牛智英

摘 要：改革开放至今，我国社会经济发展迅速，人们生活水平不断提高，交通运输行业在经济水平发展和科学技术发展的影响下，迎来发展的黄金时期。一个城市的轨道交通能否可以正常、顺利地运行，关键在于城市轨道交通的供电系统是否具备稳定性以及可靠性，对城市轨道交通供电系统的一些组成及各项技术应用于地铁中作出详细的介绍，并且有效分析供电系统中的电力技术。

关键词：城市轨道交通;供电系统;技术

引言

随着经济和科技发展，交通运输领域也表现出快速发展趋势，很多一二线城市纷纷建设轻轨、地铁等，其中，城轨供电问题成为一个难题。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。

1 城市轨道交通交流牵引供电的特点

10kV配电网环网供电共组主要是利用电压-延时方式10kV配电网环网供电共组主要是利用电压-延时方式，在分段点的相应位置设置断路器， 在日常工作中断路器处于关闭状态，在停电状态或者在故障状态中，将会全部打开断路器。在首次重合闸过程中，需要利用控制器合理设计延时装置，再逐个完成重合工作，当某个断路器发生跳闸，故障发生点两侧的断路器将会立即感应故障电压，从而实施闭锁工作，再次合闸之后，可以有效恢复供电的正常性，通过闭锁可以有效隔离故障区段。如果断路器处于联络点，在供电工作中，断路器可以同时感应两侧的电压。如果一侧电压呈现失压状态，那么断路器确定故障之后将会开展延时工作，根据故障侧相应线路的锁闭时间，确定延时时间的整定值。完成延时时间之后，可以投入联络断路器，利用后备电源保持故障所在线路的正常区间，可以正常恢复供电工作[1]。

2 轨道交通中的供电系统特性

在轨道交通工程中，供电系统是重要的一部分，应对其性能进行日常安全检测。通常情况下，常用的巡检方式以人工为主，这种巡检方式易受技术人员的素质、技术水平、环境条件等主、客观因素的影响，易产生误差，且隐秘部位巡检人员检查不到位，无法实时监测预警。未来轨道交通工程中供电系统的巡检应更趋向自动化、智能化。

2.1 智能牵引变电所设计原则

（1）对智能牵引变电所而言，接口定义、通信协议、数据传输和硬件、软件平台等方面的配置以国际、国家标准和行业规定为基础，在兼容不同厂家生产设备的同时，实现不同系统间的信息共享和互联互通[2]。

（2）智能牵引变电所的硬件架构与系统功能设有足够的余量，可按照实际需求进行容量扩充、功能扩展。（3）对于在变电所中使用的软、硬件设备和相关产品性能，应满足安全和可靠性要求。（4）对于直流杂散电流的治理可以通过在杂散电流流出位置埋设牺牲阳极，使得杂散电流可以通过牺牲阳极排出管道，避免管体的腐蚀，同时在无杂散电流干扰时可为区域内管段提供必要的保护。（5）保护测控装置应满足继电保护选择性、速动性、灵敏性、可靠性的基本要求[2]。（6）传感器应对电磁干扰和环境具有较强的适应能力，设备对外置或内置无绝对要求时，尽可能使用外置，若必须使用内置式时，内置传感器宜采用无源型，使用寿命应不低于设备本体使用寿命。在使用外置传感器时，外置传感器的安装应满足美观、易维护以及不降低高压设备外绝缘水平等要求[3]。

3 城市轨道交通牵引供电的电力技术

电力技术支撑着城市轨道交通牵引供电系统稳定的运行，所以合理应用电力技术，发挥电力技术优势，才能保障整个牵引供电网络稳定运行， 促进工作效率不断提高。接触网是优化改善供电网络的重要途径。在接触网的应用和布置中，通常会应用到以下三种电力技术。

3.1 柔性接触网

柔性接触网是城市轨道交通供电系统布置中最常见的方式之一，布置方式有链形悬挂和简单悬挂等。其中简单悬挂方式具有较强的便捷性，因为在处理过程中无需布置承力线，只需布置导线即可，结构简单，支柱高度低，通常适用于轻轨和无轨电车供电系统建设中。虽然简单悬挂方式具有上述优势，但也有明显的缺陷，它的跨度非常小，存在悬挂硬点，容易终导致上下振荡问题产生。链形悬挂利用悬索完成连接，确保承力线与导线之间有效衔接，跨度大，速度高，规避简单悬挂的缺陷与不足，该方式不仅适用于电气化铁路，而且还比较适用于城市内速度快的地铁系统运行中，维护整体牵引供电系统的供电功能[4]。

3.2 刚性接触网

对刚性接触网的应用在我国城市轨道交通牵引供电系统运行中的成效更加显著。刚性接触网通过对硬质金属条的应用，取代传统导线，确保悬挂效果。综合实践应用表明，对刚性接触网的应用，优势明显，增加接触面积，消除传统城市轨道交通牵引供电系统存在的问题。我国大多数城市内部轨道交通系统多为从下到上，这种转换对刚性接触网的应用，使得其应用优势更加明显，实现无缝对接，无需更换操作。刚性接触网的结构设置一般采用集电弓方式进行布置，传统接触网应用过程中出现脱落的问题被全面规避，接触网的布置与应用更加稳定、可靠，通常比较适用于速度快的城市轨道交通系统。

4 轨道交通再生能耗技术

轨道交通建设初期，多数都采用在车辆上安装大容量吸收电阻的方法吸收再生制动能量，但这会导致站内及洞内温度升高，车载设备总体布置困难等问题。目前地铁交通行业为了解决上述问题，新建线路采用了在地面牵引变电所内设置再生制动能量吸收设备。

电阻型再生能耗制动系统装置通过微机控制系统将自动测定线网空载电压值和吸收电压值，根据各个传感器检测信号综合判断线网上是否有列车处于再生电制动状态。一旦确认列车处于再生制动状态并需要吸收能量时，利用IGBT控制主回路的通断，消耗、吸收由于车辆制动引发网压升高的部分能量，并将这部分能量或通过电阻消耗变为热能。

电阻型再生制动装置由于原理结构相对简单、运行维护简便、系统相对稳定等优点。牵引变电站再生制动能耗装置是城市轨道交通供电控制系统的重要组成部分，对抑制地铁洞内温升、减少车载设备、减小车辆维修量带来了较大的便利。地铁、轻轨车辆制动采用车载能耗电阻制动模式， 对于车流密度不大的线路，再生制动功能得不到充分发挥，造成制动投入频繁，使得洞内或沿线闸瓦灰较多，严重污染环境，造成地铁隧道内温度不断升高。

5 结束语

城市轨道交通建设范围扩大、建设水平提高，加强城市之间的连通性，实现以大城市带动小城市经济发展，在轨道交通工程牵引供电系统中，通过应用智能牵引变电所提高供电可靠性，为电力机车提供可靠的动力来源。本文从功能特征、供电设备数据交互等方面分析智能牵引变电所的优势，提出基于智能变电所构建智能广域保护测控系统，以案例中的应用效果佐证论文的观点。

参考文献：

[1] 罗益.城市轨道交通牵引供电及电力技术分析[J].科技经济导刊，2019，26 （21）：81.

[2] 陈海山.城市轨道交通牵引供电及电力技术[J].工程技术研究，2019，（6）：105-106.

[3]程泽华，张凌云，黄明暘，等.城市轨道交通供电系统功能核验测试方案研究[J]. 现代城市轨道交通，2020，（3）：38-41.

[4]罗樟，丁智勇，黃鑫.浅谈城市轨道交通牵引供电系统的技术发展[J].中国新技术新产品，2020，（17）：60-61.

2102501705355