浅析地铁供电系统中的并行送电技术

张钊

摘 要：随着城建的发展，地铁成为人们广泛应用的一种出行方式，地铁结构复杂，其中地铁供电系统是保证地铁正常运营的关键。随着地铁建设的发展，其应用技术在不断的创新和探索，促使地铁供电系统更加完善。地铁供电系统中涵盖了牵引供电系统和动力照明系统，均在各个环节中发挥着重要作用，但是牵引供电系统中电力监控设计目前存在一定的不足，在下达送电指令时比较耗时，降低了供电系统的工作效率，同时也影响到了地铁的运行响应速度。本文以地铁供电系统中的并行送电技术为主线展开了分析，希望能为地铁的进一步发展提供更有效的帮助。

关键词：地铁;供电系统;并行送电技术

中图分类号：U231.8 文献标识码：A

地铁的顺利稳定的运行离不开电力的支持，并行输电系统在地铁供电系统中具有显著的实用价值，为地铁列车提供主要电源，维持地铁安全运行。并行送电技术可以结合供电系统的需要分为交流和直流，发挥出较大的社会效益，在地铁交流并联输电系统中得到广泛的应用。并行送电技术已成为地铁交通发展的主流形式。地铁交通具有较大的载客量，并且运输速度较快，同时加上列车编组及车型等条件的限制，会对地铁供电系统造成一定的影响，负荷功率不是很大。地铁一般运行的途径较远，通常会运行几十公里，也会造成电压满足不了供电需求。直流电要比交流电所产生的电压损耗小，在城市中，人口较为密集，地铁客流量大，供电电压不应太高，并行送电技术的应用可以满足地铁稳定运行的所有条件，并能大幅度的发挥出技术优势，本文主要对地铁供电系统中的并行送电技术展开了讨论，详细分析了该技术的应用与实践，进而促进地铁得到快速发展。

1 地铁供电系统概述

1.1 电力系统组成

地铁正常运行需要有电力的支持，通常情况下，地铁电源中主要有两个大部分，将其供电模式按照需要分为城市电网和地铁电网，共同保障地铁安全稳定的运行。由于地铁运行需要涉及到多个环节，于是地下供电系统分为很多种，例如有并联输电系统、电力监控系统、供电配电系统、接地保护系统等，各个电力系统各司其职又相互联系。在地铁供电系统内部构成主要存有两个部分，分别是电力牵引系统和辅助系统，辅助系统一般是对地铁中的基础设施进行控制，例如照明通风，自动门控制等。

1.2 无功补偿装置的选择

无功补偿装置在地铁供电系统中发挥着重要作用，在对其的选择上，主要根据地铁线路的不同进行合理的选用，随着地铁电力系统的不断研究，近年来应用的先进技术具有显著的响应时间快优势，提高了地铁的运行效率，与静态同步无功功率发生器相比，更存在低损耗和体积小的技术优势，能够弥补传统技术的应用缺陷，同时，在实际应用中，还可以有效的移除谐波共振等，保证地铁供电系统的稳定运行。合理的选择无功补偿装置，能够为电力系统提供感性无功功率[1]，与此同时能够提高负荷能力补偿，极大程度的减少了地铁供电系统反应器的应用。该技术自2009年，在广州地铁中应用广泛，并取得了良好的反响，静态同步无功功率发生器具有可靠的技术支持和丰富的应用经验，自身相当于一个精确的电力电子转换器设备，虽然可以保证电力系统稳定运行，但在计算过程中不免会产生偏差，产能过大会直接影响到电力系统的运行效益。

2 地铁供电系统中并行送电技术的应用

2.1 跳闸技术处理

跳闸技术对地铁电力运行起到一种保护作用，如今的跳闸技术处理的工作内容主要分为故障定位和故障修复，一是主要为工作人员提供故障位置，利用电缆故障定位测试仪进行测试相应位置，为后续的修复工作提供有效的位置依据。地铁电力系统在实际运行中常发生的故障位置是中下行线轨行区，由于这个部位线路繁琐，并且存有高压等条件，不免会发生电缆击穿、绝缘破损等现象，在遇到特殊问题时进行跳闸处理，可以有效的避免不必要的危害发生。一般情况下，需要将故障点周围的电缆截断，并加以修复，并做好绝缘试验，在进行修复过程中，要严格遵守电缆质量要求进行，同时要避免由于跳闸而影响到其他应用的运行。当发生多个故障点时，要明确轻重缓急，对故障点进行单独处理，避免存留质量漏洞。环线故障处理需要备份射线差动保护，避免在修复过程中遗失重要信息，并延迟时间约为0.9 s。接触网送电程控卡原有方式与并行方式如图1、2所示。

电力系统发生故障不及时处理便会引发更大的灾难，跳闸系統设置主要遵循了预防为主、高效处理原则，这就要求电力维护人员要重视这一环节的控制和安全巡检。避免在电力源头发生跳闸故障，首先要加强培养电力维护人员的应急故障处理能力，并定期组织全体人员开展技术探讨会议，对母联设备自投失败问题进行深入解剖，对其产生原因及解决措施进行深入的探究，总结出有效的整改方案。技术人员合理的编排整改实施计划，将整改方案落实。做好巡检制度建设，实时监督各电力设备的运行状态，并在故障没有发生前发现并处理掉潜在安全隐患，做好强化和预防工作，对老化和破损的设备进行及时修理和更换，维护电力系统运行效率。

2.2 被控站监控子系统调试

被控站监控子系统调试能够良好的处理电力系统的错误执行，保证地铁电力系统的运行。该系统主要涉及到了遥控输入及输出子系统、通信接口子系统与模拟量输入接口，能够准确的按照相应标准对其进行调试，对遥控输出子系统中输出执行情况进行调控，以信号控制盘的声光警报信号作为执行标准，保证系统调试的合理性和科学性。与此同时还可以调控系统信息采集、传输设置及信息数据发送和接收效果等，能够保证各系统之间协调运行，支持地铁电力系统运行效率。通过声光警报进行反应调试情况，当其显示正常便表示被控站监控子系统调试完成。通过调试的过程，发现出存在有错误子系统，需要明确故障位置和原因，并及时形成报告，利用相应的技术进行处理，在短时间内降低经济损失，将信息错误得到有效的控制和解决。

2.3 差动保护

我国科技发展突飞猛进，在各个领域均实现了自动化和智能化，极大程度的提高了工作质量和效率，电力工程也不例外，电力系统是城市地铁交通的重要枢纽，对其自动化、监控、测量、保护等功能要求较高，差动保护是在并行送电技术支持下完成的，广泛应用于地铁电力系统中。差动保护主要采用光纤纵差动保护模式，将探测器安装在新电路中，能够对电路各个情况进行自动收集和分析，主要分析对象是电路相位和电流波，将数据进行传输和分析，并根据数据分析方案判断出故障点，为电力维护技术人员提供有效依据，技术人员可以结合差动保护所收集和分析出的数据利用微分计算进行分析当前值两端[2]，将有效数据进行深入探讨，同步处理当前数据两端。差动保护可以自动判断电路的运行状态，并结合工作人员的分析和计算，通过基尔霍夫电流定律可以判断出，如果当新电路中输送的电流值与数据保护装置中的设定值有所差异，这种情况下，便可以判断为该处存由故障。故障电流的差异值，会对新电流正常工作造成影响，导致其两边不平衡。为了避免这一故障的发生，大部分城市地铁交通中，将差动保护装置的动作值设置为50 A，保证电力系统之间的正常运作。

2.4 保证地铁日常运营

城市地铁交通各个电力系统之间环环相扣，并且为地铁交通安全稳定运行提供有效的保障，保证地铁在正常运营的前提下，需要严格的按照城市地铁交通时间表完成客运任务。保证电力系统的正常运作，时刻对电力设备进行严格的巡检，保证广播、地铁照明、消防和其他功能能够正常运作，保证各个电力系统之间的协调性。地铁电力维护人员是保证电力系统安全运行的重要角色，在任何环节均不能放松警惕，做好地铁电力系统的电源维护，明确自身的岗位职责，检查辅助的电力供应系统，对地铁中电源设备的运行状态进行检测并记录，对常发生的故障点加强监督，及时发现潜在问题，及时处理或报告细节，保证城市地铁供电系统的正常使用。

3 并行送电技术优缺点

并行送电技术在近年来得到广泛的应用，并且其技术优势得到大众的认可和赞同，相对于传统供电系统，需要要求工作人员进行对每个隔离开关和断路器进行逐个送电，并且要严格的按照标准顺序，并结合电力系统每日的故障情况，再进行合理的规划和设计送电方案，再进行相应的逐个送电操作，传统送电模式主要依靠工作人员进行每日分析并针对每日的变化设计出相应的送电方案，具有操作准确性高的优势，但是操作步骤繁琐，消耗时间长，工作效率不高。并行送电技术不需要电力调度员进行逐一操作，减少了中间繁琐的工序，通过预先设置程序，按照送电要求进行变电所中全部设备操作进行合理的划分，将每个步骤操作实现并行进行，由SCADA系统对所有设备同时发出操作指令，这种方式的工作效率遠远高出传统送电技术，花费时间短。但是并行送电技术也存在一定的缺陷，其柔性较差，在实际运行中，在电力系统中会多点发生故障，操作准确性相对较低，因此，该技术仍需要不断研究和完善，提高其社会价值。

4 结语

城市的发展推动了地铁交通的建设，如今，地铁已成为人们日常出行的主要代步工具，电力系统建设是地铁建设的核心环节，并行送电技术的应用对地铁电力系统提供了新的发展方向，对保证地铁供电系统的稳定、高效运作提供了技术支持，为更好的发挥出其应用价值，仍需要进一步的完善，推动地铁的可持续发展。

参考文献：

[1]杨亚兵.地铁供电系统中的并行送电技术探讨[J].智能城市，2020，6（13）：73-74.

[2]崔杰，张曹勇.地铁供电系统中的并行送电技术探讨[J].城市轨道交通研究，2005（04）：94.