城市轨道交通供电系统及电力技术分析

（中国铁建电气化局集团第五工程有限公司，四川成都 611700）

城市轨道交通可视为城市电网的重要主体对象，在日常运行过程中，通常会从城市电网中获取大量电能，以作为供电系统的主要能源。城市轨道交通供电系统在结构组成方面，主要以电源系统、牵引供电系统、动照系统等组成。外部电源基本上可以视为城市轨道交通供电系统与城市电网实现互相连接的接口设施，可有效将电能从城市内部引入供电系统中，为供电系统提供良好的动力源泉。牵引供电系统主要为全线运行的车辆提供电能，确保城市轨道交通供电运行安全。动照系统主要为城市轨道交通车辆提供照明设施，减少隐患问题出现。城市轨道交通供电系统涉及的作用对象及流程较多，需要相关负责人员加以严格管理。

1 城市轨道交通供电系统运行方式分析

1.1 集中式供电方式

集中式供电方式主要根据用电容量及供电线路长度，对城市轨道交通线路涉及的外部供电内容，提供专用的主降压变电所。在具体设置过程中，各主变电需要设立两路独立的进线电源，以确保供电过程的安全性、可靠性。在此基础上，结合城市轨道交通内部供电系统需要的电压等级，对当前电压进行适当降压处理[1]。

根据应用反馈情况，城市轨道交通供电系统通过合理利用集中式供电方式，可提升城市交通的运营质量与管理效率，可提高城市轨道交通车辆设施的运行安全性、可靠性。集中式供电系统在独立性方面表现较强，受到外界干扰的影响较少，因此，安全性与稳定性表现较为突出。

1.2 分散式供电方式

分散式供电主要指线路系统按照分散式原则从城市中压网络中引入多回路电源，并按照直接或间接的方式，将供电所间接的作为牵引变电所、降压变电所，为外部提供良好的供电过程。结合以往的供电经验，分散式供电无须设置主变电所，在投资成本方面表现较低，适用于城市轨道交通供电系统建设过程中[2]。

分散式供电方式主要从城市电网中压引入应用，供电质量易被周围居民用电影响，导致整体供电质量存在问题。分散式供电方法涉及的成本费用较少，运营管理较为复杂。在具体使用过程中，应根据城市轨道交通供电系统运行需求进行合理应用。

1.3 混合式供电形式

混合式供电为集中式供电与分散式供电方式的结合体，在具体应用过程中，混合式供电方式主要以集中式供电方式为主，对个别地段运行管理工作，可适当引入城市电压中压作为补充供电方式进行安全应用。在正式应用过程中，相关规划人员应立足于城市电网运行现状及未来规划需求[3]。

对城市轨道交通供电系统的运行方式进行统筹规划与合理部署，以确保供电质量的可靠性、供电方案的灵活性。相关工作人员应以牵引供电系统与动力照明系统安全为主要目的，在供电方式的选择上，相关工作人员应结合城市轨道交通供电系统运行实况，选择合适的供电方式进行安全应用。

2 城市轨道牵引供电系统结构与分析

2.1 牵引供电系统供电方式

城市轨道交通牵引供电系统在供电方式的选择上可从直流或交流两种形式进行合理选择，结合近几年的发展情况来看，为进一步加强城市轨道供电系统的运行安全性，行业内部人员主张利用直流制与交流制混合应用模式，稳定提升城市轨道供电系统的运行安全水平。

在具体应用过程中，直流制供电方式可以视为牵引供电系统常用的供电制式。通电运行过程中，牵引变电所从中压网络中获取电流，大量电流经降压整流机组处理后，以直流电形式存在。

直流电会输送到牵引网中，为列车提供电能，直流制供电方式主要立足于地铁牵引电机需求，将整流装置安装于牵引变电所中，以减轻车身重量。除此之外，直流牵引网会按照供电连贯方式，在列车运行出现故障时，可以实现单边供电、大双边供电间的切换管理，以确保列车可保持稳定运行状态。直流制供电方式在诸多弊端问题，如线路损耗大、供电距离短等[4]。

2.2 牵引网构成分析

城市轨道交通牵引供电系统在牵引网的组成，主要以馈线、接触网、回流线等构成。接触网基本上可视为列车受电的直接装置，可根据安装位置的不同分为架空接触网、接触轨两种类型。

3 城市轨道交通供电系统的电力技术分析

3.1 供电系统谐波问题及治理分析

城市轨道交通供电系统在运行过程中易受到非线性负荷问题的影响，导致牵引整流机组、UPS电源等存在大量谐波问题。谐波问题表现越来越明显时，会降低供电系统整体电能质量。

充电网络中存在的大量谐波，促使供电线路产生大量损耗问题，易对电气设备的安全运行构成威胁。为有效减少供电系统谐波问题，相关工作人员可通过增加整流装置脉波数、增设无源、有源滤波器等方式进行针对性治理。

3.2 供电系统无功功率补偿分析

城市轨道交通动力照明系统存在大量低压用电设备，在功率因数方面表现较低。如果系统中功率因素过低，会进一步增加供电线路损耗程度。严重时会对变送配电设备造成发热隐患问题，相关工作人员可通过功率补偿方式，提高系统功率因数[5]。

3.3 迷流腐蚀及防护方式

直流制牵引供电系统，电流回流线的选择上主要以走行轨为主。由于钢轨对地面不是完全绝缘，导致部分电流会流入道床中，经过钢筋等金属导线的作用影响形成迷流现象。当迷流现象表现过于明显时，使轨道交通中的金属产生明显的电解腐蚀反应，易对地下金属设备造成严重损坏。为及时解决这一问题，相关工作人员可以采取防治监测相结合的方式手段，减少迷流问题。

工作人员可利用加强走行轨对地绝缘的方式，在沿线位置处设置迷流收集网，减少风险隐患问题。除此之外，日常工作过程中应加强对轨道养护与保养工作的重视程度，减少迷流问题影响。

3.4 供电系统继电保护技术

合理运用继电保护技术可提高供电系统运行安全性与稳定性，发生故障问题时，工作人员可利用继电保护技术实现故障设备快速切除、报警等功能。具体应用过程中，供电系统继电保护可利用纵联差动保护措施，将两端电气量传送到对端位置，经过综合比较后判断是否执行相应保护动作[6]。

4 城市轨道交通供电系统及电力技术管理措施

4.1 科学选择供电方法

对于城市轨道供电系统安全运行工作，科学选择供电方法可为确保供电系统运行安全提供保障。

（1）工作人员应明确当前供电系统供电稳定性情况，根据供电系统运行反馈情况，选择合适的方式手段进行加强处理[7]；

（2）工作人员应根据当前供电系统抗干扰能力表现情况，增强供电系统整体的抗干扰能力，避免出现隐患问题；

（3）工作人员应结合供电方法的主要原理，明确各类供电方法可能会对城市轨道交通供电系统产生的影响，结合利弊分析结果选择合适的方法进行应用。

4.2 提高供电管理强度

对于城市轨道交通运行工作，统筹规划与合理部署供电管理工作内容可提高城市电力资源合理配置与应用水平[8]。

在正式管理过程中，相关工作人员应主动承担自身的岗位职责，坚持按照科学管理与安全治理的原则要求，实现对城市电力资源输送问题的优化管理。

针对城市轨道交通供电系统电力运行情况，工作人员应根据城市轨道交通发展规划要求，选择合适的供电方法，实现对相关资源的合理配置与应用。供电方式的选择上可以利用集中供电为主、分散供电为辅的方式，提高城市轨道交通供电系统运行安全水平[9]。

5 结语

综上所述，为确保城市轨道交通供电系统及电力技术管理效果达到预期，建议相关工作人员应主动承担自身的管理责任。立足于城市轨道交通供电系统运行现状，对当前运行工作存在的弊端问题，进行及时治理与强化管理，从根本上解决城市轨道交通供电系统运行风险问题，提升我国城市轨道交通供电系统及电力技术管理水平。