地铁供电系统中环网供电技术的应用论述

颜坚

【摘 要】我国一向较为重视城市基础设施以及交通设施的建设，基建、高铁、地铁等项目在世界上享有盛名，经济实力的提升，人员流动性加大，大中型城市的数量在增多，城市的压力也在增大，城市交通问题是首要问题，在当下大城市中主要存在交通拥挤等问题，发展公共交通事业可以有效解决这项问题，除了公交之外，地铁项目也是国家发展重点。目前地铁供电的支撑技术主要依靠环网供电，此项技术涉及的核心环节主要有安全准则与运行方式，所以本文针对以上两点进行研究。

【关键词】地铁供电系统;环网供电技术;电缆双环网

1地铁环网供电技术应用特点

在地铁设备设施内，用于供电的连接方式主要以环网形式呈现，其中环网的形式也划分出几种，诸如单、双电缆环线，以及网格形式的环网，其中在实践中这种接法形式不会应用。以上海地铁一号线为例，地铁内部的主要供电形式是独立式的牵引网络，在电缆形式上为单环，主要是为了满足建设的消防安全需求，这种建设安排形式主要针对消防设计，在照明上不具备保障能力，所以当下在各个城市的地铁建设中已经摒弃了环网供电。电缆双环网逐渐取代了传统的供电形式。这种连线形式并不是在单环网基础上的创新，只是简单的利用了单环网的组合，简单的结合之后解决了传统环网中的诸多问题，完美的避免了变压器设备故障导致的问题，根据科学设计原理，正常工作的变压器会各带50%的负荷，两个部分根据原理会连接在独立的两个电源中，互相独立的连接工作形式，避免了因为故障而导致的地铁运行暂停的情况，而且还具有较好的灵活性，供电不会因为一个设备的损坏而终止，保障了運行效率，且满足用电设计中规定的双电源要求。主要的原理是一方存在故障，将低压母联合，则线路依然是通畅运行，设备维修不再影响运行。

2地铁环网供电技术的应用原则

地铁内的线路设计要遵循科学的原则，根据规定，前提未电压等级信息确定，应当遵循：（1）供电要满足安全的要求。（2）变电所要有独立的电源，其数量不得小于两个。（3）设备的选用符合设计需要。（4）负荷分配满足设计规定。（5）供电区的位置设置要符合就近原则。（6）经济指标数据满足要求。（7）继电保护满足设计要求。（8）应用简单容易操作的接线形式。（9）变电所的主接线符合规定。（10）运行、倒闸等要全部可操作。（11）符合设备选型的需要。

3地铁环网供电技术的应用形式

环网供电技术的形式针对不同的运行环境以及需要，呈现出来的效果也不尽相同，环网网络分别承担了不同的作用。其中，牵引供电网络表述为对变电所供电有牵引功能的一项技术;动力照明的相关网络主要承担为降压变电所供电。根据不同技术在实践中表现的优缺点综合衡量，牵引动力照明的混合与独立两种网络是应用范围最广的环网网络，服务于国家的轨道交通。这种网络技术在实践应用中的一个明显优点是不会限制电压等级，兼容性好，在轨道交通的供电网络中，牵引与照明也是两个相对独立工作的供电网络，所以在故障发生上，影响效果并不明显。实际应用当中，混合网络在电压等级上比较统一，对电压要求必须一致，以它为牵引为变电所供电。

对比在实践中常应用的集中供电系统来说，独立运营的形式是这两个网络采用的主要工作模式，除此之外，针对混合设计的网络来说也符合运行要求。对比在实践中较少应用的分散式供电形式，普遍选用的网络形式为牵引动力照明。

3.1 独立牵引网络+独立动力照明网络接线形式

独立牵引的连接形式之下，单母线一般被用作主接线承担了主要的工作，断路器也是在变电所工作中主要应用的进线与出线形式，在变电所中必须要设置两个独立电源，这是设计的强制性规定，其中这两个电源的母线来源是来自不同母线的，但是源头变电所依然是同一个。城市轨道交通的用电呈现出的形式在物理关系上呈现出线状，所以在进行接线形式的设计时，首要确定的内容是供电的形式是否为环网，确定之后再进行电压等级的确定工作，是必不可少的工作。根据常识我们知悉35kV电压的负荷矩是明显大于10kV呈现出的效果，根据集中式供电的特点知悉，在供电上会受到距离的限制，因此照明与牵引连个供电紫铜要分贝的独立设置在网络中，以达到减轻电压压力的目的。如果同时应用两种不同电压的等级，不止会造成能源损耗，还会增加工作的难度，得不偿失。

3.2 牵引动力照明混合网络接线形式

集中式供电系统中，如果在设计过程中将动力照明与牵引两个网络设置为相同的电压等级时，那么在理论的操作当中完全可以应用混合网络，相对于独立的接线方式来说，混合的状态依然有明确的分区线路，电源引出的母线并不交叉，现阶段双环线接线主要应用在中压的环境中。母线分段开关以及分段单母线被广泛的应用在牵引变电所与混合变电所中;集中供电的环境中，35kV的电压被广泛的应用在混合网络中，符合混合网络的工作需要，主要在于其具有负荷矩大、受距离限制较小等优点，唯一的缺点就是在建设中需要花费的资金大;电压的等价选择为低压等级时，优缺点恰好与35Kv结果相反，所以导致距离过程的情况下需要设置大量的供电分区。分散式供电系统在设计当中结合了电力资源与10Kv等级，所以在设置时对城网中压电源的需求量较大。

4环网供电技术运用的可靠性

整体的结构运行来看，所谓地铁环网供电技术的工作原理就是依靠中压等级电源，在结构上通过纵向的发展方向将下级的变电所连接起来，形成一个结构整体，在形式上与输电线路类似。在环网供电中的一个明显特点就是用电点的电源数量不为一，所以对供电的结果有所保障，避免了发生故障整体中断的情况发生。从而避免了断电维修，操作的次数也随之减少，避免了由于员工的失误操作出现运行故障等诸多问题。此外，环网在供电工作中还结合了SCADA 监控技术，优越性体现在对故障的提醒以及处理措施上，降低了因故障损害而导致的损失程度，方便维修人员的工作。

5结束语

地铁运行系统是城市运行中的一项重要保障系统，其中地铁内部的供电系统保障也是十分重要的，设计等诸多问题要满足规范等诸多规定，再根据上文的论述，综合考量供电效果以及经济需要，论述了低压与中压运行的优缺点。在根据电源以及供电分区的限制进一步确定中压网络接线方式。

参考文献：

[1]郭志强.地铁供电系统中环网供电技术的应用探讨[J].通讯世界，2014，（10）：58-59.

[2]吴昊.环网供电技术地铁供电中的应用[J].科技资讯，2015，13;No.40411：38.

（作者单位：长沙市轨道交通运营有限公司）