乔长青
上海电力建设有限责任公司200031
摘要：一个地区轨道交通牵引供电系统将会对整条线路中的用电设施产生直接影响，进而间接影响到区域经济发展。因此在对牵引供电系统进行规划建设时，应重视规划内容的科学性、合理性。本文主要从车辆选型、速度目标等方面展开综合性分析，结合成都轨道交通18号线研究交流27.5kV供电系统的实际应用，以选择最合理的供电系统。
关键词：地铁快速线；牵引供电；交流制式；直流制式;接触网
1工程概况
本次研究选择成都轨道交通18号线作为研究对象，该轨道交通线路直达天府国际机场，需穿越龙泉山脉，全长66.7km左右。该工程项目的供电系统整体分为两个部分：牵引供电和动力照明，整体应用集中供电的形式，其中牵引供电部分应用110/27.5kV两级电压供电，该部分供电系统为AC25kV柔性接触网，主变电所分为香山主变电所、合江主变电所和三岔湖主变电所，另外设置多座跟随式降压变电所，确保供电整体稳定可靠。
2不同牵引供电制式的主要技术特点
当前在牵引供电制式方面主要分为交流供电和直流供电两种制式，不同制式类型对后期车辆选型、速度目标确定产生影响，二者之间存在的具体差异和技术特点如表1所示。
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3市域轨道交通供电制式选择
从表1中的技术特点对比可发现，二者在车辆最高速度、变电所供电距离、车辆成本等方面存在着较大的差异，下面结合工程项目实际，分析在进行交通供电制式选择时应重
3.1速度目标值
市域轨道交通施工建设的主要目的在于缓解中心城区交通困难的问题，为城市居民提供便捷的公共交通服务，在设定速度目标值时，应综合车站间距、客流量、车辆类型等多方面因素综合考虑。我国当前大多数市域轨道交通线路在进行施工建设时，都应用的是交流供电制式，如：温州市域S1、S2、S3线、台州S1、S2线、香港东西铁路、成都轨道交通19号线等。从这些已经建设完成的市域轨道交通线路情况来看，其中大多表现出站间距大、长度较长的特点，在这些情况下多应用交流供电制式，反之应用直流供电制式相对较多。但在实际选择中，这也并不是唯一参考的因素，还需结合以下几个方面综合考虑：
（1）如果线路的总长度处于50km以内，运行速度在120km/h以内，两种供电制式都可进行选用，此种情况主要需考虑与其他线路之间的衔接，通常应保证衔接线路供电制式相同，以此更有助于促进系统资源利用率提升。
（2）如果线路的总长度处于100km左右，运行速度要求控制在120～160km/h范围内，此种情况直流供电制式在优势上不明显，且随着运行速度提升，对车辆的性能提出更高的要求，同时要求土建施工质量更高，整体投资建设成本将增高。
（3）如果线路的总长度处于100km以上，运行速度目标值在160km/h以上时，通常采用交流供电制式，这种方式不仅能够更好的保障供电的质量，而且能够在一定程度上降低投资费用。
3.2土建工程
在对供电制式做出选择时，还应考虑到土建工程方面因素的影响，避免造成土建投资费用过度增大的情况。一般情况下，采用直流供电制式，隧道的断面相对较小，而交流供电制式，隧道的断面相对较大。在本工程项目中，要求速度目标值控制在140km/h左右，结合空气动力学因素考虑，隧道的内径应保持在750cm以上，两种供电制式对土建工程的要求都能够满足。此外，在实际建设过程中，采用交流供电制式，将会有效减少牵引变电所数量，这在很大程度上降低土建工程量，降低工程投资费用。
3.3车辆选型
车辆选型也属于牵引供电系统制式选择的重要参考因素，当前国内外适应交、直流供电制式的车辆类型分别为直流制式普通轮轨系统、交流制式动车组，对两种车辆制式的车辆系统参数展开对比，具体如表2所示。
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当应用DC1500V供电制式车辆时，将其运行情况与AC25kV供电制式车辆比较，两种车辆都处于高速运行状态，受电弓产生离线的概率更大，且线路中释放的电流更大，较为容易出现拉弧危害，因此在选择车辆类型时更适宜选用AC25kV供电制式车辆，该类型车辆在140km/h速度下运行时拥有更高的稳定性。同时经综合性评估，在车辆达到140km/h的运行速度时，要求车辆功率达到7200kw，随之对电力供应提出更高的要求。当站点之间的距离较远时，如果应用直流牵引供电制式，为保证供电稳定需在站点之间另设置较多的牵引变电所，使得整体投资费用增大。而在应用交流供电制式时，可靠供电半径相对更大，能够更好的满足站间设置要求，降低投资建设费用。因此，在其它因素不构成影响的情况下，更适宜选用交流供电制式的车辆类型。
3.3线网衔接方式
当前，关于不同线路之间的衔接主要分为两种方式：其中一种为乘客换乘方式，主要分为站厅换乘、过道换乘方式，能够实现线路之间的衔接，通常这种衔接方式在交流或直流供电制式中都适用。另外一种为组织调度衔接方式，主要通过专门的行车调度指挥，制定对应的运输方案，可顺利促进列车跨线运行，但要求跨线运行线路供电制式相同。
例如：为保证市域线路与国内其它交流供电制式的线路进行互联，那么在选用供电制式时须选用交流供电制式，同样如果需要与国内其它直流供电制式的线路进行互联，则应选用直流供电制式。在实际进行工程设计的过程中，应用哪种衔接方式，应结合实际情况进行综合性考虑。
3.4运营费用
从表1中的数据可看出，交流供电制式和直流供电制式的牵引所供电距离存在着较大的差距，二者分别为：30～80km、2.0～4.5km，由此可看出交流供电制式牵引所供电距离明显更长，当线路相对较长时，适宜应用交流供电制式，这更有助于降低变电所数量，且在高压运行状态下产生的电能损耗相对更低，有助于降低投资费用和运营费用。
3.5城市景观因素
市域轨道交通线路贯穿于城市之中，根据地形环境情况存在地下、地面和高架三种敷设方式，当应用地下敷设模式时，通常不会影响到城市景观；当应用地面敷设、高架敷设方式时，都需要设置对应的架空接触网，各种线材处于城市空间环境中，将会对城市景观产生影响。尤其是直流供电制式，为保证最终拥有较为良好的供电效果，相较于交流供电制式，在接触网接触线、加强线等方面都应适当增多，线路和装置增多，对城市景观产生的不良影响加大。
4结语
城市轨道交通供电系统的选择，关键是要结合城市现状和发展规划，统筹规划，坚持经济合理、技术先进，适应城市的历史特点和发展规划前景。当线路时速小于120km/h时，根据经验线路长度大于50km，一般采用直流供电系统，线路长度约100km，速度120-160km/h时，车速越高，对车辆和土建的要求就越高，交流供电系统也就越合理。在建设项目工程中，需要综合分析具体的地理条件、网络规划、速度目标值、接线方式以及总投资，选择最适合的供电系统。
参考文献：
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