关于环网供电技术在地铁供电中的应用研究 陈伟

关于环网供电技术在地铁供电中的应用研究陈伟

发表时间：2018-06-13T15:11:30.750Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第1期作者：陈伟

[导读] 就目前的情况来看，地铁环网供电的接线方式主要有以下几种。

港铁轨道交通（深圳）有限公司广东深圳 518000

摘要：随着城市发展速度加快、城市人口激增，交通堵塞现象越来越严重，而地铁的出现有效地缓解了这一局面。为保证地铁的正常运行，我们使用环网供电这一先进技术来保障地铁供电系统的安全与稳定。

关键词：环网供电技术；地铁供电；应用研究

1环网供电概述

就目前的情况来看，地铁环网供电的接线方式主要有以下几种，即：“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。上海地铁一号线牵引网络供电方式是独立式供电，即是采用了电缆单环网。因为消防系统的电源的特殊需求，因此使用电缆单环网供电是不符合要求的，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，即是电缆单环网的组合。电缆双环网主要是利用了二回电缆线路，由两路完全独立的电源供电。这种接线的方式的优势是供电非常灵活，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，母联开关合上能够确保后续的正常用电。

2环网供电的实施原则

在线路的设计过程中需要确保电压等级，同时也要遵循一定的原则，即：1）充分的满足安全可靠的供电要求。2）变电所会存在2个独立的电源。3）关于设备的容量需要满足相关要求。4）符合在分配的时候需要满足相应的要求。5）在电源的接入过程中需要靠近供电分区。5）确保满足相关的经济指标。6）达到相关继电保护要求。7）接线的过程中要简单。8）确保牵引变电所、降压变电所的主接线处于一致的状态。9）对于管理方必须要严格的按照相关要求进行。10）对于设备的选型需要满足相关要求。

3常见的地铁供电方式

就目前的情况来看，地铁供电方式主要有以下几种：1）集中式的供电方式。地铁线长度太长，电容量受到了一定的限制，因此会选择在地铁的内站监理供电站，其主要的作用是承受中压环形电网的供电。对于这个供电站其具有一定的优势，主要是供电的过程中不会受到外界影响，可靠性非常强。同时其有专门的载调压变压器，能够确保供电的质量。在调度的管理过程中自由度非常高，当能够进行很好的调度管理的时候能够在最大程度发挥其性能。对于供电方式的检修过程也非常简单，能够很好的开展该项工作。会需要很大的资金成本，供电系统统筹要求非常高。深圳地铁四号采用的供电方式就是集中式供电。2）分散式的供电方式。地铁沿线所引入的电源多，对于区域内的变电所在地铁车站中主要使用的方式是直接降压，对于这种方式具有很多优点，主要是：成本少，同时能够有效的进行城市电网规划管理。但是在应用的过程中也存在很多问题，主要是会连接很多的城市电网，因此会在很大程度上增加管理难度，在这个过程中如果出现了故障，很难采取有效的措施进行控制。不仅如此，整流机也会在工作的过程中直接影响到城市的电网的运行。3）混合式供电方式。该种方式最大的特点是有效的结合了集中式和分散式，属于一种新的供电方式。目前其有2个表现形式，即：①集中式和分散式是处于并联状态，进行地铁环线供电的时候会分别采用这两种形式，集中式供电和分散式供电。②地铁站的中压环线的供电方式还是主要以地铁站的中压环线为主要，集中供电站会分解为多个取电点，这样也能够形成一个完整的工作体系。

4环网供电技术在地铁供电系统中的应用

地铁作为城市电网的重要用户，属一级负荷。地铁供电系统的主变电所、牵引变电所、降压变电所，都要求获得两路电源。目前，国内地铁均采用双环网形式构成供电系统。环网供电方式安全可靠、投资少，供电设备简洁、高效，操作起来比较容易，变压器性能稳定等等，将这些优势运用到地铁供电系统中，有力的保证了城市地铁的安全运行。

4.1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。

4.2地铁中压交流环网系统

城市轨道交通的中压交流环网系统可采用牵引与动力照明相对独立的网络形式，也可以采用牵引与动力照明混合的网络形式。对于牵引与动力照明相对独立的网络，牵引供电网络与动力照明网络的电压等级可以相同，也可以不同。供电系统中的中压网络应按列车运行的远期进行能力设计，对互为备用线路，一路退出运行时，另一路应能承担其一、二级负荷的供电，线路末端电压损失不宜超过5%。一个运行可靠、调度灵活的环网供电系统，一般须满足以下设计原则和技术条件：（1）供电系统应满足经济、可靠、接线简单、运行灵活的要求。（2）供电系统（含牵引供电）容量按远期高峰小时负荷设计，根据路网规划的设计科预留一定裕度。（3）供电系统按一级负荷设计，即平时由两路互为备用的独立电源供电，以实现不间断供电。（4）环网设备容量应满足远期最大高峰小时负荷的要求，并满足当一个主变电所发生故障时（不含中压母线故障），另一个主变电所能承担全线牵引负荷及全线动力照明一、二级负荷的供电。（5）电缆载流量