城市轨道交通供电系统设备及其应用

靳晶

摘要：由于我国人口数量不断增长，城市交通需求也在不断增长。近年来，城市轨道交通成为广大人民群众出行的首选方式，有效缓解了公路交通运输压力。为了满足人们的出行需求，应加强城市轨道交通建设，不断完善供电系统设备，为乘客提供更优质的服务。基于此，本文就城市轨道交通供电系统设备及其应用进行探究与分析。

关键词：城市轨道交通;供电系统设备;应用分析

随着城市化的发展，国民经济不断提高，但城市交通问题日益突出。为了有效地缓解交通压力，各城市大力兴建轨道交通，并取得了良好的成效。供电系统设备是城市轨道交通建设的关键，能够保障机车的正常运行，为车站运营提供支持。城市轨道交通服务质量与供电系统设备的可靠性和安全性息息相关，有必要对供电系统设备进行深入分析。

一、城市轨道交通供电系统概述

供电系统设备对城市轨道交通运营必不可少，机车运行、车站用电都需要供电系统的保障，可以说对城市轨道交通的发展具有直接影响，同时与服务质量息息相关。供电系统是城市轨道交通建设的重要内容，能够为机车运行提供动力支持。轨道交通供电系统由两部分组成，包括城市电网和轨道交通内部系统，其中城市电网主要为城市轨道交通系统提供电压，不能直接用于机车运行，需要内部供电系统将高压转换成适合机车使用的电压[1]。

二、城市轨道交通供电系统设备及应用

（一）外部电源

根据城市轨道交通设计规范内容，需要通过线网规划确定外部供电形式。城市轨道交通主变电站属于一级负荷，应严格按照规范设计两个独立的外部电源供电，防止主变电站同时出现故障，切实为轨道交通提供电力保障;其次，需要在线路负荷中心设置主变电站，使中转站与供电点相邻，从而降低电能损耗，在一定程度上减少运行成本;最后，需要综合考虑变电站的供电范围，主变电站的正常供电距离应在15km之内[2]。

（二）照明系统

城市轨道交通照明系统与普通照明系統并无太大区别，变压器经处理后，形成三相交流380V电压，系统通常采用TN-S相五线制，以设备的稳定运行[3]。容量较大是城市轨道交通系统照明系统的特点之一，需要结合配电变压器容量要求，保证备用配电变压器能够在其供电范围内承担一、二级负荷。因此，城市轨道交通配电变压器需要在短期内实现50%的初始负荷率，长期实现60%的初始负荷率，在控制变压器损耗的基础上，保证在一台变压器出现故障时轨道交通仍然可以正常运行。此外，提高城市轨道交通配电变压器的负荷率，不仅可以减少对供电系统的投入，而且可以降低建设阶段的成本，还可以防止轨道交通投运时CT变比问题。

（三）直流牵引供电

在轨道交通供电系统设计过程中，需要有效控制供电系统方案，根据规范要求，直流牵引供变电方式主要涉及DC750V和DC1500V，其中DC1500V具有明显的优点，在城市轨道交通建设中广泛应用[4]。直流牵引供电系统主要形式有接触轨和架空接触，也可分为走行轨回流和牵引网供电。在设计过程中，应根据轨道交通规模和最大承载力，确定牵引供电的设置方案，准确计算整流机组容量。

（四）辅助供电系统

辅助供电系统主要涉及用电设备和配电系统，配电系统由连接电缆和配电箱组成，辅助设备由控制装置、暖通空调系统、照明设备等组成。对于集中供电而言，是将辅助逆变器设置在机车中，通过并联供电方式为机车提供辅助供电，此外也可以采用扩展供电方式进行辅助供电。如果采用并联方式，则两台逆变器同时向机车供电。一般来说，轨道交通变频器容量控制在200KVA至240KVA之间，如果其中一个逆变器不能正常供电，应采用关闭设备的方式断开故障逆变器，使另一个逆变器保持运行状态，使机车运行稳定。如果采用并联方式，一台逆变器不能满足机车运行的需要，必须通过切断其他设备的电源来集中供电。对于分散供电而言，在各车厢安装辅助逆变器，用三项输出接触器提供380V交流电压。为了提高系统的供电能力，为机车提供稳定的电力支持，分散供电辅助逆变功率应设置为73KVA，即使供电系统中的一个辅助逆变器发生故障，也不会影响供电能力，仍能保证机车的稳定运行。

结束语：

综上所述，在我国交通事业快速发展下，城市轨道交通建设越来越受到重视。其中，供电系统设备是城市轨道交通最重要的部分，相关系统设备的使用必须满足实际运行条件，应结合轨道交通运行情况，制定合理的供电方案，从而保证轨道交通的运营质量。

参考文献：

[1]刘桐，陈颖娣.城市轨道交通供电系统设备及其应用探析[J].通讯世界，2017，（15）：237.

[2]黄新荣.城市轨道交通工程供电系统及设备组成探析[J].建筑工程技术与设计，2018，（21）：2160.

[3]陈宇星.浅谈城市轨道交通供电系统的设计与运用[J].科技风，2019，（5）：8.

[4]代松，刘慧敏.城市轨道交通供电系统安全策略分析[J].百科论坛电子杂志，2020，（6）：109.

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