浅谈城市轨道交通供电系统的节能措施与经济运行

杨中兵

摘要：现阶段，随着我国经济的快速发展，在当前城市化进程不断加快以及城市人口高速增长的过程中，城市内部所出现的环境污染问题以及交通堵塞问题等也越发严重，对于城市的可持续发展以及城市居民生活质量的改善产生了一定程度的影响。所以，在城市发展过程中，坚持可持续发展的理念是城市轨道交通发展过程中最需要贯彻的发展理念。在城市轨道交通运行过程中，供电系统是运行系统的核心，在实际工作中会消耗大量的能量，所以需要就供电系统的节能、经济与环保进行探讨。论文对此展开详细论述。

关键词：城市轨道交通;供电系统;节能措施;经济运行

引言

基于提高城市轨道交通供电系统运行节能水平的目的，围绕此课题做简单的论述，总结节能措施与经济运行方法，共享给相关人员参考借鉴。根据供电系统应用实践与研究总结，做好牵引供电系统节能设计与动力照明系统节能设计的把控，降低电能消耗，有利于实现经济节能运行。

1城市轨道交通供电系统的构造

城市交通轨道供电系统的构造相对来说比较复杂，主要包括以下几个方面：电力源、供电电路、主变电站、电力监控系统、变压器、照明系统、开关、防护系统和接地系统等。不同的系统具有不同的作用，这些系统之间相互作用，密切配合，这样才能保证供电系统的顺利运行。电力源的主要作用是为城市交通轨道机车的运行提供动力支持;供电电路则是电路运输的途径，保证电力能够顺畅的运输。照明系统提供灯光服务;电力监控系统是对系统的运行进行检测。城市轨道交通供电系统的变压器主要使用的是110kV的变压器，变压器在工作时能够实际的运输情况改变电压的大小，保证整个供电系统的运转。供电系统的开关也可以分为不同形式，包括绝缘开关以及直流开关，直流开关在电路出现故障时会自动断开，减少损失，绝缘开关与直流开关的区别在于直流开关的核心是直流断路器，而绝缘开关的核心则是真空断路器。供电设备在城市轨道交通中发挥着重要的作用，供电设备运行正常能够保证机车正常运行，提升运输效率;反之如果供电设备出现故障，机车在行驶是缺乏动力支持，机车无法顺利的运行。

2城市轨道交通供电系统的节能措施与经济运行

2.1调整城市轨道交通运行方式

对于城市轨道交通来讲，白天以及夜晚的运行负载量是具有较大区别的。在白天的时候因为出行的人数比较多，所以列车的负载量会比较大。随着运行时段的变化，负载量会出现不同程度的变化。在不同的负载量运行状态下，供电系统的运行方式也具有很大的差别，在节能的过程中就可以对运行方式进行调整。在城市轨道交通系统当中的供电系统，可以使用一运一配的方式进行供电，通过这样的方法来进行供电，可以将线路的损耗以及电能的损耗降到最低程度。同时还可以在调整运行方式的过程中，通过编程的方法去进行调整，依靠编制好的相应程序，对城市轨道交通的运行方式进行合理控制，然后减少城市轨道交通工作的负荷量，但是相比较于一运一配的运行方式调整来讲，这种通过程序进行控制的方式所取得的效果比较差。

2.2采用节能技术

变压器是供电系统的重要组成部分，变压器的能耗比较大，因此在进行节能时需要对变压器进行调整，选择节能变压器。变压器在建造时需要进行综合考虑，如果条件合适的话可以采用共享方式，在满足城市轨道交通正常运行的基础上减少变压器的使用，这样不仅能够减少投入，还能够减少能源的消耗。同时城市轨道交通在进行技能时还可以采用一些软件系统，如EMS软件，通过软件系统对数据进行收集和分析，增强对供电系统的控制水平。

2.3无功控制

增大功率因数，尽可能减少无功电流也能起到降低能耗的作用，同时也能满足当地相关考核要求。在城市轨道交通系统中，能产生无功功率的设备包括变压器、电动机、换流设备与灯具等。在设计过程中应尽可能增加这些设备功率因数，并确定适宜的补偿容量及地点，借助分相电容进行自动补偿，同时对其它补偿方式，如就地与集中补偿等进行结合。城市轨道交通系統投运初期，其供电系统的负载效率通常较低，为保证供电稳定性与可靠性，进线与环网电缆横截面都要选的很大，这也是为了预留足够余量，但电缆的电容会对功率因数造成很大的影响，导致在投运初期产生过补偿，最终使功率因数大幅降低。为防止供电系统产生容性的特点，需要对中压网络结构进行简化，并适当减少电缆和增加其间隔距离，以此避免产生过大的分布电容，防止对系统反送较多的无功负荷。另外，当条件允许时，还可通过检测装置的安装来进行判定，通过对运行方式的调整来降低容性负载，也可通过感性负载的适当增加来平衡，若系统有着很高的要求，则可在电源的引入端安装恢复装置予以有效解决。

2.4引入智能化监测技术

从城市轨道交通供电系统运行管理角度分析，若想提高节能管理水平，要动态掌握供电系统的运行情况，引入智能化监测技术手段有重要的意义。例如，采用智能化监测系统，实现对变压器与其他类型电气设备的运行状态监测，实时掌握能源消耗和负荷水平，根据采集的数据信息开展分析，提出有效的调整方案，保障供电系统时刻处于良好的运行状态，降低能源消耗。除此之外，还可以推广使用软件系统，比如EMS软件，辅助数据信息采集与分析，辅助供电系统运行控制与管理，有效优化系统运行，创造更多的效益。

2.5能馈式再生制动能量的吸收利用

城市轨道交通在启动和制动的过程中会产生大量的制动能量，目前，国内对再生制动能量利用率低，大部分多余的能量是使用吸收电阻来消耗掉，加大了地铁线路通风散热系统的散热困难。因此，对地铁牵引供电系统再生制动能量进行储存利用，通过逆变装置将能量转换为交流电形式供给其它三相交流用电设备使用，不仅能提高再生制动能量的利用率，很好的适应减排要求，还能提高地铁运行的安全和稳定。

结语

综上所述，对城市轨道交通供电系统来讲，在实际运行过程中，随着城市轨道交通运行线路的增加以及运行次数的增加，在实际运行时所产生的能耗也越来越大，所以基于节能减排以及绿色化城市发展理念，需要对城市轨道交通运行节能减排措施进行探讨。

参考文献

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