地铁供电系统的供电方式及其选择

张多娇 徐洪 吕辛

摘  要：伴随着城市化进程的日益加快与人们生活水平不断提升，而地铁的出现给生活带来更多便捷。同时也推动地铁工程项目建设数量在不断的增多，规模在不断的扩大，是缓解现阶段交通压力的有效举措。城市轨道交通建设通常在许多大城市较为盛行，由于地铁工程建设关乎到城市居民出行的方便性，所以地铁工程建设得到了人们的高度关注。供电系统供电方式是地铁系统稳定运行的重要关键。对地铁供电系统、供电方式进行了深入的分析，并提出了相关的选择策略。

关键词：地铁;供电系统;供电方式;选择分析

引言

目前，我国经济快速发展，加快了中心城市的建设进度，表现出城市建设规模的扩大以及人口数量的急剧增多。随着人们生活水平逐步提高，汽车保有量越来越大，使得城市交通拥堵程度越来越严重。因此，各中心城市加大了地铁工程建设力度，充分发挥地铁工程载客量大、快速准时、占地面积较小等优点，有效缓解城市交通拥堵程度，方便了人们的出行。

1概述

1.1城市地铁电力系统组成

广义上，按照电力来源进行划分，地铁供电系统可以分为两个部分，一是城市电网供电，主要供电方案有35kV（33kV）的集中供电和10kV的分散供电，牵引供电制式有DC1500接触轨、DC750V接触轨等制式;二是地铁内部供电，这也就是狭义的供电系统。地铁的内部供电系统主要由牵引供电系统、供电配电系统、杂散电流防护系统、电力监控系统、接地防护系统和主变电所几个部分组成。如上文所提到的，地铁内部供电系统主要维持两部分系统的运转，即动力牵引系统和照明通风、自控车门、安检消防等辅助系统。本文采用的是狭义定义，即主要探讨内部电力系统的维护方法。

1.2供电系统的分类

从用电性质角度来看，可以将供电系统分成两个部分：即：动力照明供电系统和牵引供电系统这两部分。对于其中的动力照明供电系统来说，由动力照明配电系统和降压变电所两部分所组成。而牵引供電系统则又可以分为牵引网和牵引变电所。其中的动力照明供电系统主要包括：配电设备、降压变电所以及用电设备和低压母线排等;而牵引供电系统则主要包括电力监控、主变电所以及供电缆网和牵引变电所等部分组成，以此牵引地铁正常运行。一般情况下，城市轨道交通供电系统主要由三个部分所构成，即降压变电所、牵引变电所和主变电所。其中的主变电所主要由主变压器、环网电缆以及主变电所的二次设备和110kVGIS组合电器这四部分组成。在进行地铁轨道系统建设过程中，要做到“统筹兼顾”，每个组成部分的工程建设都要做好，只有这样才能更好地保证地铁设备的安全运行。

2地铁供电方式选择依据

2.1供电质量

根据供电质量对不同供电方式进行分析，集中供电方式的电力是直接来自电厂的高压电，在输送过程中能够有效防止其他因素对电力系统产生的不良影响。电力的损耗比较大，在运行过程中，主变电所对电压的稳定性也比较强。因此，集中供电方式的供电质量相对较高。而分散供电方式获取的电力主要是来自城市用电因为其输送距离比较短，所以其电力损耗相对较小，但是由于是从城市供电系统中接入的，其主要弊端就是电网的整体稳定性比较差。这在一定程度上会影响地铁工作供电质量。因此，如果采取分散式供电方式，必须采取有效措施，对分散式供电方式的电压波动进行有效限制，才能够保证分散式供电的稳定性和可靠性，确保供电质量。

2.2供电可靠性

供电可靠性是保证地铁系统稳定运行的重要关键，在供电可靠性角度对供电方式选择，集中供电方式效果更佳，在实际应用过程中发生故障概率极低，主要是由于所采用的电压等级较高，防护措施相对较为完善，抗干扰能力较强，集中供电方式的应用优势主要是统一管理和控制，设备维护更加便捷，稳定性强故障发生率低，线路铺设长度相对较短，这主要是因为变压器和内部供电系统电源通常处于集中分布状态;分散工作方式往往需要进行多个区域变电所的建设，在实际应用过程中常常会受到多种因素的不良干扰，与集中供电方式相比分散供电方式供电可靠性相对较低。

3地铁供电方式概述

3.1集中供电

在地铁系统中，选择集中供电方式主要是根据地铁在实际运行过程中的用电电压需求以及电量需求在地铁的沿线地区建立专门的供电一体运行使用的主变电站。利用主变电站的变电操作，将城市用电电压转换成地铁运行需求的电压等级，为地铁提供集中的电力供应。集中供电方式用在地铁供电系统中最大的优势是方便对地铁供电需求进行有效的运营管理，并且可以保证地铁供电系统的整体稳定性和可靠性。

3.2分散供电方式及其选择

这种方式主要是通过对相关区域变电所进行科学合理的设置，最终完成全部地铁站的电力供应工作。分散供电方式同样需要对双路电源的设置，通常需要将其设置在每处区域变电所，这主要是为了避免不必要意外状况发生。分散供电方式在实际应用过程中能够实现对城市供电网络的有效使用，因此整体维护和建设成本相对较低，但是采用这种方式极可能发生电网侧的干扰问题，采用分散供电方式通常包括许多的接入口，在管理、控制和维护方面还存在着一定的难度。

3.3混合式供电

在地铁供电系统选择混合供电方式时，要充分考虑到混合供电方式的优势以及劣势。混合供电方式指的是将集中供电方式以及分散供电方式进行集中整合应用的供电方式。混合式供电方式的最大优势是可以弥补集中供电方式以及分散供电方式在应用过程中各自存在的缺陷。但是对混合供电方式进行实际应用的过程中，其应用准备工作难度比较大，并且在实际控制过程中，需要对系统进行准确的调控，在这一过程中操作难度也比较大。因此，混合供电方式在当前的地铁供电系统中的应用并不是很广泛。

4城市地铁供电施工过程的管控与供电维护策略

4.1加强对施工过程的管控

（1）加强工期进度管理以工期节点促施工进度，以施工进度保工期节点。工期节点分级管控，施工进度分阶段管控，落实进度预警管控机制。根据预警等级及时调整施工组织，采取应对措施。（2）加强施工接口及工序交接管理。因地铁施工专业划分比较多，预留预埋复杂，地铁供电系统与之对应的施工接口是点多面广且线长，施工前做好图纸核对工作，过程中做好施工配合工作，同时做好检查检验工作，确保施工接口满足施工需求。在各专业工序交接的时候，要坚持工序交接标准，达不到交接条件的不能移交受，更不能把问题留待后续工序施工中去解决。

4.2优化供电系统环境

地铁供电系统的运行环境对设备的工作效率和使用寿命有着重要影响，过往的许多事故教训告诉我们，供电系统的多数故障都与恶劣的运行环境有关。因此，供电系统维护人员要重视日常的供电设备维护和保养，要着重做好环境的清理工作。以最常采用的接触轨供电为例，其与受流面的相接处易出现故障，要保证接触面无异物，受损严重时要及时更换。其次，保持周边具有良好通风、干燥环境，定期清理灰尘。

结语

地铁工程项目的建设在一定程度上有效缓解了城市交通压力，地铁供电方式主要包括三种，分别为集中供电、分散供电和混合供电，这三种供电方式通常具有不同的应用优势和弊端，总体而言，集中供电方式效果更佳，应充分结合地铁工程项目实际情况对供电方式进行科学选择。

参考文献

[1]张恩建.地铁供电系统继电保护方案分析[J].科技经济导刊，2019，2714：75-76.

[2]张亮.地铁供电系统的供电方式及其选择探析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（18）：25-26.