地铁供电系统的供电方式及其选

地铁供电系统的供电方式及其选

陈辉

（中铁十二局集团电气化工程有限公司天津300308）

摘要：地铁供电系统作为地铁运营的基础，对我国轨道交通的发展起着至关重要的作用。当前地铁的供电方式和供电系统还存在着一些问题和安全故障，因此需要进一步加强对其的研究。相关人员需要加强对地铁供电系统供电方式的选择，利用现代科技手段逐步解决地铁运营中的问题，以真正实现城市交通轨道的现代化，从而进一步方便人们的出行，并促进现代经济的发展。基于此本文分析了地铁供电系统的供电方式及其选择。

关键词：地铁供电系统；供电方式；选择

1、地铁的供电系统

1.1、地铁供电系统的介绍

地铁的供电系统即在地铁的运行中为地铁各项需要电力的功能提供实时电力的在地铁沿线建立的供电系统。到现在，地铁的供电系统已经有了较大的发展。地铁供电系统一般由两个部分组成，一是从城市电网中拉取的电源，二是地铁内部的供电系统，也就是狭义的供电系统，它一般由牵引供电系统、供电配电系统、杂散电流防护系统、电力监控系统、接地防护系统和主变电所几个部分组成。地铁内的供电系统除了对电动列车进行牵引运作外，对地铁中的通风设施、自控车门、照明消防等功能的正常运作也起到了重要的支撑作用。地铁供电系统的意义就是给各种电压等级和电压制式的设备进行正常供电，保障地铁系统整体的安全运行。

1.2、地铁供电系统的电压等级

地铁供电系统电压等级主要有如下几种：

（1）AC110kV、AC63kV。为主变电所的电源电压，其中AC63kV电压级为东北电网所特有。

（2）AC35kV。为主变电所电源电压或牵引供电系统电源电压，如北京、青岛地铁的主变电所电源电压和上海、广州、深圳、香港的牵引供电系统电源电压属于AC35kV等级。AC35kV这一电压级在各大城市电网中将逐渐消失，而由AC110kV取代。作为地铁内部和环网供电专用，AC35kV电压级还将继续存在下去。环网供电的电压如果不采用AC35kV，则可采用AC10kV。

（3）AC10kV。牵引供电系统和动力照明供电系统和电力监控系统适用这一电压级。

（4）AC380／220V。地铁动力照明等低压负荷用电的电源电压。

（5）AC36V。安全照明电源电压。

（6）DCl500V或DC750V。接触网（轨）电源电压。

（7）DC220V或DC110V。变电所直流操作电源电压和事故照明电压。

1.3、地铁供电系统的要求

地铁供电对于周边的供电系统有一定的要求，供电系统要分布在整个地铁运行沿线，两路电源应该来自不同的变电所或者变电所的不同母线，且每个进线电源的输电量应该满足变电所的一级负荷和二级负荷的要求，两路电源应该同时投入使用，以应对可能发生的特殊情况，同时为了减少运营成本和建设成本，对地铁供电的变电站应该建立在地铁线路的周围，减少进入地铁的电缆长度。

2、地铁供电系统的分类

2.1、集中式供电方式

由城市电网区域变电所以高电压等级的电压（110KV或220KV）向地铁主变电所供电，地铁主变电所将高压降为中压等级（33KV或10KV），然后再分别向地铁牵引变电所和降压变电所供电，牵引变电所再降压整流为直流750V或1500V供接触网对电动列车供电；降压变电所降为380V对动力、照明等供电。

2.2、分散式供电方式

根据地铁供电系统的需要，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牵引变电所和降压变电所供电，称为分散供电。这种供电方式多为AC10kV电压级，因为我国各大城市的电网在逐渐取消或改造AC35kV这一电压级，要想在10～30km的范围内引入多路AC35kV电源是不现实的。分散供电方式要保证每座牵引变电所和降压变电所都能获得双路电源。

分散供电方式如图1所示，可以看到，无论是牵引变电所还是降压变电所，其电源都由不同地方的电源提供。

2.3、混合供电

混合供电是指综合以上两种供电方式，对地铁系统进行合适的供电选择，一般情况下是以集中供电为主，在某些地方采用分散供电的方式，以对原有的供电系统进行补充。但是这种供电方式需要的准备以及调控比较复杂，虽然说在理论上是最佳供电方式，但是执行难度较大，一般还是采用前两种供电方式的地铁线路比较多。

3、地铁供电系统的供电方式的选择策略

通过上述对于地铁供电方式的分析可以得出一个结论：集中供电方式和分散性供电方式各有其优缺点，而混合供电方式执行难度较大，所以关于对地铁供电方式的选择还是要根据实际情况分析选择。

3.1、从供电质量上选择

首先从供电质量上来说集中供电方式相较于分散供电方式略高一筹，集中供电方式的电能来源主要是来自于电厂的高压电，因此其供电质量较高；分散性供电的电能来源是城市电网，其电能稳定性较差。

3.2、从供电可靠性选择

从供电可靠性程度来讲，集中供电方式发生线路短路或是故障的可能性较小，因为集中供电方式电力的主要来源是电厂高压电，在防护措施方面做得十分到位，因此受到干扰的程度比较低，可靠性较强；分散供电方式的电力主要来源是城市电网，建立了很多的开闭所，干扰程度较大，一旦发生故障，则需要周围的开闭所对其进行补偿供电，进而可靠度不高。

3.3、从运营管理方面选择

集中供电方式在调整中比较方便，因此运营管理难度系数不大；分散供电方式的电力来源是城市电网，其接口多，操作也相对比较复杂，因此调整比较麻烦。

4、地铁供电系统的保护措施

地铁供电系统的保护措施主要针对供电系统的变压器所采取的相关措施，即电流速断保护、纵联差动保护、瓦斯保护、过电流保护、过励磁保护、温度保护以及零序电流保护，其中最重要的是电流速断保护和纵联差动保护措施。这种保护措施是通过安装电流速断或者纵联差动，以解决变压器中性点直接接地电网侧绕组和引线接地短路、引出线和绕组造成的相间短路以及绕组匝间短路等故障。地铁供电系统运行的各个保护措施之间相互补充、相互配合，能够及时有效地解决变压器的各种故障问题，提高电力变压器运行的可靠性。

总之，地铁供电系统是地铁动力的源泉，承担着地铁牵引、动力、照明等所有负荷的任务，它的安全、稳定运行直接影响到地铁的平安运营。设计的最终目的是为运营服务，因此进一步加强对其的研究非常有必要。本文分析了地铁供电系统的供电方式及其选择，以期提供游一些借鉴。

参考文献

[1]喻菁.关于地铁供电系统满负荷测试项目的思考[J].经营管理者，2014，04:394.