城市轨道交通供电系统的设计及应用

李瑶瑶

摘 要：  近几年我国城市建设进程不断加快，交通体系日益完善，轨道交通作为城市交通的一个重要类型，具有安全、可靠、快捷等优点，普及程度较高，有助于缓解城市交通压力。电力作为保证轨道交通正常运行的重要前提，如何保证电力稳定成为重要思考问题。本文将结合实际，分析城市轨道交通供电系统设计与具体应用，以期为今后开展的有关工作提供借鉴与参考。

关键词：  城市轨道交通;供电系统;设计;应用

【中图分类号】U223.6     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）06-0133-01

目前，轨道交通的稳定、安全运行，离不开电源供电系统的支持。大体来看，供电电源分为城市电网、轨道交通内部电源两个部分，构成相对复杂，需要在设计时从各个层面加以考虑，保证供电系统能够正常运行。因此，从实际角度出发，对城市轨道交通供电系统设计与具体应用进行分析是十分必要的。

1 城市轨道交通供电系统概述

当下，城市人口数量急剧增长，交通压力不断增加，为人们出行、城市运转带来诸多阻碍。轨道交通与汽车交通不同，不会因数量过多而引起交通堵塞，且能够灵活的运用地上、地下空间，既能够解决城市平面空间交通拥堵的这一问题，又能够提高人们的出行质量，对于城市发展而言至关重要[1]。就目前轨道交通运行的实际情况来看，对供电需求相对较高，如何解决供电问题、保证轨道交通运行问题，已经成为必须考虑的重要问题。城市轨道交通供电系统主要包括动力供电系统、照明系统、牵引系统等主要部分，任何一部分出现问题，都会直接影响轨道交通体系的安全运行，需要对其进行科学设计。

2 城市轨道交通供电系统的设计与应用

基于上述分析，供电系统设计应充分考虑城市轨道交通的实际情况，制定相对完善的方案，最大程度保证供电稳定性，为城市轨道交通安全运行创造有力条件。

2.1 外部电源主变电所设计

城市轨道交通运行，需要依靠强大的电源作为支撑，一旦供电出现电压不足、功率不足的情况，就会直接影响到车辆运行，且在实际建设中，所需要的电功率、对应用电负荷，很少被纳入到计算、设计中，导致供电系统设计并不是十分完善。与此同时，如何更好的运用技术经济规划电源设计方案，也成为轨道交通供电系统设计所面临的主要难题。外部电源主变电所作为供电系统的重要部分，其设计也应受到相应的重视。因此，在今后发展的过程中，承建单位应充分考虑到有关规范中给出的具体要求，优化设计环节。一方面，应考虑主变电所的几倍，大部分轨道交通的主变电所都是属于以及符合，若是想要保证供电稳定安全，就要有两个独立的外部电源，及时一个电源发生故障，另外一个电源也能维持正常运转;另一方面，位置应设计在线路负荷中心，靠近电源点、换乘站，尽可能减少建设时期所花费的成本资金，降低后续使用中不必要的电能损耗，保证电能的可利用率。除此之外，还应该对主变电所的供电范围加以考虑，以主变电所为中心，15km范围内的供电距离为最佳。

2.2 中压网络设计

供電系统在设计的过程中，还差应该对直流牵引供电系统的电压水平进行计算，涉及范围较为广泛，应使线路、车辆、运营管理等多项专业之间相互配合，充分利用专业技术以及计算机技术等，构建一个线路模型。具体计算方法可有“公式法”、“运行图法”、“概率法”等多种，根据轨道交通建设路线加以选择，最终得出电压水平、钢轨电位的具体信息，作为整体供电系统设计的重要参考，满足各项标准、规范的要求，使中压网络设计，能够与直流牵引供电系统中压环网电压等级、主接线划分相互协调[2]。

2.3 直流牵引供电设计

直流牵引供电设计关系着整个供电系统运行，方案设计必须全面、考虑范围广。通过对国家给出的地铁设计规范和电力机车通用技术条件等相关规范进行分析，直流牵引供电变电方式包含两种，即DC750V和DC1500V，其中DC1500V在经济与技术上的优势体现十分明显。因此，大部分城市轨道交通供电系统直流牵引供电，通常都会将DC1500V作为主要方式，结合现下国家轨道交通建设现状来看，直流牵引供电系统有牵引网供电、走行轨回流两种系统形式，牵引网则被分为架空接触网、接触轨，不同的结合、选择方式，会直接影响供电效果。设计方应与多个部门协商，在了解技术、经济、具体要求的基础上完成方案设计，以牵引变电设置方案、整流机组容量等为参考，使滞留牵引供电设计与整体供电系统需求相适应，保证城市轨道交通的安全运行。

2.4 动力照明系统设计

城市轨道交通通常都是指地铁工程、轨电车工程，而供电系统也是以维持这两项交通来进行。由于地铁、轨电车工程在建设期间，均会涉及到隧道工程，尤其是地铁工程，照明无疑是保证人们安全乘车的关键，因此在每一站都会设有大量的照明供电系统，因此动力照明系统也应该作为轨道交通供电系统中的重要内容之一。根据现阶段动力照明体系的设计情况来看，电力设备配备过多、过高，各项资源难以充分利用，甚至会出现资源浪费的情况，增加地铁站、轻轨站的运行压力。基于此，在今后的动力照明系统设计中，可从实用性角度出发，打造与站点、供电系统相适应的动力照明系统用，闲置、为完全应用的电力设备，可以将其与给排水、通风等系统关联在一起，通过这种方式减少电能损耗，减少其他系统的建设成本，提升承建单位的经济价值以及资源的有效利用率。

结束语：综上所述，城市轨道交通属于便捷性较强的交通工具，且不会出现堵车情况，有助于缓解城市交通压力，成为众人出行的首要选择，这也就要求供电系统设计必须科学、合理，以减少故障问题出现的可能性。目前，轨道交通设计与应用主要包括外部电源主变电所设计、中压网络设计、直流牵引供电设计、动力照明系统设计等几个部分，需要设计是综合考虑各方面因素后，科学设计、合理划分各个部分，为供电系统稳定运行提供保障。

参考文献

[1] 黄志强.基于城市轨道交通供电系统的设计及应用[J].山东工业技术，2019，（1）：187.

[2] 李琛琛.城市轨道交通供电系统的设计及应用[J].建筑工程技术与设计，2018，（2）：1634.