徐丹
杭州市地铁集团有限责任公司浙江省杭州市310000
摘要：城市轨道交通为人们提供便利的同时，也提出了如何完善城市轨道交通供电系统，如何保证供电系统高效、安全、稳定的运行等难题。该文对城市轨道交通供电系统进行了详细的介绍，并且就供电系统中的关键电力技术进行了分析，这对于城市轨道交通供电系统的改进和优化有着重要的意义，也值得人们对其展开更为深入细致的研究。
关键词：地铁牵引；供电系统；电网电能；影响及控制
城市化进程的逐步加快，使城市路面公共交通的输送压力越来越大，交通轨道的良好运行，极大的缓解地面的交通压力，人们乘坐轨道交通，缩短出行时间，便利了人们的生产生活。现阶段，主要应用的是交流牵引供电系统，交流供电系统的应用，改进了直流供电系统的不足，解决了传输速率不够的问题，提升了供电质量，采取两套整流装置并行的运行方式，提高了供电系统的安全性和稳定性。
一、城市轨道交通供电系统的现状
1.1城市轨道交通牵引供电系统建模
城市轨道交通系统由多个部分组成，其中涉及到了多个行业以及领域，专业性极强，交通牵引以及供电系统都是城市轨道交通之中的重要组成部分，对此必须要采用高科技的解决方法来应对所面临的问题，比如计算机技术以及仿真技术等。想要建立起城市轨道交通牵引供电系统的模型，需要具备多个学科的知识，并且要对城市轨道交通有着深刻的理解和认识，从而才能够更好的完成建模工作，当前对于城市轨道交通建模的研究主要包括了两个方向，一个是基于牵引供电计算所进行的数学建模，而另外一个则是基于控制理论所进行的物理建模，尽管它们两种类型在方向上有所不同，但是其都包括了牵引网络、车辆性能以及仿真运行等多个方面。
1.2直流牵引供电系统构成
城市轨道供电系统包括防雷系统、接地系统、杂散电流防护系统、照明系统、配电系统、降压变电所、接触网、牵引变电所、中压供电、主变电所、外部电源等。直流牵引供电又包括牵引变电所与接触网。照明系统与配电系统以及降压变电所共同组成了动力照明配电系统。
1.3直流牵引供电系统功能
城市轨道外部电源由城市变电所及轨道变电所间的高压线组成。通过外部电源，城市轨道交通能够从城市电网系统中取得相应的电源。之后电网向主变电所输送高压电源，通过降压分配为城市轨道输送电力。中压供电由主变电所、牵引变电所、降压变电所组成。牵引变电所将主变电所输送的电压降压，并输送至直流牵引供电系统，转化为城市轨道用直流电能。降压变电所将中压电流转化为除动力照明以外所有城市轨道所需电流。在城市轨道供电系统中，轨道运行时的各种供电数据整理、搜集与分析由电力监控完成，是城市轨道电力控制中心。
二、城市轨道交通供电系统的供电方式
2.1集中供电方式
对于集中供电方式主要是在线路均衡的状态下设置变电所，每一座变电所需要从城市电网中引入110kV或其他等级电压。
集中供电方式具有一定的优势，不仅能够进行系统的调度管理，同时也能够有效的确保运营维护的独立性。就目前的情况来看，我国的很多城市轨道交通都使用这种方法，但是其缺点是需要很大的成本。
2.2分散供电方式
与集中供电方式不同，分散供电方式不需要建设专门的主变电所，而是从附近的城市电网引出电能供给牵引变电所和降压变电所。在这种供电方式下，城市电网不仅需要为轨道交通牵引变电所和降压变电所进行电能供应，还要提供电能给附近的用户，这就导致该供电方式很容易受到附近居民用电的影响，从而降低供电的可靠性。
2.3混合供电方式
同时采用集中式和分散式的供电方式，就是混合供电方式。其中，主为集中式供电方式，辅为分散式供电方式。这是由于在集中式供电时，中压网络末端相距主变电所较远，导致末端损失了较大的电压，但末端损失电压不能超过额定电压的5%（如对于10Kv的中压环网来说，它的末端电压损失必须低于10kV的5%，即末端电压必须超过9.5kV），当集中式的中压网络末端的电压损失无法达到要求时，就可以就近从城市电网引入补充中压电源。这种混合供电方式投资成本相对适中，供电质量比较稳定。
2.4牵引供电系统
城市轨道交通中的牵引供电系统主要包括牵引变电所以及牵引网。其中牵引变电所所设计的容量与位置要满足城市轨道交通的使用需求以及运作便捷，要兼顾城市轨道交通在最高峰运营时段的最大负荷的需求来进行设计。在牵引供电系统中牵引变压器与配电器均是十分重要的设备，通常采用空气自冷式干式变压器。电力电缆的敷设按照地铁设计规范，在地下的电缆需要使用低烟无卤阻燃电缆，而地面敷设的电缆则可以选择低烟阻燃电缆。是主要用于应急照明以及为消防设备供电的电缆在进行地面敷设的过程中则要根据实际情况来选择低烟无卤耐火铜芯电缆，以保证使用安全。牵引变电所的开关可以根据电压的实际情况来选择真空开关或六氟化硫灭弧开关。
2.5 腐蚀防护系统
面对城市化进程的加快，城市轨道交通供电系统的建设中还需要充分的考虑杂散电流的问题，所谓的杂散电流，重点是指的泄露在外的电流，其主要是聚集在城市轨道沿线地面，能够直接的影响到建筑工程钢筋以及地下金属管线等，引发较为严重的电化学腐蚀问题，直接的威胁到城市轨道交通列车的稳定运行状态。面对此类特殊的情况，应该积极的构建起腐蚀防护系统，这一系统的构建，可以有效的屏蔽杂散电流的影响，积极的贯彻着预防为主的基本原则，加之合理的排查与监管，落实好一系列应对举措。
结语：
为了方便人们的出行，我国城市轨道交通得到了前所未有的发展，供电系统是轨道交通动力的来源，供电系统容量的大小，直接影响到轨道交通的运行质量，现阶段轨道交通输送量和速度增长加快，需要大容量，整体性能稳定的供电系统，交流牵引供电系统符合交通轨道的要求，可以保证轨道交通的输送量，满足速度对电力的需要。
参考文献：
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