关于环网供电技术在地铁供电中的应用研究刘庆华

关于环网供电技术在地铁供电中的应用研究刘庆华

刘庆华

佛山市铁路投资建设集团有限公司广东佛山528000

摘要：随着社会的不断发展，地铁建设越来越受到重视。在地铁建设中环网供电技术体现了非常大的优势，能够有效的确保地铁的安全运行，其在很大程度上缓解了交通堵塞的情况。但是就目前的情况来看，环网供电技术还存在某些问题，因此在实际应用中需要严格的按照相关准则，不断优化环网供电技术，从而能够更好的保障地铁的安全运行。本文介绍了环网供电概述，分析了环网供电技术在地铁供电中的应用。

关键词：环网供电技术；地铁供电；应用

为了提高供电过程的灵活性以及故障处理安全便捷性，工作人员在线路的每个区段都会设置一个断路器，当发生故障时，断路器会把母线分成两段，然后就把这两个接口接在线路保护器的两端，从而把故障线路从主线路中隔离出去，保证其他部分的正常供电运行。这种环形电网可分为开环供电运行和闭环运行，而地铁供电主要采用闭环运行，因为闭环供电具有不间断供电的特性，这就很好地保障了地铁的稳定运行。

一、环网供电概述

目前的情况来看，地铁环网供电的接线方式主要有：“手拉手”环网、“网格式”环网、电缆单环网、电缆双环网等。而目前基本上不会使用“手拉手”环网、“网格式”环网。伤害地铁一号线牵引网络主要是独立式，其是采用了电缆单环网，因为消防系统的电源的特殊需求，因此使用动力照明网络是不符合要求的，对此现在的地铁网供电也都不使用这种方法。如今在我国地铁交通中比较多的是电缆双环网，其是电缆单环网的组合，主要是利用了二回电缆线路，其最大的优势是能够有效的解决单环网供电方式中所造成的一系列问题，例如停电，正常情况下变压器会带百分之五十的负荷，同时也接在了两个电源系统中。对于这种接线的方式主要是供电非常灵活，同时也非常的可靠，能够有效的保障用户的安全用电。对于双环网线路如果其中一个电缆线路出现故障或者需要进行检修的时候，低压母联合上能够确保后续的正常用电。

二、地铁供电方式设计现状

地铁列车能量是地铁供电系统的提供者，也是地铁系统内部其他机电设备电能的主要来源，在地铁系统中扮演着非常重要的角色。地铁供电系统在城市的电网取得了电能，然后将这些电能送到地铁各座的车站。

1、集中供电方式。集中供电方式是根据用电容量和地铁线路长短建设地铁专用的主变电所，再由该主变电所向地铁中压环网系统供电的一种供电方式。（l）优点①供电可靠性高，受外界影响较小。②主变电所采用有载调压变压器，可设置专用供电回路，供电质量好。③调度管理自由度高，在优良的调度管理体系下，能极大的发挥地铁供电系统的优质、高效、可靠供电。④检修工作相对比较独立方便。⑤涉及城市供电系统的工程量较小，相对较容易实现。（2）缺点①投资较大。②对地铁供电系统调度管理要求较高。

2、分散供电方式。分散供电方式只的是在地铁沿线直接从城市电网引入多路电源，由区域变电所直接对地铁降压所及牵引混合变电所供电的一种供电方式。（l）优点①投资小。②便于城市电网统一规划和管理。（2）缺点①供电系统受外界因素影响较多。②与城市电网接口多，调度协调和运营管理环节多，故障状态可选择的供电方式调整手段有限。③整流机组产生的高次谐波对城市电网影响较大。

3、混合供电方式。混合供电方式既为集中供电方式和分散供电方式相结合的形式。在现阶段还存在两种不同的结合形式：①集中供电方式和分散式供电方式并列结合的形式。即一条地铁线路中，部分环网系统采用集中供电方式，另外部分中压环网系统采用分散供电方式。②以集中供电方式的地铁供电线中压线路变电所作为另一变电所的区域变电所取电点，建立分散供电方式系统。

三、环网供电技术在地铁供电系统中的应用

地铁是城市电网重要的用户，属于一级负荷。地铁供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所，都是要获得两路的电源。目前，我国地铁都是采用双环网形式所构成的供电系统。环网供电方式具有安全可靠以及投资少的特点，供电设备简洁、高效，操作起来比较容易，变压器性能也比较稳定，将这些优势运用到地铁供电系统中，便可以有力保证地铁工程的安全运行。

1、环网接线。电网供电必须满足“N-1安全原则”，通过调整电网接线方式和设备运行率T来达到电网安全准则的标准。应用单环网接线方式出现用电故障时需要很长时间的人工倒闸维修操作才能恢复正常供电，所以供电的稳定性很差，不能很好地满足用户需求。双环网接线方式利用双线双环或者双线单环的供电方法为负荷提供两个独立的电源，用一端进行工作，另一端作为备用电源以防线路出现故障。双线双环的结网方式又被称为“手拉手联络”环网，这种接线方式将原来供电线路的平行树干模式转换成联系比较密切的双线双环网络，利用一个联络开关连接起来自不同变电站或同一变电站的不同母线的两条馈线。供电系统正常时，所有的联络开关都保持打开状态，当一个区域的电网出现故障时，通过合并联络开关将故障线路的负荷转移到相邻的馈线上继续供电作业，符合N-1安全原则。多分段多联络接线方式是利用分段开关将地铁供电线路划分为不同供电片区，同时利用合并联络开关保持各个片区之间的联系。即使线路出现故障，只将故障控制在某一单元内，不影响其他分段区域的正常供电，供电可靠性能提升。N供一备接线方式是从N条线路组成的环形网中抽取其中一条作为空载备用线路，其他线路进行正常的输电作业，输电过程中任何一条线路出现故障，都可将其承载负荷转移到备用线路上维持输电作业，不影响线路维修并保证用户正常用电。这种供电模式非常可靠，而且线路利用率高，适合于用电负荷比较大的城市地铁建设。

2、地铁中压交流环网系统。地铁中压交流环网系统可以采用牵引式与动力照明相对独立的网络形式来进行，也可以采用牵引与动力照明混合的方式。对于牵引与动力照明比较独立的网络，牵引供电网络与动力照明网络电压等级可以是相同的，也可以是不同的。供电系统中压网络要按照列车的运行远期来进行能力的设计，对于互为备用线路，一路在退出运行的时候，另一路要承担起一、二级的负荷供电，线路末端电压损失不能超过5%。一个运行可靠、调度灵活的环网供电系统，一般要满足以下的设计原则以及技术条件：供电系统要满足经济、接线简单以及运行相对灵活的要求。供电系统容量按远期高峰小时负荷的设计，根据路网规划设计要预留出一定的裕度。供电系统按照一级的负荷进行设计，即平时由两路互为备用独立电源来进行供电，以免出现不间断的供电。环网设备容量要满足远期最大的高峰小时负荷要求，并且当一个主变电所出现故障的时候，另一个主变电所能承担全线牵引负荷以及全线动力的照明一、二级负荷供电。电缆载流量也要满足最大高峰小时的负荷要求，同时当主变电所可以正常进行运行的时候，环网中一条电缆在出现了故障的时候，要保证城市轨道交通可以正常地进行运行。此时可以不用考虑主变电所和环网电缆在同时出现故障的现象，但是，对于主变电所与一个牵引变电所同时故障的时候，方可正常供电。

环网供电的应用，能够很好的满足地铁的用电需求，保障地铁的正常运行，从而有效环节城市交通问题。新时期，科学技术不断进步，应该不断提高相关产品的制作水平，积极开发出更加先进的技术，有效提高地铁的运营质量。

参考文献：

[1]刘晓春.试析配电网络环网供电方式存在的问题及其解决方案[J].通讯世界，2013，15：59-60.

[2]张永康.地铁供电系统外部电源供电方式的分析与比较[J].城市轨道交通研究，2014（6）.

[3]崔杰，张曹勇.地铁供电系统中的并行送电技术探讨[J].城市轨道交通研究，2013（04）：56~59.

[4]钟素梅.环网供电技术在地铁供电系统中的应用[J].科技创新与应用，2013：161.

[5]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，2014：58~59.