浅述地铁供电系统及其常见问题与解决措施

杜清宇 冯鑫

摘要：地铁是我国城市交通系统的重要组成部分，对城市居民的交通出行具有十分重要的影响，因此建设好地铁系统是市政建设的重要任务之一。地铁系统建设中供电系统的建设是非常重要的一环，因为地铁系统的运行主要依赖于地铁供电系统。地铁供电系统是为地铁运行提供电能的系统，其主要包括内部供电系统和外接电网供电系统两部分。文章主要针对地铁供电系统的出现的问题以及解决方法进行分析，希望有助于促进其建设的进步。

关键词：地铁供电系统;运行方式;维护

引言：

近年来，随着我国社会经济的高速发展及城市人口的不断增多，城市地铁的建设规模正不断扩大。地铁供电系统是城市地铁系统的重要组成部分，其负责为电力机车提供牵引电力及为地铁运营服务提供电能。地铁中处处都需要电能，如车站、车辆段、车辆区间、控制中心以及动力照明等，都离不开电能，因此必须要重视地铁供电系统的建设，确保其具备良好的安全性、可靠性、经济性以及调度方便。

一、地铁供电系统介绍

近年来，我国地铁供电系统一般采用自建独立的主变电所方式向降压变电所和沿线牵引供电。采用的变电方式为110 kV/35 kV或66 kV/35 kV，采用的变压器接法均为星形/三角形接法，并且中性点绝缘（中性点不接地）。一旦地铁供电系统发生两相短路或单相短路接地故障，会引起系统的不平衡而导致供电系统无法正常运行。所以遇到接地故障时，必须采取继电保护装置加以保护，可人为将不接地系統（中性点绝缘）制造一个假的中性点，并通过一定的方式接地，达到系统单相或两相短路接地保护的目的。根据不同的电网制式和电压等级，决定了中性点接地方式不同，目前我国电力系统中性点接地方式可归纳为以下几种：

（1）6～10 kV三相三线制电网。一般采用中性点不接地方式，当单相接地短路时，采用零序电压检测和保护。但目前有研究者认为，在6～10 kV三相三线制电网中，当单相接地故障电流较小时，容易造成间歇性过电压或谐振，为了防止该现象对设备的损害，一般考虑采用高电阻接地系统。

（2）35～66 kV三相三线制电网。该三相三线制电网采用的是经消弧线圈接地方式，一旦电网发生变化，该连接方式需进行相应调节，所以目前很少采用该接地方式。

（3）110～154 kV三相三线制电网。由于中性点直接接地方式接地电流大、非接地故障相的电压提高小、电位升高小、继电保护设备易检测故障，所以一般采用中性点直接接地方式。

（4）220 kV及以上三相三线制电网。该三相三线制电网必须采用中性点直接接地方式，并分相自动重合闸配合使用。

二、地铁供电系统的常见故障

随着地铁在人们出行中的应用逐渐变得频繁，相关人员在地铁的长期供电系统维护中发现并总结了一些地铁供电系统的问题，具体包括如下几个方面：①主变电所处的故障，一般表现为主变电所的电压显示为零数值，或者由于各种原因导致的主变电所供电开关的关闭使整个地铁系统出现断电。②变压器处的故障，主要表现为变压器处的跳闸以及电压失衡等，包括变压器的内部的故障，例如变压器内部短路致使其中相关部件过热、漏磁等。 ③电缆线路处的故障，主要表现为由于线路的问题，导致产生保护性的跳闸。 ④直流短路的故障，表现为如果在地铁的供电系统的供电压力过大导致产生负荷，就容易发生线路故障。 ⑤地铁电缆处导致的故障，地铁的电缆可能会因为在其安装应用时出现在接头上，或是在长时间的应用之后绝缘老化等现象，或是电缆的使用后所处环境较为恶劣，最终导致其降压变电所和牵引变电所发生停电等故障。

三、改善地铁供电系统运行的有效措施

3.1 遵循三项原则

在地铁系统中，一些日常设备系统，诸如电源系统、灯控系统以及空调系统等，均需要依靠地铁供电系统的供电才能够正常运转，并且在不同时段下，不同系统对供电的要求也各不相同。例如在夏天，空调系统对供电的要求要比其他季节高;在晚上，灯控系统对供电的要求要比白天高。所以，在地铁供电系统建设中，应当将实际供电的电源与需要的电源相统一，才能够确保地铁供电系统的安全可靠运行。而为了达到这一目的，需要遵循以下三项原则：

（1）安全性原则：在地铁运行过程中，实际的供电指数往往需要达到一定标准，若低于电源标准指标会导致地铁发生负电压作业，若高于电源标准指标则容易引起一些安全事故，所以必须要在标准指标下进行运输，这样才能够确保运行安全;（2）效益性原则：节能是现代的一个重要话题，随着节能理念在各行各业中的运用，地铁供电系统也应当要紧跟时代要求，积极采用各种节能措施，严格遵守节能规定，注重低碳化，提高效益;（3）智能性原则：地铁供电系统中的各类供电设备在应用过程中，都必须要遵从于科学智能型的原则，即通过总开关来对其他开关进行同时控制，这也是地铁系统的未来发展方向之一。

3.2 应用智能化设备

当今时代，随着科学技术与信息技术的高速发展，地铁系统也正逐年朝向运输智能化方向发展。目前在我国的地铁系统中，已经逐渐开始应用了一系列智能灯控系统及智能办公化系统等，但是空间运输系统却仍然比较单一，已无法满足时代的发展要求。未来，便捷化、舒适化的发展将成为空间运输系统的主要趋势。为了满足这一要求，在地铁供电系统中会逐渐增加各类先进的智能化电气设备，这些设备的特点是：（1）同类型产品不需要重复性使用;（2）节能高效;（3）具备简单化处理的效果。只有积极应用智能化设备，才能够促进地铁系统的进一步完善。

四、总结

综上所述，我国的地铁供电系统主要有三种运行方式，分别是：集中供电方式、分散供电方式及混合供电方式。无论哪种运行方式，都需要遵循三点基本要求：灵活可靠的运行方式、多重可靠的保护系统和监控系统、快速有效的应变能力和预防性。而若想进一步改善地铁供电系统的运行，则需要在遵循安全性原则、效益性原则、智能性原则这三项原则的前提下，积极应用智能化设备，大力促进地铁供电系统的智能化发展。

参考文献

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