城市轨道交通牵引供电及电力技术 刘明

发表时间:2020/7/21   来源:《电力设备》2020年第9期   作者:刘明
[导读] 摘要:《铁路电力、电力牵引供电工程施工安全技术规程》TB10308(以下简称“安规”)旨在规范铁路电力、电力牵引供电工程施工安全技术管理和施工作业要求,预防事故发生。
        (天津保富电气有限公司  天津市  300384)
        摘要:《铁路电力、电力牵引供电工程施工安全技术规程》TB10308(以下简称“安规”)旨在规范铁路电力、电力牵引供电工程施工安全技术管理和施工作业要求,预防事故发生。新版安规是对《铁路通信、信号、电力、电力牵引供电工程施工安全技术规程》(TB10306-2009)中有关电力、电力牵引供电工程内容的全面修订。原安规是2009年、铁道部时期发布的的施工类工程建设行业标准,为铁路大规模高标准安全建设提供了标准支撑。伴随国家铁路不断改革发展,近年来铁路建设特别是高铁建设积累了丰富的实践经验,铁路各专业技术水平不断提高,相应施工安全技术管理和施工作业也有了新的要求。
        关键词:城市轨道交通;牵引供电;电力技术
        引言
        在众多城市中,作为一种新兴的新型交通工具,城市轨道交通与汽车、公交车等交通方式有着迥然不同的特点与优势。例如噪声低、污染低,不会产生交通拥堵等。特别是人口数量较多且交通特别拥堵的城市,尤其需要城市轨道交通,而也正是在这样的城市里,城市轨道交通才能够将自身作用充分体现出来。可以说,城市轨道交通如今已经成为城市交通网非常重要的组成部分,在缓解城市交通压力方面做出了重要贡献。由此可见,研究探讨城市轨道交通牵引供电及电力技术具有尤为重要的意义和作用。
        1我国城市轨道交通发展现状分析
        城市轨道交通最主要的形式就是地铁、轻轨、公交车等公共性的交通方式。世界上最早出现的轨道交通就是在1854年英国开始兴建的第一条地铁线路,被称为大都会铁路,在经过了近9年的施工过程,于1863年1月10日正式投入到了运营的过程中。就其运营的机制来说,主要是采用蒸汽机车作为主要的牵引动力,促进其实际的运动和发展。后期随着世界经济的飞速发展和城市人口的急速增加,在社会工作和生活的方方面面,越来越容易出现交通堵塞的问题,因此在发达国家的交通行业建设中,需要越来越重视城市轨道交通的发展。尤其以亚洲、欧洲和美洲的城市轨道交通发展速度为最快,其中城市轨道交通运营里程最长的三个国家是中国、美国、韩国,而且以中国的北京、上海城市交通轨道发展更为发达,运营里程也是最长的。
        2城市轨道交通牵引供电系统
        2.1城市轨道交通牵引直流供电系统
        在城市轨道交通牵引直流供电系统的建设中,与城市的变电站等建设不同,直流牵引主要采用双边供电的方式。这样的方式就能够实现一旦出现某一供电线路的故障,另一个供电线路仍能继续对此牵引供电区段进行供电,满足牵引供电的需求,保证城市轨道交通的正常运行。城市轨道交通牵引直流供电系统在进行搭建的过程中,可以使用杂散的电流保护方式,完成对各个供电网络的电能均匀传送,同时还能够实现远距离的电能传送。但是,城市轨道交通牵引直流供电系统在使用中依旧受到自身变电模式的限制,使得供电的距离减小,电能传送的效率较低,所以并不是城市轨道交通牵引供电系统的最优选择。
        2.2城市轨道交通牵引交流供电系统
        交流制牵引供电系统模式在我国城市轨道交通牵引供电系统中被广泛应用,采取单项链接方式,即在变电站内部安装两个变压器,借助双绕组单项变压方式,最终形成开口三角形的结构,这种结构的稳定性非常强,维护系统正常运行。电网接入端是高压端口,保障整个用电工作的稳定性。交流制牵引供电系统必须具备自动降压能力,因此会到应用降压系统,针对整个供电系统,对不同区间的供电需求进行设置,确保整个供电系统安全运行。在交流制牵引供电系统上安装的设备必须有超强的耐磨损功能,保障牵引供电系统稳定运行的同时,还延长供电系统的使用寿命。


        3城市轨道交通牵引供电电力技术
        3.1柔性接触网供电技术
        柔性接触网是城市轨道交通供电系统布置中最常见的方式之一,布置方式有链形悬挂和简单悬挂等。其中简单悬挂方式具有较强的便捷性,因为在处理过程中无需布置承力线,只需布置导线即可,结构简单,支柱高度低,通常适用于轻轨和无轨电车供电系统建设中。虽然简单悬挂方式具有上述优势,但也有明显的缺陷,它的跨度非常小,存在悬挂硬点,容易终导致上下振荡问题产生。链形悬挂利用悬索完成连接,确保承力线与导线之间有效衔接,跨度大,速度高,规避简单悬挂的缺陷与不足,该方式不仅适用于电气化铁路,而且还比较适用于城市内速度快的地铁系统运行中,维护整体牵引供电系统的供电功能。
        3.2刚性接触网供电技术
        对刚性接触网的应用在我国城市轨道交通牵引供电系统运行中的成效更加显著。刚性接触网通过对硬质金属条的应用,取代传统导线,确保悬挂效果。综合实践应用表明,对刚性接触网的应用,优势明显,增加接触面积,消除传统城市轨道交通牵引供电系统存在的问题。我国大多数城市内部轨道交通系统多为从下到上,这种转换对刚性接触网的应用,使得其应用优势更加明显,实现无缝对接,无需更换操作。刚性接触网的结构设置一般采用集电弓方式进行布置,传统接触网应用过程中出现脱落的问题被全面规避,接触网的布置与应用更加稳定、可靠,通常比较适用于速度快的城市轨道交通系统。
        3.3绝缘技术
        对于城市轨道交通牵引直流供电系统的绝缘保护是十分重要的,在城市轨道交通牵引直流供电系统运行中,存在着严重的迷流的问题。针对这样的情况,可以将牵引直流供电系统中的直流负极与正极设置其绝缘保护系统。如果将系统中的直流负极进行了接地处理,则会使得直流电源的负极产生迷流回路的概率增加,会对城市轨道交通整个系统的运行都造成一定的影响。
        3.4电缆牵引网分段供电与保护技术
        在城市轨道交通牵引交流供电系统中安装电缆牵引网,并实施牵引网分段供电能够有效降低传输过程中电能的消耗。通常情况下,会使用1500V的直流电压对牵引网进行供电,极少数的情况下也会使用750V的电压进行供电。牵引网的使用要有上下两条线路为支撑,并要将两条线路并联。要对变压器进行统一的管理,并对于区间中的线路进行分段的电能传送,这样的方式能够对线路进行分段的保护,降低故障情况发生时的影响程度。
        3.5第三轨供电技术
        第三轨主要由六种部分组成,分别是接触轨、接触轨头、端部弯头、防爬器和安装底座。接触轨采用钢铝复合轨,因为这种材料耐磨损、重量轻、导电率高。接触轨头分为温度伸缩接头和正常街头两种。温度伸缩接头的优势使其能根据接触轨道温度变化而变化。正常接头是在导电轨固定铝制鱼尾板,无缝安装,不预留温度伸缩缝,支持点与接头的距离范围在550mm之内。集电靴与断轨处对接时要顺利通过,必须依靠端部弯头实现。防爬器的作用是限制接触轨自由伸缩的膨胀伸缩量。安装底座地材料要使用绝缘体,安装部位主要是轻枕和轨道整体道床上。
        结语
        总而言之,城市轨道交通建设能够加强城市之间的连通性,对于经济的提升和社会秩序的稳定性加强具有显著的作用。尤其是作为公共交通的地铁和轻轨,不仅仅能够方便人们日常的出行,还有效提升了人们的生活质量和生活水平。因此,针对牵引供电系统的发展来说,注重工作过程中的关键技术提升,能够有效节省城市轨道交通的建设成本,保证运行的安全性。
        参考文献
        [1]罗益.城市轨道交通牵引供电及电力技术分析[J].科技经济导刊,2018,26(21):81.
        [2]陈海山.城市轨道交通牵引供电及电力技术[J].工程技术研究,2018(6):105-106.
        [3]程泽华,张凌云,黄明暘,等.城市轨道交通供电系统功能核验测试方案研究[J].现代城市轨道交通,2020(3):38-41.
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