轨道交通供电系统资源共享及优化配置研究探讨

周芳林

摘 要：当前我国在开展轨道交通线路的设计施工时，对每一条轨道交通线路都会进行单独的设计和建造，这种方式存在着一定的问题和不足之处，由于对每一条轨道交通线路都进行单独的设计和建造，这会使得大量的供电资源处于闲置状态，容易造成极大的资源浪费。为了解决这一问题，就需要让轨道交通供电系统实现资源共享，充分调动起各种资源，不断优化配置，最终提高资源的利用率，促进我国轨道交通的可持续发展。本文分析了轨道交通供电系统的构成和供电方式、轨道交通供电系统资源共享现状、对轨道交通供电系统进行资源共享的意义以及轨道交通供电系统资源共享和优化配置的具体措施，以供参考。

关键词：轨道交通供电系统;资源共享;优化配置;研究

中图分类号：U231.8 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）04-0109-02

0 引言

当前我国轨道交通线路的建设采用的是单条线路单独设计的方式，并且每条轨道交通线路都采取了2N的冗余设计来确保供电的稳定，而随着我国轨道交通的大力发展，轨道交通的建设力度不断加大，这种单条线路单独设计和冗余设计的方式会造成资源的大量浪费，不利于我国轨道交通绿色、环保、可持续发展。因此，必须要实现轨道交通供电系统资源共享，并不断优化配置，最终做到节省资源，提高资源的利用率，并促进我国轨道交通绿色、环保、可持续发展。

1 轨道交通供电系统概述

1.1 轨道交通供电系统的构成

轨道交通供电系统是为轨道交通运行提供电力的系统，轨道交通能够正常、稳定的运行，离不开一个稳定、可靠的供电系统的支持。轨道交通供电系统主要由以下几部分构成：第一，外部电源。轨道交通供电系统的外部电源就是轨道交通所在的城市的电网的电源，我国的每一座城市都有属于自己的电网电源，通过电网电源来对电力进行调节和分配，为城市中的各项生产活动、人民日常生活提供充足、稳定的电力，轨道交通作为电网的一级负荷，一般采用专用线路进行供电，以确保供电的安全、可靠性。第二，主变电所。主变电所是城市轨道交通供電系统集中供电方式下的核心部分，采用该模式，能实现资源共享的目的。主变电所在轨道交通供电系统中起到的作用主要是对电压进行处理、电能进行分配。主变电所从城市电网电源中接收的电压是110千伏，这一电压远远大于使用电压。因此，轨道交通供电系统就需要利用主变电所来对从城市电网电源中接收的电压进行处理，让其大小降到使用电压的数值，即35千伏或者10千伏，然后通过35千伏或者10千伏环网将电能分配到各个车站。第三，SCADA电力监控系统。轨道交通供电系统是十分复杂、繁琐的，需要用到大量的设备，这就需要采取一个有效的措施、选用一个有效的监控系统来对轨道交通供电系统的各个环节、各个设备进行监控，确保轨道交通供电系统的正常运行。SCADA电力监控系统能够对轨道交通现场运行的各种电力设备进行实时的监控，能够对各个设备的运行参数进行采集和分析，及时发现存在异常的电力设备并加以控制，并能够对存在的故障问题进行及时的报警。第四，牵引供电系统和动力照明供电系统。轨道交通列车使用的750伏或者1500伏牵引电由牵引变电所整流机组通过变压、整流后提供。而车站动力、照明等设施使用的400伏交流电由降压变电所配电变经过变压后提供，在有些车站可能同时存在牵引供电和动力照明供电，若采用分别修建变电所将造成资源浪费，因此这类车站一般采用牵引供电和动力照明供电共建的方式，即牵引降压混合变电所，同时向车站提供动力照明、向列车提供牵引电能。轨道交通供电系统中还包括着再生制动吸收系统、杂散电流腐蚀防护系统等组成结构，正是这些不同的组成结构相互配合，共同发挥作用，轨道交通供电系统才能够正常运行。

1.2 轨道交通供电系统的供电方式

轨道交通供电系统的供电方式主要有三种：分散供电方式、集中供电方式和混合供电方式。其中分散供电方式指的是轨道交通供电系统不去设置主变电所来对电压进行处理，而是让在轨道交通沿线设置的降压变电所、牵引变电所直接从城市电网电源变电所的35千伏或者10千伏的中压输电线获得供电，并形成环网的供电方式。集中供电方式指的是轨道交通公司根据总容量的设计要求来在轨道交通线路上选择恰当的位置设置主变电所，主变电所通过城市电网电源处得到供电，获得的电力经过降压后和轨道交通沿线上设置的降压变电所、牵引变电所相结合形成中压环网，之后再向轨道交通供电系统中的各设备供电的供电方式。混合供电方式就是将分散供电方式和集中供电方式结合起来，在一条轨道交通线路上选择一部分运用分散供电方式，另一部分运用集中供电方式来进行供电的供电方式。

2 轨道交通供电系统资源共享现状分析

2.1 轨道交通供电系统资源共享现状分析

城市轨道交通的建设模式往往是周期性建设模式，城市轨道交通的建设不是一次性完成的，是分段、分线进行的，所以在城市轨道交通的全部线路建设完成之前，部分轨道交通线路的供电负荷相对较少，而供电负荷相对较少的话，就会使得在这些区段内的主变压器负荷率较低，主变压器一直在低负载的状态下运行，会造成非常大的资源浪费，主变压器也无法发挥出全部的作用。轨道交通公司为了确保主变压器能够正常工作而耗费大量的资金进行维护，最终部分主变压器却只能在低负载的状态下运行，这浪费了轨道交通公司大量的资金，消耗了大量的能源，妨碍轨道交通供电系统资源的共享，同时也阻碍着轨道交通的绿色、环保、可持续发展。

2.2 轨道交通供电系统人力资源的共享现状分析

在轨道交通线路的施工过程中往往会采用不同的设计标准来设计不同的轨道交通线路，使得轨道交通线路之间存在着一定的差异，最终会导致轨道交通供电系统的人力资源难以实现共享。由于设计标准的不同，建造的轨道交通线路也就不同，所需要开展的维护工作也就有着很大的不同，负责线路维护的工作人员无法对全部的轨道交通线路进行维护，只能对根据某一设计标准设计建设的轨道交通线路进行维护，轨道交通公司必须在每条轨道交通线路上安排相应的维护工作人员才能确保地铁轨道交通线路、供电系统的维护工作能够高效开展。同时，部分轨道交通公司内还存在着维护工作人员的排班不合理、值班点设置不合理等问题，造成了极大的人力资源浪费，最终阻碍轨道交通维护工作的开展。

2.3 轨道交通供电系统设备资源的共享现状分析

我国轨道交通线路建设采用的是单条轨道交通线路单独进行设计和施工的方法，每一条线路都是按照不同的设计标准进行设计和施工的，因此，轨道交通的各条线路也是采用单独招标的方法来进行招标，确定轨道交通供电设备的生产厂家。这就使得同一个城市内不同的轨道交通线路会选择不同的设备生产厂家，设备的备件之间存在着较大的差异，不同生产厂家生产的设备无法实现有效共享，容易在规格、强度等方面存在差异而导致无法共同使用。同时，轨道交通供电系统的设备资源无法统一的话，各条线路各自管自己线路内的工作，轨道交通公司无法对设备资源进行管理、共享，无法及时调配设备资源，无法高效使用设备资源。

3 对轨道交通供电系统进行资源共享和优化配置的意义

3.1 对轨道交通供电系统进行供电设备资源共享的意义

因为轨道交通线路修建在人口密集地区，周边房屋拆迁非常困难，且城市电网接入点有限，主变电所外部电源申请也非常困难，所以一般新建线路优先考虑与既有主变电所共享外电源及主变压器，即共享主变电所。采用该模式，既可以提高主变压器的利用率，又可以节省一大笔建设费用。

3.2 对轨道交通供电系统进行备件资源共享的意义

我国的轨道交通公司为了确保轨道交通供电系统的平稳、正常运行，为了提高解决故障问题的效率，都会储存大量的设备备件，通过储存大量的设备备件来确保一旦某一设备出现故障问题时能够迅速利用备件进行解决，迅速恢复轨道交通的供电。但是储存的备件的正常寿命往往很短，经过长时间的储存后往往会影响到正常的使用，不能够很好的解决轨道交通供电系统出现的故障问题。同时，轨道交通供电系统中会用到精密仪器和电子元件，在精密仪器和电子元件中有相当大的一部分是需要从国外进口的，从国外进口的过程往往比较复杂，采购的周期也比较长，这就导致精密仪器、电子元件对储存的环境有着极高的要求，轨道交通公司往往会花费大量的资金去修建储存这些精密仪器、电子元件的仓库。而由于不同轨道交通线路之间存在着差异，不同轨道交通线路之间的备件资源不能进行共享，这就容易导致大量的备件一直被储存下去，经过长时间的储存最终超过正常寿命而无法发挥出应有的作用。同时，轨道交通公司为了不同线路的备件而修建不同的储存仓库，也会大大增加资金的花费，资金浪费现象严重。因此，对轨道交通供电系统进行备件资源共享和优化配置，让不同线路之间都能够共用同一类型的备件，可以大大减少轨道交通公司的资金花费，提高轨道交通公司的资金利用率，提高轨道交通公司解决供电系统故障问题的效率。

4 轨道交通供电系统资源共享和优化配置的措施分析

针对轨道交通供电系统人力资源共享和优化配置这一方面，我国的轨道交通公司可以提高轨道交通供电系统维护人员的录用门槛，提高对维护人员的要求，选择专业水平高、综合素质高、能够开展多种按照不同设计方案设计的轨道交通线路维护工作的人才作为轨道交通供电系统维护人员，通过不断招收人才来解决需要耗费大量人力进行轨道交通供电系统维护的问题。我国的轨道交通公司还需要从网络化的角度出发，对现有的力量进行考虑和设置，从轨道交通供电系统资源共享现有的基础上对资源进行优化配置，不再局限在原本的單线角度，最终确保做出的资源优化配置能够大大减少供电系统各项的运行成本。同时，我国的轨道交通公司应当从网络化的层面出发，来对轨道交通供电系统进行运营，对轨道交通供电系统内部的资源配置进行优化，最终可以起到减少资金花费的作用。我国的轨道交通公司还可以尽可能地将轨道交通线路的标准进行统一，从而减少需要的维护人员的数量，并大大减少备件的数量，不必再耗费大量的资金去为不同线路的备件修建不同的储存仓库，从而减少不必要的资金花费，提高资金的利用率，促进轨道交通企业的可持续发展。

5 结语

综上所述，通过对轨道交通供电系统资源进行共享和优化配置，可以大大提高资源的利用率，大大减少用于轨道交通线路维护所耗费的人力资源、资金。在当前我国轨道交通迅猛发展的条件下，我国轨道交通公司应当不断加强对资源的优化配置力度，实现资源的共享，让轨道交通行业可以绿色、环保、可持续地发展下去。

参考文献

[1] 王继丽.轨道交通列车牵引系统短路故障仿真研究[J].机车电传动，2018（06）：89-94.

[2] 赵瑞生.浅谈轨道交通35kV环网电缆故障快速查找与处理办法[J].科技风，2018（32）.

[3] 陈子豪.探析轨道交通供电系统环网电缆敷设的特点及工程实践[J].山东工业技术，2018（23）：169.