城市轨道交通供电系统及电力技术分析

城市轨道交通供电系统及电力技术分析

陈捷琳

南宁轨道交通运营有限公司  广西  南宁  530000

摘要：城市轨道交通运行是维护现代化社会秩序的关键环节，为进一步提高城市轨道交通运行效率应当维护好城市轨道交通供电系统并采取相关的电力技术提高其整体运行质量。相关单位及人员应把握城市轨道交通供电系统当中存在的问题并及时做好电力技术优化，改善技术应用问题并落实各环节监管责任，围绕城市轨道交通运行状况排查运行风险，进而保障城市轨道交通运行安全，基于此本文结合城市轨道交通供电系统对其供电方式以及电力技术做简要分析。

关键词：城市轨道交通；供电系统；电力技术

引言：城市轨道交通运行过程中需要从城市电网中获取大量电能，从城市轨道交通供电系统结构来看，主要涉及牵引供电系统、电源系统、 动照系统等，牵引供电系统为车辆运行提供电能，维护城市轨道交通供电运行安全。在技术不断创新过程中，电力技术也在优化升级，而路线规模的调整扩大也给城市轨道交通供电系统设计建设提出更高要求，这就需要相关单位及技术人员做好电力技术应用研究并在技术加持下提高城市轨道交通整体稳定性和安全性。

一、城市轨道交通供电系统运行分析

（一）牵引供电系统

城市轨道交通牵引供电系统涉及直流和交流两种供电方式，在城市轨道交通运行不断发展过程中，为进一步提高城市轨道供电系统运行整体安全性，也有部分地区尝试直流制与交流制混合应用模式。在实践当中，前者可理解为牵引供电系统常用供电制式，牵引变电所从中压网络中获取电流，对大量电流经降压整流机组处理以直流电形式存在[1]。而在直流电会输送到牵引网这一过程中，基于城市轨道交通牵引电机需求，牵引供电系统主要为列车提供电能，将整流装置安装在牵引变电所中进而减轻车身重量。客观上来看直流牵引网会依照供电连贯方式，当列车运行发生故障问题时单边供电以及大双边供电间切换管理可以进一步提高城市轨道交通运行稳定性。但直流制供电方式当中也存在一些诸如供电距离有限、线路损耗大等问题。从牵引网构成来看，在供电系统当中主要涉及牵引网、而将其细化可分为接触网、回流线等，前者可视为列车受电直接装置，依照安装位置差异化包括接触轨和架空接触网。

（二）系统供电方式

从城市轨道交通系统供电方式来看，主要涉及分散式、集中式以及混合式三种供电方式，结合分散式供电方式来看，将线路系统依照分散式原则从城市中压网络中引入多回路电源，通过直接间接等方式，将供电所作为牵引变电所或是降压变电所，进而来实现供电过程。一般情况下分散式供电方式无需设置主变电所， 这也意味着在资金成本投入方面有一定经济性，但从城市电网中压引入应用，在一定程度上也会受到居民生产生活用电影响，给城市轨道交通运行整体效率带来一定限制。虽然此类方法成本支出相对来说偏低但是管理上有一定复杂性， 这就需要结合城市轨道交通供电系统运行实际需求来合理运用。从集中式供电来看，结合用电容量、供电线路长度将城市轨道交通线路涉及的外部供电内容实际情况来提供专用主降压变电所[2]。为进一步提高城市轨道运行的整体安全需要在各主变电设立两路独立进线电源并根据城市轨道交通内部供电系统电压等级，有效调整电压，根据集中式供电反馈情况来进行进一步处理。客观来说集中式供电可有效提升城市轨道交通运行运营质量，此类方面受到的限制条件少，也有极强的稳定性。从混合式供电形式来看，可以理解为分散式供电和集中式供电的相互融合，以集中式供电为主并根据城市轨道交通供电系统实际情况来进行分段式管理，两种方式相互作用下可进一步提高轨道交通运行稳定。为提高其运行效果需要工作人员根据城市电网运行情况以及后期发展需求对城市轨道交通供电系统进行统筹规划，并围绕牵引供电系统与动力照明系统安全为重要目标合理选择供电方式。

二、城市轨道交通供电系统电力技术及优化措施

（一）供电系统谐波问题

从城市轨道交通供电系统运行实际来看，供电系统谐波问题是需要重点关注的内容，受非线性负荷问题影响， 牵引整流机组以及UPS电源等存在谐波问题，当此类问题表现明显供电系统整体电能质量就会受到极大影响。客观来说在充电网络中存在的谐波极易导致供电线路发生损耗，也会给电气设备运行安全带来实际影响[3]。所以为降低供电系统谐波影响力度需要借助整流装置脉波数、 增设有源无源滤波器等来加强治理。从供电系统无功功率补偿来看，因城市轨道交通动力照明系统涉及低压用电设备，功率因数方面表现不高。若是供电系统中功率过低，也会导致供电线路损耗。 为降低对变送配电设备造成的影响，适当规避给供电线路带来的损坏需要利用功率补偿方式来适当提升系统功率因数 。根据城市轨道交通供电系统实际情况来选择适宜的供电方法，可有效提高其运行安全并最大程度保障供电系统稳定。对于工作人员来说，需要了解当前供电系统供电实际情况并根据运行反馈来做好供电系统维护处理，借助数字化技术对当前供电系统抗干扰能力进行监测，为规避风险隐患可适当提高供电系统整体抗干扰能力，同时也应根据供电方法原理来把握不同供电方法对城市轨道交通供电系统所带来的影响，进而来提高适用性保障城市轨道交通整体运行安全。

（二）供电系统继电保护技术

在城市轨道交通运行当中，借助继电保护技术可进一步提升供电系统运行稳定，在产生故障时，工作人员借助继电保护技术可以进行故障设备快速切除并利用其报警功能来提高处理效果。供电系统继电保护及时通过纵联差动保护措施将两端电气量传送到对端位置，并通过对比判断来明确是否需要执行相应保护动作。从迷流腐蚀及防护方式来看，因钢轨对地面并非完全绝缘所以也会存在部分电流流入道床这一情况，而在钢筋等金属导线作用下也会产生迷流现象。若是迷流现象过于明显轨道交通中所涉及的金属会发生电解腐蚀反应进而影响地下金属设备。所以为避免此类问题可通过防治监测来做好分析，并借助走行轨对地绝缘的方式， 在沿线位置合理设置迷流收集网进而降低一定的风险隐患问题。 对于工作人员来说也需要在日常供电系统检修维护中做好轨道养护工作，如此也可适当减少迷流现象。在当前城市轨道交通运行安全越来越严格的情况下，不仅要合理选择电力技术也要进一步提升城市轨道交通供电管理力度，根据城市轨道交通供电系统运行情况来做好资源配置。工作人员不仅要坚守岗位职责也要围绕轨道交通供电安全加强城市电力资源输送管理并及时解决供电问题，合理选择供电方法在分散式集中式供电相结合过程中有效提升城市轨道交通供电系统运行质量。此外，工作人员也应当立足于供电系统实际问题来做好技术创新，从城市轨道交通长期稳定运行角度做好电力技术应用分析，进而找到技术创新要点，在电力技术支持下促进城市轨道交通供电系统优化升级。

结论：综上所述，城市轨道交通供电系统及电力技术应用对城市轨道交通运行安全起着重要影响，为进一步提高运行效果应当做好技术创新升级，并根据城市轨道交通运行实际来做好安全管控。工作人员应依照责任做好工作部署，并全面管控城市轨道交通供电系统运行情况，及时了解和解决运行问题，并做好风险排查，在提高城市轨道交通运行效率的同时也应当重点把握供电系统这一要点内容，强化供电系统维护力度。

参考文献：

[1]王金永.城市轨道交通供电系统及电力技术探析[J].中国设备工程，2021（10）：186—187.

[2]刘成刚.城市轨道交通供电系统及电力技术分析[J].智能城市，2021,7（08）：64—65.

[3]邢妍.城市轨道交通供电系统及电力技术分析[J].科技资讯，2019,17（02）：62—64.

作者简介：陈捷琳（1991.12），女，壮族，梧州藤县人，本科，助理工程师，主要从事城市轨道交通供电设备维护相关工作。