探讨地铁供电系统的供电方式及选择对策

杜清宇 冯鑫

摘要：随着我国城市化进程的不断加快，地铁轨道交通在城市交通运输体系中的重要性越来越突出，地铁是当 前我国大城市发展过程中，交通出行的最重要方式。为了保证地铁运行的安全性以及稳定性，必须重视对地铁供电系统 的合理选择和确定，才能够为地铁运行提供充足的电源需求。在选择地铁供电系统的过程中，需要根据地铁供电系统的 具体要求，合理选择供电方式，从而保证地铁供电系统的安全性和稳定性。

关键词 ：地铁供电方式 ;选择策略 ;供电系统 ;地铁工程

引言：伴随着城市化的不断增强和人口的不断增加，地铁对缓解城市的 交通压力有着越来越大的作用，相对地，在它的运行中各种系统的安全标准也在不断的提高。地铁的供电系统是重要的地铁组成部分，不仅提 供着列车运行的动力，也为地铁内其它重要的设施起着供电的重要作用，地铁供电系统的重要性可见一斑。

一、地铁供电系统概述

1.1 定义

地铁供电系统是指为确保地铁安全运行提供的实 时电力能源以及与之相关能源的供电系统 。电力系 统与轨道交通的结合已经有百余年的发展史，从最初的简单照明到现代的电力能源提供，二者的结合更加深入。供电系统在地铁发展中发挥着至关重要的作用。

1.2 构成

地铁供电系统可以分为两个部分，地铁内部供电与外部城市电网供电，并包括了供电配电系统、综合监控系统、供电配电、杂散电流防护及主变电所等多个 方面。地铁实际运行过程中，电力系统能够作用于地铁运行，通过电能牵引车辆行驶，并能够提供消防照明、 电控车门以及常规用电设施的运行。外部电网供电比 地铁内部供电更加复杂，涉及众多因素，对于地铁的安全运行影响较大。随着科技的不断发展，自动化及 人工智能技术使地铁供电系统发展十分迅速。外部电源主要采用集中供电与分散供电两种形式，分别为 35 kV/33 kV、10 kV，牵引供电制式有 DC 750 V/1 500 V等 。选择供电制式与供电方式时，需要具体结合 实际供电情况、电网的规划以及电源的供电能力加以选择。

1.3 供电要求

由于地铁运行过程中电能驱动使用能源巨大且具有一定的地域使用范围限制，因此对于地铁覆盖沿线的供电系统有着更高的要求。地铁供电系统的两路电 源应取自不同的母线，使用同一变电所的两条母线或是两个不同变电所的母线。地铁电源对于输电量有着更高的要求，一般需要一级负荷，由于地铁运行过程中对于电力能源的需求量较大，因此变电所应该选址于地铁运行周边，降低地铁运行过程中的运营成本以及电力线路架设成本。

二、地铁供电系统的供电方式

地铁供电系统的构成分为内部系统和外部系统，而其中外部供电系统主要 是指的是城市电网，地铁作为城市电网的重要用户，其电源一般是直接从城市 电网中取得，不需要单独建立电厂以供电源取用。

2.1 集中供电方式

地铁供电系统的集中供电方式是根据地铁运作的用电量和所需要的线路的长短，沿着城市轨道的交 通线路建立而成的主变电所。地铁分为 35KV 或是 10kV， 由于电压的需求等级也 不同，主变电所可以将高压电转变成对电压需要不同的地铁，进而进行集中性 提供给地铁电源。由于主变电所所承担的供电负荷比较大，因此在地铁的四周 建设的主变电所都不多。集中供电方式对于电源的要求比较高，相对来说可靠性也较高。

2.2 分散供电方式

分散供电方式区别于集中供电方式式不建设主变电所，而是直接通过城市电网提供供电，在地铁沿线根据所需要用电的情况，进而建立开闭所，再由城市电网系统提供两路电源 给建立的每一座开闭所，分散供电方式要求城市电网比较发达且能提供可靠性的电源。

2.3 混合供电方式

混合供电方式和集中式供电方式和分散式供电方式相结合而 成，其中以集中式供电方式为主，在个 别地段利用分散式供电方式以城市电网为其集中式供电的补充，进而使地铁供 电系统更加安全、完善、可靠。可以说混合供电方式是最佳的一种供电方式，但是却也存在一定的弊端，比如：混合型供电方式的准备和调控相较于前两种 供电方式复杂很多，因此在执行上难度 较大，一般情况下会加大地铁供电的难度，因而不如前两种供电方式实用。

三、地铁供电方式概述

3.1 集中供电

在地铁系统中，选择集中供电方式主要是根据地铁在实 际运行过程中的用电电压需求以及电量需求在地铁的沿线地区建立专门的供电一体运行使用的主变电站。利用主变电站 的变电操作，将城市用电电压转换成地铁运行需求的电压等 级，为地铁提供集中的电力供应。集中供电方式用在地铁供 电系统中最大的优势是方便对地铁供电需求进行有效的运营 管理，并且可以保证地铁供电系统的整体稳定性和可靠性。

3.2 分散供电

分散供电方式指的是根据地铁运行过程中的不同环节 所需要的电量，在地铁沿线多设置开闭所，保证每个开闭所都有城市的电力供电系统作为保障，从而确保地铁整个运行过程中的用电需求。分散式供电方式的最主要优势是可以确保每一个开闭所供电的稳定性。不同的开闭所在独立工作的过程中，只负责自己区域的供电，可以保证供电系统的 可靠性以及稳定性。相邻的开闭所之间出现供电故障时，开 闭所可能会形成串联电路，可以为相邻的地铁线路提供供电 需求，能够进一步确保地铁供电系统的稳定性以及可靠性。 利用分散式供电方式可以利用多个开闭所形成具有较强协调性的电力系統。

3.3 混合式供电

在地铁供电系统选择混合供电方式时，要充分考虑到 混合供电方式的优势以及劣势。混合供电方式指的是将集中供电方式以及分散供电方式进行集中整合应用的供电方式。 混合式供电方式的最大优势是可以弥补集中供电方式以及 分散供电方式在应用过程中各自存在的缺陷。但是对混合供电方式进行实际应用的过程中，其应用准备工作难度比较 大，并且在实际控制过程中，需要对系统进行准确的调控，在这一过程中操作难度也比较大。因此，混合供电方式在当前的地铁供电系统中的应用并不是很广泛。

四、总结

综上所述，通过对各种方面的集中供电方式和分散供电方式的综合比较分析，得出集中供电方式优于分散供电方式，集中供电模式已成为地铁外部供电方式的最佳选择。目前的地铁供电系统选 择，应当考虑在更为详细的运营环节中，有必要将城市的发展设计规划与地铁的供电系统完全相融合，并尝试使用最符合自身发展情 况的供电系统为城市发展助力。

参考文献

[1]孟轲. 地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探究[J]. 科技创新 与应用， 2019， 257（01）：154-155.

[2]高福来. CRCC完成地铁牵引供电整流机组试验设备电源系统安装[J]. 铁道技术监督， 2019， 47（1）：33-33.