地铁不同外部电源供电方式下的比较分析

栾洪涛

北京城建设计发展集团股份有限公司青岛分公司 山东青岛 266000

在地铁供电系统中，最为主要的组成部分就是外部电源供电方式，其在地铁系统接口与城市电网发展方面起到的作用十分关键，从地铁外部供电方式自身角度来说，其会对电网投资以及后期运维工作产生一定影响，因此在建设城市地铁工程项目时，需要对正确外部供电方式进行积极选用，进而为地铁良好建设和稳定运营提供充足保障，集中供电以及分散供电、混合供电三种模式为地铁供电系统外部主要供电方式，本文基于这三种供电方式进行比较分析，希望能够为地铁建设过程中选择最适用的外部电源供电方式提供可参考靠意见。

1 地铁不同外部电源供电方式

1.1 集中供电

为确保地铁供电需求得以充分满足，可以选择集中供电方式进行应用，这一应用过程需要将专门的供电变电所设置在地铁沿线，两路电源主要是由城市电网提供，其目的在于将电能提供给动力系统负荷与地铁牵引。主变电所建立过程中需要为齐全的设备提供保障，在具有较大供电符合比的情况下，往往会高要求设备配置，此时就需要保障主变电所中大容量变压器以及传输系统的具备，如此才能为地铁运营电量正常供应和地铁正常运行提供保障[1]。

1.2 分散供电

在地铁沿线以负荷情况为依据、对若干座开闭所进行建造的形式就是分散供电方式，此时需要由城市电网将两路电源提供给每座开闭所，在此基础上借助开闭所将电能提供给本所和相邻变电所牵引以及动力系统。从开闭所自身角度来说，其主要是综合建设城市电源和牵引降压混合变电所。一旦有故障问题发生在一座开闭所方面，此时通过联络线、就能够使得相邻开闭所将电能提供给出现故障的开闭所，一般来说，开闭所和相邻变电所间具有相同电压等级，因有较多数量的开闭所建设在地铁沿线，此时一般会对10kV电压等级进行应用。

1.3 混合供电

以城市电网情况为依据，在地铁供电系统中的部分区段对集中供电方式进行应用、而还有部分区段对分散供电方式进行应用的模式为混合供电，此种供电模式具有较为复杂化的结构、繁琐的设备选型工作，加之不同的外电源网压这一因素，所以说混合供电方式的调度开展具有一定难度、管理也不便利，因此此种供电方式并不适用，所以仅有集中供电与分散供电两种一般为地铁选择的外部电源供电方式。

2 地铁不同外部电源供电方式的比较分析

2.1 供电可靠性

从集中供电方式角度来说，其主变电所显著优势体现在以下方面：高电压等级，电气设备应用时的高绝缘等级，并且集中供电方式主变电所一般会应用较为先进的设备，此外也具有较高的继电保护配置、相对较低的线路故障发生概率；同时，此种供电方式的主变电所和城市电网间仅具有较少的接口，一些小型电网会构成在地铁内部，此时在城市之中的其他符合并不对地铁供电系统产生过多干扰，所以在地铁供电系统中采用集中供电方式具有较高的可靠性，并且即便是有故障问题发生在一路电源或主变压器方面，也不会对地铁供电系统正常运行造成不良影响，甚至是极端故障发生，也能够为地铁变电所稳定供电提供保障[2]。

基于分散供电方式应用过程中，需要从城市电网不同变电站将两路独立电源引入到开闭所中，从理论方面来说，此种形式具有一定的可靠性，但值得注意的是，因有较多用户接入到城市电网10kV系统中，加之不同用户带有不同的负荷，所以也会产生具有差异化的影响，在城市电网继电保护中，因处于中末端位置的10kV系统，此时在地铁供电系统运行过程中，其他用户不可避免的就会干扰到地铁供电系统运行，此外从地铁供电系统自身角度来说，因有限的10kV系统供电容量、一旦有一座开闭所解列处于完全状态情况下，就会因相邻开闭所有限的供电能力、逐渐影响到地铁系统稳定运行[3]。

2.2 供电质量

城市高压电网是集中供电外电源主要的引进途径，其具备的显著特征体现在以下方面：高等级电压、较大系统短路容量、较强抗干扰能力、较大输电容量、较小的电网电压波动，此外一般来说有载调压装置往往会设置在主变电所方面，所以可以说35kV馈线测电压的稳定性能较好，并且具有较高的供电质量。

城市10kV电网一般为分散供电方式外电源引入主要途径，通常来说，在引入过程中往往会对于地铁线路较近的地方变电站进行选择，因此这一点来看其具有较短的输电线路，相应的线路损耗也不会较大。但值得注意的是，因10kV具有较低的电压等级，所有往往会有较多的用户，因此具有较大的系统网压波动现象。

2.3 地铁牵引对电网影响

地铁系统中，往往会有较高的电力要求，同时地铁运行过程中也会应用大量电力能源，这一过程主要是在牵引以及系统两方面应用电力，此时如果对集中供电和分散供电这两种方式进行应用，并不会过多影响到城市电网，同时也仅仅具有较低的谐波含量。在对集中供电方式进行应用过程中，可以说供电系统就是以一个小型电网形式存在，此电网能够将一定的电压需求提供给地铁牵引，因此就会将外界对电压传输稳定性影响进行一定程度的减少。基于分散供电方式应用过程中，10kV为大多进入系统的电网形式，此时就会使得系统中的牵引负荷产生较大电压波动，主要原因在于应用的变压器不具备较大容量，加之周围有较多用户适用10kV电网，所以就会造成显著影响，难以将足够的电压供应给地铁，因此在应用供电模式过程中需要以实际情况为依据、对以自身相符的供电方式加以应用。

3 结语

集中供电和分散供电两种方式为地铁采用的主要外部电源供电方式，通过这两种供电方式性能和质量等的分析比较，可以发现的是最好的供电方式为集中供电方式，具有显著的优势，但值得注意的是，在实际应用过程中，仍然需要考虑到自身实际情况，确保供电方式实际作用得以最大化发挥。