城市轨道交通供电系统及电力技术分析

李浩然

摘要：随着经济的快速发展，一个城市的交通是否可以正常地运行，关键在于其供电系统，因为这一系统保证了电能的供应以及传输功能的实现，因此整个轨道交通运行的质量以及效率才可以得到保障。随着城市的不断发展，轨道交通网络也逐渐地发达，并且运行的线路也在不断地增加，这对供电系统的可靠性提出了更高的要求，因此，对于供电系统的结构及电力技术的分析是非常有意义且可以带来现实价值的。

关键词：城市轨道交通;供电系统;大数据;技术

1城市轨道交通交流牵引供电系统概述

牵引电机是列车在运行过程中的主要动力来源，这种电机通常分为两种，主要是直流牵引电机以及交流牵引电机，在列车实际运行的过程中，对于交流牵引电机的使用数量是最多的，因为这一牵引电机的功率的承受能力远远大于直流牵引电机，因为直流牵引电机存在換向环等机械机构，但是，交流牵引电机不存在机械结构，因此，其可以在较高的转速情况下稳定地工作，所以在轨道交通列车中用交流牵引电机逐渐地取代了直流电机。单向链接是交流牵引供电系统的主要链接方式，有两台变压器为其工作，双绕组单相变压是其变压方式，它的结构从外部来看，像一个开口的三角形，电网的两端存在高低电压，接地的一端为低压，电网的接入端为高压，母线负责链接其他的端口，因为终端供电需要进行降压，因此，加设了降压系统，但是由于列车需要照明，在需要照明的地方加了偏高一点的电压，建立了增压系统，使得电器可以正常地运行。

2城市轨道交通的发展状况

以前我们所说的城市轨道交通既包括地铁、轻轨，同时也包括公交车等公共性交通。世界上的第一条轨道交通是在英国开始建设的第一条地铁线路，在经历了九年间的探索建设以后，终于正式投入运行。在其运行过程中，主要是利用蒸汽机来作为其牵引动力，从而促进轨道交通的运动和发展。后来随着社会的快速发展以及城市人口的迅速增加，交通堵塞问题频繁发生，一些发达国家开始在交通建设过程中独辟蹊径创造了城市轨道交通，且对城市轨道交通的重视力度逐渐增强。中国就是世界上3个轨道交通运营里程最长的国家之一。其中我国的北京和上海两座城市的轨道交通发展尤其突出。

3城市轨道交通供电系统运行方式分析

3.1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。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。

3.2交流制式牵引供电系统

在整个交流制式牵引供电系统中，最常用的连接方式就是单向连接，通常是需要在变电站内安放两个变压器。同时需要采用双绕组的单相变压将整个结构变成三角形的模式，结构内需要拥有两个端口，同时也需要一个公共的端口。另外的端口与迁移母线相连接，低压的端口处于接地侧。在整个交流知识的牵引供电系统中，不仅需要在供电系统的终端安装加压系统，也是要将加压系统安装于整个完整线路的区间内，这样才能够确保线路上的照明系统得以正常运行。在交流制式牵引供电系统中需要长时间保持着动态取流状态，因而就会有很大的可能性产生瞬间接触压力。因此对交流制式的牵引供电系统安装相关设施时需要具备较大的耐磨能力。

4城市轨道交通供电系统的电力技术分析

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柔性接触网

通常简单悬挂的形式中并不包含承力线，只存在着导线，这样的优势是能够支撑较高的高度，结构方面也相对简单，在支撑点中并不需要承载过多的负荷。因此，简单悬挂在很大程度上是应用在无轨电车以及城市轻轨中。即使在简单悬挂中也存在着很大的不足，它的缺陷主要是悬挂点包含硬点，跨度比较小，而且在操作过程中可能会由于导线的问题出现摇晃摆动的现象。正是由于双线接触网的这种局限，所以，它基本不能够在高速铁路中应用。链型悬挂通过将悬索把承力线与导线直接联系起来的方法巧妙地处理了简单悬挂中出现的跨度小以及用点弱的问题，将链形悬挂应用在城市地铁中，使得地铁的工作速度得到了较大的提升。

4.3确定补偿方式

所谓的补偿是指在供电系统运行设计的过程中，需要将整个供电系统运行时所出现的无功补偿以及过补偿情况进行消除，因为对于供电系统运行来讲，照明系统在没有负载的情况下也需要运行，而且照明系统的整体功率会比较大，所以所产生的能耗就会随之增加，需要在节能减排的过程中将这种不必要的能源消耗进行降低，从而达到节能环保的效果。而节能减排不仅仅需要依靠上述方法，同时还需要避免在系统运行中出现过补偿的情况。

结语

综上所述，在城市化不断发展的前提下，对各行各业都提出了更高的要求，作为城市轨道交通的重要组成部分之一的供电系统，一定要加强其稳定性，对新技术的融入要不断地加强，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。

参考文献：

[1]于松伟，杨兴山，韩连群.城市轨道交通供电系统设计原理与应用[M].成都：西南交通大学出版社，2018.

[2]李群湛，贺建闽.牵引供电系统分析[M].成都：西南交通大学出版社，2020.

[3]高仕斌.高速铁路牵引供电系统新型保护原理研究[D].成都：西南交通大学，2020.