失允许值的要求＜5%。此时，投资相对适中，又能够满足可靠性和相应的技术指标，所以也是应用比较广泛的供电方式，我国的北京、武汉等城市采用了混合供电方式。图1为混合供电方式的连接示意图，此图中，即建设了主变电所又从城市电网引入了中压电源，为典型的混合供电方式，此图中压环网采用了电缆双环网连接方式，并设置联络开关，联络开关的设置主要是为了提高供电的可靠性，当某个主变电所故障退出运行时，需要投入联络开关，把故障变电所切除，联络开关正常运行时需要断开，也就是处于开环运行状态。

结语

总之，建设城市轨道交通供电系统具体选择何种供电方式，要取决于城市电网的实际情况和轨道线路的分布情况，另外也取决于城市电网的实际容量和经济因素等多方面因素。需要根据当地实际情况进行选择。

[1]宋奇吼，李学武.城市轨道交通供电[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[2]徐亚辉.城市轨道交通供变电技术[M].北京：机械工业出版社，2012.