地铁供电系统中环网供电技术的应用探讨

地铁供电系统中环网供电技术的应用探讨

陈品旭徐聪

关键词：地铁供电系统；环网供电技术；应用

1.环网供电

1.1环网供电概念

环形主干线就是一个连续配电回路，能够形成闭合环路，它的起始点与终点都在同一组母线上，每段都是通过各自的断路器进行控制为了增强运行的灵活性，一般用正常闭合的分断断路器把母线断成两段，然后再将环路的每端接到不同的母线段上在保护配置方面，环网供电系统一般设置纵差保护及电流保护当某段环网电缆发生短路故障时，纵差保护作为主保护能迅速区分故障段，保证了非故障段的正常供电。

1.2环网供电方式

环形电网有开环运行和闭环运行两种方式在供变电系统中以闭环运行为主，以发挥其不间断供电的优越性在配电系统中，由于继电保护装置整定上的困难，则以开环运行居多，理论上来讲，开环点要通过设计与计算来选择，但是在实际工程当中，普遍选择接近环网干线的中间位置作为开环点设置在开环点处的开关设备是用来隔离故障点以及带负荷投切的目前国内已经投运的中压(10-35kV)配电环网一般均采用开环运行。

1.3环网供电的实施原则

第一在设计铺设线路的时候确保不同的线路之间能够保持互补关系;第二科学准确的选择线路的分段方法与数量以及分段点的选择，避免由于局部线路故障导致的整体供电系统崩溃的情况发生;第三正确对线路的主干道进行分段，确保用电负荷以及用户数量能够得到平均地分配;第四困在配电线路当中插入自动化设备，一旦线路发生问题，系统能自动隔离故障区域，确保其他居民的正常用电与生活;第五置多层开关在配电线路的分支干道上，仄而将分支线故障隔离开来，以达到分支线故障不能影响主干线的目的;第六及时升级与更新配电设备，确保能时刻对整体的配电网络实施远程监控、

2.地铁供电系统概述

地铁供电系统是为地铁运营服务的，其主要职责是保证所有的地铁电力设备安全、可靠地运行。地铁供电系统由两大部分组成：一部分为城市电网引入的电源；另一部分为地铁内部供电系统，包括主变电所、牵引供电系统、供配电系统。地铁供电系统作为城市电网的重要用户，为地铁内部的用电设施配备电源。城市电网对地铁的供电方式有3种：集中式供电、分散式供电和混合式供电。对于集中式供电方式，由以下几部分构成：

2.1主变电所

为地铁建设的专用变电所，只有采用集中式供电方式时才设置，专为地铁牵引供电系统和供配电系统供电。主变电所一般沿地铁沿线靠近车站的位置建设，以便于电缆线路的引入。

2.2中压网络

联系主变电所、牵引变电所、降压变电所的供电网络，一般采用电缆线路，环网供电方式。

2.3牵引供电系统

专为电动车辆服务，包括牵引变电所、沿线敷设的牵引网。

2.4供配电系统

为地铁内除电动车辆以外的所有动力照明负荷供电，如车站和区间的动力、照明负荷及其他为地铁服务的自动化用电设施，供配电系统包括降压变电所、低压配电系统。分散式供电只比集中式供电少建设主变电所，直接从城市电网引入电源。

3.环网供电技术在地铁供电系统中的应用

3.1环网接线

地铁供电系统必须满足“N-1安全原则”，这是一个基本的原则。电网的安全运行可以通过电网的接线方式和调整设备的运行来实现，环网的接线方式有单环网和双环网两种，单环网接线方式的性能较差，在出现线路故障时，需要花费大量的成本和时间去解决，而且工程量大，恢复供电时间长，严重影响地铁的正常稳定运行，不适合当下的地铁电网系统。而双网络电网接线方式是采用两个独立电源进行供电，这样当一个电源出现故障时，电网会切换到另一个电源，地铁电网就不会因此而断电，这种供电方式更加安全稳定，很好地保证了地铁的稳定运行。

3.2地铁中压交流环网系统

对于中压环网系统应按照可长期稳定运行的指标进行设计，如地铁中的备用线路，当一路线路退出工作时，另一路能够承担起原来线路的一二级负荷，并且线路末端的电压损失不要超过，以保证电网的正常稳定运行。环网系统需要满足以下的设计及技术要求:第一供电系统要相对比较经济，要安全可靠，还有接线要简单化，运行要灵活；第二设计电容量时，在满足负荷的情况下还要有一定的裕度；第三地铁电网系统要按一级负荷设计，需两个独立的电源进行供电；第四供电系统中的设备容量和电缆载流量都要满足远期的最高峰小时负荷要求，当一个变电所或者线路出现故障时，对应的备用设备能够保证地铁不断电而且持续稳定地运行，防止发生二次故障和事故。

4.常见的地铁供电方式

4.1采用集中式的供电方式

由于地铁线的长度过长，而电容量又受到限制，所以就必须在地铁站内建立专门的供电站，这一供电站要承担向地铁中的中压环形电网供电的责任。这种供电方式的好处是:供电不容易受到外界因素的影响，具有较高的可靠性:供电站内有专用的载调压变压器，能够为一些专用电路进行供电，供电的质量比较好:进行调度管理时，具有较强的自由度，当具有了优良的调度管理体系之后，地铁供电站所具有的高效性和可靠性的效能就可以最大的发挥出来:该供电方式的检修工作相对来说比较简单，所涉及到的建设工程量比较小，比较容易实现。而缺点在于:投人的资金量比较大，对于整个地铁站内供电系统的调度统筹要求比较高。

4.2采用分散式的供电方式

由于地铁沿线所引人的城市电网电源比较多，而区域内的变电所对地铁车站内采用直接降压的方式来完成供电的供电方式。这种供电方式的优点:投人的资金数量比较少，能够方便的实现城市电网的同意规划和管理。而所存在的缺陷就是:正常的供电过程容易受到其池的外界因素影响。由于与城市电网的连接较多，这就加大了城市电网统一规划和管理的难度，如果出现供电故障，难以获取较为合适的解决办法:而整流机在工作的时候会产生大量的告辞谐波，这也会对城市电网的正常运行产生较大的影响。

5.环网供电技术在地铁供电系统中的应用可靠性分析

环网供电作为一种有后备线路的接线模式，提高了供电的稳定性。其中的合环操作减少了停电次数、方便电力调度操作降低误操作几率，节约了用电成本，方便进行维护。环网供电为地铁牵引系统提供了可靠保证，其接线简单、运用灵活的特点降低误操作故障的几率，当故障发生时，自动监控系统报警，维护人员采取积极的应对措施，缩小故障的影响范围，尽快恢复故障区域的正常供电。

6.结语

在整个地铁环网供电系统中，每一个用电点都有两路和电源连接，从而形成环形电网，提升了供电的可靠性，有助于改善电压的超负荷情况，减少电路出现的损失。而当前，必须提升相关产品的制造水准，开发出多种产品，在设计中留有较大的改造余地，从而促进整个环网技术在地铁供电系统中的发展和普及应用。

参考文献：

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[4]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.