庄蓉

摘要：现阶段牵引供电系统在我国地铁与铁路领域中的应用较为常见，不仅可以保障地铁车辆的高效运行，亦推动我国铁路事业朝着电气化的方向持续发展。鉴于此，本文立足于牵引供电系统在地铁、电气化铁路中应用的分析，在此基础上进行牵引供电系统在不同领域的应用比较，以供参考。

关键词：电气化;地铁;牵引供电系统;比较;铁路

作为前沿技术之一，牵引供电系统在我国电气化铁路与地铁领域得到有效应用。但是因牵引供电系统存在高精密性、结构复杂等特点，所以需保证地铁车辆与铁路车辆运行期间牵引供电系统始终维持稳定的运行状态。在此背景下，加强对电气化铁路与地铁中牵引供电系统应用比较的研究，可以为提升牵引供电系统运行安全性，优化系统检修与管护工作提供重要参考。

一、 电气化铁路牵引供电系统分析

（一） 供电方式

牵引供电系统应用于电气化铁路中，常见供电方式包括：

（1） 直接供电。直接供电形式原理体现为，在形成单项交流负荷的同时以周围接触网为载体形成交变磁场，又称为单边供电方式。附近通讯设备会因交变磁场形成的电磁波而造成干扰。为解决此问题，针对接触网电磁干扰的形成选用同轴电缆，通过其高屏蔽性能来实现干扰抑制，使得附近设备运行不受电磁干扰影响。而随着铁路技术发展，使得直接供电形式产生新的电磁干扰问题[1]。为解决干扰问题，部分铁路采用相互抵消方式，即将附加导线安设于接触悬挂、接触网同等高度位置，其附加导线能在牵引作用产生时形成相反方向的电流，进而达到电磁干扰抵消的目的。

（2） 自耦变压器供电。此供电方式运行原理体现为，依托于自耦变压器的应用，将变电所55KV电压变压比控制在2：1进行电力输送（如图1）。以空旷区或田野区域为例，接触网与变电所连接，正馈线与用电端口连接，为确保电力输送正常，需控制钢轨与点抽头连接，并以同等高度进行接触悬挂线的设置。此供电系统中正馈线具有抗干扰功能，且效果优于BT供电中的NF线[2]。此外，为避免接触网因绝缘破损问题发生跳闸现象，需结合情况进行保护线的架设。

（3） 直供+回流供电。进行运行原理的分析，体现为直接供电过程中能够做到带回流线，通过钢轨连接来达到电磁干扰抑制的目的，且网压无需借助吸流变压器改善，确保供电系统的稳定运行。

（二） 系统结构

铁路运行期间，为满足车辆高速运行需求，牵引供电系统需依托于外部供电装置来满足其高功率需求。通过变电所进行输电网络电源的降压转化，形成电力供给网络为车辆提供动力来源。而因牵引供电系统功率相对较高，所以在运行期间极易产生高负序电流。对此，现阶段常采用短路容量扩大设计的方式来解决高负序电流问题，但此方式应用成本较高，且无法做到对负面影响的全面消除，亟需借助全新手段进行负序电流问题解决。

二、 地铁牵引供电系统分析

（一） 供配电方式

（1） 集中供电。作为地铁常用供电形式，集中供电运行原理为：依据轨道长度、用电用量等因素分析，构建变电站与主变电所，通过上级变电所、下级降压、牵引变电所构成供电网络体系，经城市电网中的电源进行降压转化，以横向连通形式为主进行轨道内部供电（如图2）。此供电形式优势体现为集中式管理、供电可靠等。同时，通过设置环网电缆供电来保证系统运行稳定性[3]。

（2） 分散供电。分析分散供电方式运行原理，主要是从城市电网中依照相关规定原则进行多路电源的引入，经区域变电所降压后以分散供电形式进行内部供电。此供电方式优势在于为牵引、降压变电所进行双路电源的提供，实现供电系统的稳定运行。

（二） 系统结构

分析牵引供电系统的构成，囊括牵引网、牵引变电所两部分，在实际运行中，依据对供电系统运行状态的分析，进行牵引网、牵引变电所的实时调节，避免因供电所与供电系统之间不一致而影响到地铁车辆稳定运行。另外，供电系统除维持车辆供电之外，还负责对照明系统等其他设备供电。

三、 电气化铁路与地铁牵引供电系统对比

（一） 地铁供电系统保护。地铁供电系统的组成囊括直流牵引、交流中压两系统，不同供电系统特点不同，例如交流中压系统的保护目前已有规范性的方案，且制定针对性的行业规范与规程。而直流迁移供特点体现为多电源保护，需要做到在供电保护器件进行故障多发区的消除。针对地铁牵引供电系统的防护，需做到短路时第一时间切断电源，避免因短路问题长久存在而造成严重事故问题。对于故障多发区的解决，则需结合实际情况进行配置优化，在遵循相关规定标准的前提下，全面排查系统是否存在故障问题，定期检查与更换易故障部件，加大对故障多发区的探测频率，进而提升供电系统保护效果。此外，还可通过定期开展人员培训、加大对故障维护演习的开展频次等方式，提升对供电系统的维护能力。

（二） 電气化铁路供电系统保护。电气化铁路供电系统运行过程中，其变压器温度受到牵引负荷大小的直接影响，而温度的变化再加上容量负荷的影响，关乎到供电系统的运行寿命。对此，需做到在运行期间依据运输要求的分析，核制定针对性供电系统优化措施，在保证供电系统稳定运行的前提下，采用科学措施来缩减系统电力成本，并延长变压器的运行年限，提高对供电系统的保护效果。

四、结束语

综上所述，依据对上文牵引供电系统应用差异的分析，阐明在运行期间其供电系统需采用不同措施来保证系统的稳定、安全运行。对此，为避免因供电系统故障而影响到乘客安全，需采用先进技术、科学措施方案来保证供电系统的稳定运行。

参考文献：

[1]马继承. 地铁和电气化铁路的牵引供电系统比较分析[J]. 中国高新科技， 2020， No.66（06）：122-123.

[2]韩冬晓. 地铁和电气化铁路的牵引供电系统比较研究[J]. 科技创新与应用， 2018， 05（No.225）：177-178.

[3]丁二鹏. 地铁与电气化铁路的牵引供电系统比较研究[J]. 电力系统装备， 2018（006）：225-226.

（作者单位：青岛地铁集团运营分公司）