城市轨道交通供电系统节能方式--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

城市轨道交通供电系统节能方式

发表时间：2021/5/31 来源：《基层建设》2021年第2期作者：刘哲

[导读] 摘要：随着社会经济不断发展，城市轨道交通正在我国蓬勃发展。

        身份证号码：44018419910815xxxx
        摘要：随着社会经济不断发展，城市轨道交通正在我国蓬勃发展。供电系统是城市轨道交通中较为关键的系统之一。本文主要针对城市轨道交通供电节能方式进行了分析，以更好的促进我国经济的可持续发展。
        关键词：轨道交通；供电系统；节能方式
        引言
        城市轨道交通系统成为了城市发展过程中的一个建设的趋势，越来越多的城市开始着手建设城市轨道交通系统，因此，论述城市轨道交通系统的节能非常的具有现实意义。
        1、供电系统介绍
        1.1 城市轨道供电系统的组成
        城市轨道供电系统主要由以下三个部分组成，分别称为外部供电系统（主变电所）、牵引供电系统（牵引变电所）和动力照明系统（降压变电所）：第一，主变电所接线方式主要有内桥接线和线路―变压器接线两种形式，主要承担向全线提供可靠电源的任务，将来自城市电网 110kV 电源降为 35kV 电源；第二，牵引变电所一般设置在站台层，主要承担向牵引电网输送电能的任务，将中压 35kV 电源降压后整流成直流 1500V 供城轨车辆使用；第三，降压变电所担负向车站、区间动力系统、照明系统提供电源的任务，广泛用于每个车站将中压 35kV 或 10kV 电源降为 380V 或 220V。
        1.2 轨道交通供电系统的功能
        在城市中，人们的工作和生活都离不开交通，这其中，轨道交通运输方式由于其承载量大、安全可靠且班次较多称为了人们的首要选择。轨道交通供电系统作为轨道交通运输的电力输送和传输系统，是保障轨道安全运输和日常控制监测的重要基础，在城市中，轨道交通供电系统根据其不同的使用功能可以分为两大类别，一类是电动轨道运输，这类用电群体主要是牵引运输体，例如：轻轨、地铁、有轨电车等等，是为运输的主体提供电能。另一类则是车站、各车辆段、控制台、各车间等等辅助设施的店里供应，例如：轨道照明系统、车站的电梯和扶梯、通风系统、控制中心的通信系统以及信号指示系统和调配系统等等。在不同的用电群体中，具有不同的电压等级，且每种用电设施都有自身的使用要求和规范，轨道交通系统可以满足不同用电群体的需要，并为其提供不同的电压等级，使各部分都能够正常工作，保障轨道交通运输的顺利畅通，为人们的工作和生活提供便利，这也是轨道交通供电系统的根本作用。
        2、城市轨道交通供电系统的供电方式
        2.1 集中供电方式
        集中供电方式是指在城市轨道沿线建设一座或者几座主变电所，沿线的所有牵引变电所和降压变电所都是由这几座主变电所供电的供电方式。集中供电方式的主变电所一次侧电源从上一级高压区域变电所 110kV 或 66kV 两路独立电源引入，形成独立的供电体系，此时，主变电所的输出仅仅送给沿线的牵引供电系统和动力照明系统，不给附近的用户供电，受其它负荷影响小，供电可靠性高，便于维护管理。但是，集中供电方式建设成本较高，只有经济发达的城市在地铁轨道交通供电系统中进行了运用。
        2.2 分散供电方式
        分散供电模式的显著特点是不设置专门的主变电所，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，此种方式对城市或区域电力网要求较高。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。此外，分散供电方式与集中供电方式在中压环网的连接方式方面保持一致，其特点是采用就近原则，从附近的城市电网引入轨道交通供电系统的中压电源，平均三至五站引入两路电源供线，大大增加了与城市电网接口，因此，该供电方式的独立性较差。
        2.3 混合供电方式
        混合供电方式即上述两种供电方式的联合利用，其中集中供电方式占主导地位，分散供电方式进行辅助。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

在集中供电方式运用的过程中，中压网络末端与主变电所之间的距离较远，使得末端产生较大的电压损失，为保障供电系统的稳定运行，该电压损失必须控制在额定电压的 5% 以下，例如 10kV 的中压环网，其末端电压损失不能超过10kV 的 5%，即末端电压要高于 9.5kV。如果中压电网末端的电压损失难以满足供电要求，则需要应用分散供电方式，从附近的城市电网引入中压电源，为集中供电方式提供辅助作用。这种混合供电方式投资较为适中，并且能够提高供电系统的稳定性与可靠性。
        3、城市轨道交通供电系统的节能措施分析
        3.1 采用智能化的软件系统
        在电力监控系统中加入远程抄表功能，采集供电、用电设备电量进行分类统计，便于分析各类用电设备的耗电成本，改进可控设备用电成本。电力系统中采用的能量管理软件系统 EMS，是在数据采集和监视控制系统 SCADA的基础上加入经济调度软件 EDC、高级应用软件PAS、负荷管理软件 LM 等模块，根据系统采集的信息和数据进行调度分析、决策和控制，主要目标是提高对电力系统的自动控制水平，提高供电质量和改善运行的经济性。在轨道交通供电系统中可借鉴该系统的部分模块功能，对用电供电设备进行综合分析，对高耗能设备进行重点跟踪。另外，还可借鉴电力系统的智能系统和专家系统功能。
        3.2 牵引直流系统的经济运行
        城市轨道交通牵引供电系统一般采用直流供电制式，正常情况下，牵引变电所、接触网采用双机组运行、双边供电方式，接触网损耗最小。整流机组根据有功功率损耗量、无功功率损耗量选择最佳的运行方式，一般采用两台整流机组并联运行。在满足负载率和谐波的前提下，当一台牵引整流机组退出运行时，采用单机组双边供电方式，可减少牵引网的附加损耗。另外，合理确定牵引变压器的容量，其负载率在95% 左右，使其高效运行，并能提高功率因数，降低空载损耗。
        3.3 合理调整供电系统运行方式
        根据城市轨道交通供电系统的具体情况编制一个晚上和前期轻负荷运行方式，用程控方式实现，操作方便，同时还有利于调整系统功率因数。如果不具备合环换电条件，晚上可停止全部整流变和系统一半配电变运行，可以减少系统三分之一的变损线损。同时，合理采用潮流分析方法。潮流分析主要用于研究运行方式、安全经济指标。供电系统初次投入运行时进行潮流分析，以便确定电压分布和功率分布，确定变压器的抽头位置和判断无功补偿量的大小，并确定正常的运行方式和防止无功过补偿现象发生，便于供电系统的经济运行。
        3.4 变压器的节电
        第三代节能型变压器S7、SL7、S9系列空载损耗下降38%～46%，负载损耗下降25%～32%。四代非晶态变压器的空载损耗较S7、S9 系列下降70%～80%，负载损耗下降20%～30%。通过更换高能耗变压器以便减少输配电的损耗。另外可考虑选用变容变压器，解决初期和远期，白天和晚上的负荷差问题。
        在集中供电方式中可考虑初近期和远期的主变压器、整流变压器、配电变压器台数分离，并结合共享方式考虑。在满足供电可靠性的前提下减少初期的变压器的投入数量，根据负荷变化增加变压器的数量，调度手段上可根据负荷情况变化投退变压器，方式灵活，还可减少初期投资和降低运营电能损耗。
        在运行方式上尽量满足变压器和线路的经济负荷率，调整负荷曲线和平衡三相负荷，设计时合理分布，当负荷变化大时应该进行调整。变压器的负荷率偏低的问题，可考虑在轻负荷时采用一备一运的运行方式。
        结语：
        综上所述，城市轨道交通供电系统建设过程中，必须要重视节能工作，只有做好了城市轨道交通供电系统的节能工作，才能够令城市轨道交通供电系统运行更加顺畅。
        参考文献：
        [1]夏小唐.轨道交通节能分析与设计[J].福建建筑.2016（02）.
        [2]宋敏华.城市轨道交通节能技术发展趋势研究[J].工业建设与设计.2017（09）.
        [3]李青松，沈骏.绿色城市轨道交通建设的探讨[J].现代城市轨道交通.2017（11）.