地铁供电系统中环网供电技术的实践

发表时间:2021/4/26   来源:《中国电业》2021年第3期   作者:刘春奇
[导读] 随着经济和科技水平的快速发展,近年来,社会经济水平一直在飞速发展,人们的出行质量得到提升,出行方式的多样化进一步对优质交通发展起到促进作用。
        刘春奇
        深圳地铁运营集团有限公司  广东深圳  518000
        摘要:随着经济和科技水平的快速发展,近年来,社会经济水平一直在飞速发展,人们的出行质量得到提升,出行方式的多样化进一步对优质交通发展起到促进作用。地铁属于人们交通运输当中选择比较多的一种出行方式,其可以保障乘客在乘坐当中更加安全、舒适等。地铁牵引供电系统不仅可以保障地铁交通的稳定性,而且对电气化地铁的提速有非常重要的影响。
        关键词:地铁供电;系统;技术
        引言
        城市化进程不断加快,私家车辆随之增多,城市交通愈发拥堵,为人们的日常出行带来直接影响。在此背景下,地铁应运而生。分析了常规地铁牵引供电系统采用走行轨兼做回流轨存在的问题,以及杂散电流腐蚀问题带来的严重危害。针对目前专用回流轨技术方案发展现状,推荐采用网轨混合牵引供电系统的应用方案。
        1电气化地铁供电系统
        电气化地铁指的是利用电力牵引的电气化地铁。在电气化地铁的具体应用当中,电力机车供电的电力牵引系统主要在地铁线上进行安装。电气化地铁的供电系统具备和其他地铁系统不同的优势,利用该系统不仅利于人以及自然的和谐共处,而且还可以促进该国在发展当中具备可持续性。地铁电气化供电系统主要利用国家电网当中的高压交流电,首先,将高压交流电传输到相应的地铁牵引变电站中,并把地铁牵引变电站用来实施电流的第一次降压。其次,降压电流会被输送到铁轨上方的具体接触网部分。地铁机车在上空接触网上获得电流,并利用机车的内部系统对高压交流电实施第二次降压,然后会把高压交流电整流变为直流电,利用直流电为直流电动机实施供电。最后,使用直流电动机带动地铁机车的具体车轮轴旋转,促使车厢前进。
        2地铁供电系统中环网供电技术的实践
        2.1环网接线
        在环网供电技术应用中,环网接线时,可将两个独立的牵引网络和照明网络接线连接起来,此时,牵引变电与单母线连接,进线、出线都依托短路器,两个独立的电源和同一变电站内两个母线连接。因为,城市地铁运行中,用电负荷为线状布设,在确定供电形式为环网用电之后,应科学选择电压等级。如在负荷力矩上,10kV电压明显小于35kV电压,集中式供电时,电压供电距离受限,应将牵引、动力照明这两个供电系统独立设置,变为两个独立中压网络,以此降低10kV环网供电负荷力矩。若采用两种电压,输变压环节多样,配电线路复杂性提升,变压器与配电线路的耗损程度增大。
        2.2接触网零部件防松技术的使用
        柔性防松技术主要是使用弹簧本身的柔性弹力,保障螺母以及螺栓在锁紧当中通过弹簧式的防松环,进而产生一定的轴向包紧力,这样可以抵制冲击以及振动造成的松脱力,解决螺纹出现松动的情况。由于弹簧以及螺母属于组合结构,在结构当中,一部分会使用螺母内螺纹以及螺杆外螺纹实施连接,另一部分使用弹簧以及螺杆外螺纹相互结合的具体方式,这样会在一定程度上使得螺纹的受力面积增加,与此同时,弹簧具备弹性的包紧力,如果螺母出现松动,在径向以及轴向都会具备非常大的阻力,这样可以防止振动当中螺母出现松动。该柔性防松技术具备非常强的抗振性能以及防松性能,最终保障螺母的免维护以及少维护。
        2.3技术升级
        从当前趋势看,地铁供电将会持续处于高速发展的进程中。这很大程度上得益于现代科学技术的飞跃式发展,国家对于地铁建设的资源投入不断加大。

一些先进的技术不断应用到地铁供电系统中,设备升级改造已经成为现阶段的主流方向。在技术升级过程中,要更多考虑地铁系统的实际运行状况。要坚持质量优先、性能稳定的发展策略,有效确保地铁供电系统能够在多样化的环境中仍然具备足够强的可靠性。通过技术升级,有利于降低电力能源消耗,使得电能利用率更高。从国外的地铁建设状况看,很多国家原来使用传统的地铁供电模式,相关技术也比较落后。在一带一路中,我国地铁技术帮助越来越多的沿线国家提高了地铁发展水平,促进了经济发展。
        2.4专用回流轨对应绝缘监测方案
        由于负极和地之间设置单向导通装置,并且钢轨直接接地,若专用回流轨与地(或钢轨)之间出现短路,系统无法准确识别此类故障,更难以进行故障定位。对于正负极均不直接接地的悬浮供电系统,负极出现接地时并不会影响系统正常运行,但会产生杂散电流。若为单点接地,杂散电流将经过单向导通装置流回负极;若为多点接地,就类似于走行轨回流的情况,难以准确测量杂散电流总量。因此,不宜采用保护装置动作跳闸断电方式切除故障,以避免影响线路正常运营。针对上述情况,可采用设置绝缘监测装置的方案,对全线负极对地绝缘情况进行监测和比对,及早发现负极对地的绝缘薄弱点。整流器和负极柜的负极对地绝缘监测可通过采集柜体框架对地泄漏电流进行在线监测,专用回流轨对地的绝缘监测可采用定期测试绝缘电阻方案。各项测试数据通过变电所综合自动化系统上传至控制中心进行集中比对,以便确定绝缘薄弱点位置。每座牵引变电所均设绝缘监测装置。该装置接受电力监控系统调度,实现远程监测。为保证绝缘电阻测试的准确性,在测试之前应先将直流馈线断路器和双极上网回流开关断开,并将负极接地,以释放残压,而后断开负极接地开关。在各区段专用回流轨与地之间施加直流测试电压进行绝缘电阻测试,对测试结果中单位长度绝缘电阻值偏低的区段进行重点清查并处理,尽可能减少泄漏电流。需人工搬运试验装置进行移动测试。
        2.5分析电气化铁道供电安全性
        电气化铁道供电系统运行当中,非常容易遭受内部各种设备机器不协调的影响,也容易受到一些外部环境以及其他因素的影响,因而在提供解决方案时,需要和实际情况结合起来。在监控过程中,会把供电系统的具体调电频度以及网桥进行结合,这样会保障地铁运行的正常性。与此同时,需要强化供电系统整体性的认识,通过利用全新的节能材料,促使监控系统的完善化,可以在一定程度上推动电气化铁道建设的安全性,保障其在发展当中更加合理以及科学。除了需要促使监控系统的完善之外,也要详细地检查供电系统当中的具体环节,重复性布置各类监控装置以及监控措施,使得监控系统的基本结构以及整体框架更加规范化以及系统化,促使备份监控以及实时监控的共同开展,使得监控有效性提升,这样可以在一定程度上保障电气化铁道供电系统的监控得以落实。
        结语
        总而言之,城市地铁各项设备的健康运行,离不开电力的支持,而环网供电技术实践,追求节省投资、便利维护、高可靠性等,所以,在地铁供电系统中,环网供电技术愈发关键,满足了地铁运行的需求。在目前电气铁道的发展当中,关于供电系统的研究依然面对着非常多的问题。因此,未来需要不断对电气铁道供电系统的新技术实施一定的探讨以及研究,最终促使其更好发展。
        参考文献
        [1]陆强,赵寿鑫,王毅.国外地铁货车车载供电和监控技术的应用及启示[J].石家庄地铁职业技术学院学报,2020,19(1):6000-6500.
        [2]叶春晖.高速地铁供电工程建设技术管理的思考[J].铁道经济研究,2020(1):2000-2400.
        [3]刘昌录.电气化地铁牵引供电对地铁信号设备的影响分析[J].信息记录材料,2020,21(2):2210-2220.
        [4]刘成宝.重载地铁牵引供电安全分析与控制措施[J].太原铁道科技,2019(4):1300-1500.
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