佘启松

中铁武汉电气化局集团有限公司城铁分公司 湖北 武汉 430000

1 、供电系统概述

中国城市化进程的深入，城市交通在城市化进程中占据非常重要的地位，电力的正常运行加快了城市人口增长的步伐，城市生活的电力增长是非常的重要，电压的压力负荷逐渐增大，地铁的供电系统的负荷大小相对增加，因为地铁的供电系统的运行具有不可替代的作用，所以这种情况应该研究供电方式的地铁供电系统，寻找合适的供电系统电源。

2 、供电方式的分类选择

地铁供电系统包含牵引供电系统，电源和照明系统，杂散电流保护系统和电力监控系统等组件。地铁牵引供电系统，为各种设备提供电力，这是地铁电动车运行的必要条件。电源和照明系统，确保所有照明设备，地铁空调和电梯设备的正常运行。地铁供电设备应沿地铁线路布置，为所有电气设备供电。这些内部电线应来自不同的变电站或传输系统，以防止突然和意外的电力中断影响地铁系统。为了降低运营和建设成本，有必要缩短电缆的长度，在发电站附近建造地铁站，以减少所用传输材料的长度。

地铁供电主要包括外部供电系统和内部供电系统，外部分为集中式、分散式地铁供电系统混合供电系统。这三种供电方式各有优缺点。在实际选用和使用中具体分析，以达到最佳效果。地铁的内部自身供电方式主要包括接触网供电和三轨供电。这两种类型的内部电源也影响着外部电源的选择，优缺点。内部电源的选择也为外部电源的选择提供了依据。

2.1 集中供电方式的选择分析

地铁集中供电是沿地铁线设置专用变电站，将连接的高压变压器减少到10kv或35kv，可直接用于地铁线路的电压等级。因此，通过设置主变电站，可以在没有辅助变压器的情况下均匀地提供地铁所需的电力。这是一个需要许多主变压器的集中式电源。由于多区域变电站的存在，地铁的故障分布和供电方式很容易受到电网干扰的影响，分布式供电将导致大规模的外部电源接入并增加管理难度。由于集中供电系统建设成本高，线路保护措施完善，故障率相对较低，干扰相对较小，而且集中供电，敷设线的长度也较短。

2.2 内部供电方式的概述

第三轨道动力源是在列车上运行的两条轨道之外加上带电轨道，根据当前模式可分为上接触，下接触和侧接触。第三条轨道建造成本更低，并且需要更少的隧道空间。接触网供电和三轨供电两种供电方式各有优缺点，应根据当地情况进行调整。从城市地铁在缓解地面交通和后期维护方面的作用来看，选择接触供电方式更为合适。

刚性接触的主要优点是在刚性母线和接触轴的方向上没有张力。总线的铜等效部分约为1400mm2，载流量较大，因此无需设置辅助馈线。由于其紧凑的结构，可以减小间隙尺寸。由于采用无张力刚性悬架，不需要传统的锚节点重力锚固装置。其安装结构简单，在接触网和开关段，隧道不需要局部开挖。刚性悬挂，维护少或无需维护，易于操作，降低运营和维护成本。根据数据，通过比较两种供电方式，综合结果表明，在大多数情况下，接触网供电方式在安全性和经济效益方面优于第三轨供电方式。这与世界上约70%的地铁由接触网供电，约30%由三轨供电这一事实是一致的。最终的供电方式需要根据每个城市的具体情况来确定。

3 、几种供电方式的比较

采用集中供电方式时，在地铁沿线设置主变电所，分别从地方110kV电网引入两路电源对地铁沿线进行集中供电，每个为主变电器分压的牵引变电所和降压变电站都是由35KV和10KV电源进行电力供应。它们是独立的，由城市轨道交通网络连接和引导。采用分散式的供电系统时，没有主变电站，采用在沿线设置的多座开关站或开闭所从地方10kV或35kV电网引入电源。混合动力模式是前两种动力模式的组合。通常，集中供电是主要方式。

集中供电方式便于施工，维护和电缆敷设。城市轨道交通的地下部分可以沿隧道支撑的内壁布置，高架部分可以沿道路支撑布置。

谐波抑制效果。牵引整流系统谐波源较好，减少了对电网的谐波影响和危害，地铁是采用高脉冲波脉冲（12或24脉冲整流单元），集中供电方式选择高压电源，由于容量大，高压电网能力强，同时谐波电压总谐波失真率和速率远低于小容量和低压电网，也是未来预防和控制高频率的关键措施。

用电方便简单。在110kV电压集中供电模式下，运行管理单元和电力部门之间的电费结算可以在主变电站整体上进行测量，而不是每个变电站的单独计量汇总。为了节省土地和便于管理，牵引变电站和降压变电站通常在同一车站并行设置，即建立牵引降压混合站。

总之，城市轨道交通供电系统与城市电网的分布密切相关。因此，根据城市电网的构成和城市轨道交通的具体情况，在设计中应选择合适的供电方式。

4 、主要建议

为了保证地铁自身供电的的长期有效运行，有必要对所使用设备进行及时的维护，以便减少事故发生的概率。从预防灾害进行减灾的方面来看，引进相关安全维护系统还应保证牵引变电站设备的完整程度，消防设备的充足性和可实施性。近年来，上海，广州和深圳的大多数新地铁系统都采用集中供电。它是实时监控内部和电路状态的重要手段。安装在牵引变电站中的摄像机可以监控任何牵引变电站的故障。安全功能通常包括报警按钮，智能烟雾探测器，应急照明和通风系统。

5 、结束语

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。