兰州市轨道交通有限公司运营分公司 张 鑫

1 环网供电技术概述及其技术实施原则

供电系统中，环网供电技术的实现需将配电网络进行精简，提高电缆使用率、减少电缆数量，并将更多的供电能源输送至中心负荷点。环网供电技术在机械故障的出现概率方面控制较好，频率非常低，同时相关设备中设置一定数量的开关装置，一旦出现问题能够在第一时间关闭、调整，及时恢复正常供电，以此保证供电系统顺利运作。地铁供电系统内部的主干线的形式为环形线路，该线路能够起到连续配电线路的作用，若电路处于运行状态下，起点、始点都归属于同一组母线，以这种方式能够形成一个闭合回路，整体的控制效率和控制效果都较为突出。

环网供电技术的应用期间，为确保供电系统可达到一定的规范性、安全性、灵活性，需对单母线进行分段，完成后将环路的各个端口与各个母线进行连接。为保证地铁供电系统的正常运作，首先应确保环网供电稳定性，设置保护电流和纵差等方面的装置或设备。当前阶段该供电系统中较为常见的供电技术通常有开环供电技术、闭环供电技术，需结合实际情况选择适配度最高的技术。闭环供电技术的应用特点是可不间断供电，保障地铁运行的持续性，由于地铁的运作时间较长，使用频率非常高，所以在该系统中闭环供电技术的运用较为常见。

将两个电缆的单环网集为一组即为电缆双环网，双环网充分利用二次电缆的线路运行特点，将单环网供电时由于电缆、供电设备及电缆等方面的装置故障所产生的停电问题予以高效解决。在供电系统中，变压器带有50%的负荷，且该装置分别连接至不同系统。这种连接方式具有相当高的供电灵活特点与供电稳定性，能最大程度地保障用户持续用电，保证供电持久性。双环网线中的任意一段线路或环网单元出现故障时，仍可保障不间断供电[1]。

在进行环网供电线路的铺设过程中，为确保不同线路间能起到相应的互补作用，应将此线路进行合理分段，科学设置线路的分段数量与具体的分段位置，避免因线路的局部故障问题而造成供电系统的非正常运作，降低供电系统的崩溃概率，减少断电带来的经济损失。在对主干线路进行分段设置的过程中，需确保地铁的用电量和用电负荷间能够达到一定均衡性，确保其平均分配，同时在配电线路内部需增设自动化装置或设备，一旦用电线路产生任何故障，电力系统可通过自动化装置将故障区域自动隔离，避免影响其他区域，保障非故障区域的正常供电。

除主干线路外，还需对供电线路的分支干道进行设置，并增设多层开关装置，分离故障区域，减少故障区域对主干线的影响作用。配电设备若想保障其高效性、减少系统故障问题，需定期对系统开展维护作业，及时更新、升级系统，并对供电系统的运作情况予以远程实时监控，确保能够第一时间发现并处理运作故障，从根本上提高供电可靠性，为地铁的安全运作打下基础保障。

2 运用环网技术的关键要点分析

可靠、稳定的供电系统能有效保证地铁的运行效率，这也是整个地铁系统中确保各类用电设备正常运作的关键基础。基于此，应明确环网供电技术的应用要点，逐步提高地铁供电系统的综合水平。在环网供电系统中，该技术的实现主要通过中压电缆，纵向方面将上级的主变电所与下级的牵引变电所进行有效连接，横向方面将全线中的各个牵引、降压变电所之间连接，使其起到输电线路的功能，为电力系统的顺畅运作提供保障。

在环网供电系统中，不同的用电点都需连接两路电源，这样才能形成环形电网。该技术的高效应用能在很大程度上保障供电系统和地铁的正常运作，减少停电现象的出现，通过这种方式能将电力进行有效调节并降低失误几率。一旦供电期间出现故障能及时通过SCADA 系统对故障部分进行监控和警报，以便相关人员能在第一时间处理和解决供电问题，保障该区域的正常供电，现阶段环网供电技术的具体情况如表1。

表1 地铁环网供电

首先，在主变电所方面，为确保环网供电技术的应用高效性，地铁供电系统运作部门需根据实际情况和运作规范需求、将供配电系统的各类运作参数合理设置，一般地铁附近的主变电所在构建方面需将电路分段，并按照科学的方式引进线路，提供供电的便捷性。

其次，在中压网络的设置方面，主变电所以及牵引、降压变电所间的连接需通过中压网络来实现，为确保中压网络的衔接性和稳定性，在参数等方面的设置过程中需保证此类线路符合安全、低消耗、稳定等特点，确保供电系统的应用环境良好，只有这样才为环网技术的开展打下稳定基础。牵引供电系统的设置也是环网供电技术的应用要点，在地铁线路供电系统中，地铁的实际运行需求在一定程度上需牵引系统的敷设来实现，所以该环节的敷设质量十分关键。为保障地铁在运行过程中能够达到一定的服务质量，一定要确保沿线系统的敷设质量，通过这种方式将牵引变电所与其他部分建立有效连接，共同促使环网供电系统发挥出真正职能。

最后，在供配电系统的设置方面，供配电系统是环网供电技术的运作关键，只有该系统保证稳定的运作，才能为地铁正常运作提供稳定的能源输出。所以配电系统的供电功能需要达到一定的完整性，并确保系统内部的各个功能能够正常实现，促使地铁正常运营[2]。

3 环网供电技术应用实践分析

环网供电技术的应用范围有所不同，使得该技术在各个应用环境下所具有的功能也有一定的差异性。其中牵引供电网络在环网中主要是为牵引变电所提供电力资源，在环网中的动力照明系统是为降压变电所提供电力资源。我国部分城市的交通工程在供电形式方面通常采取牵引动力照明的混合网络或独立网络。首先，牵引动力独立网络系统在电压等级方面局限性较小，电压等级可设置为不同级别，这是由于牵引和动力照明两个网络之间的独立性较强，互相的影响微弱；其次，牵引动力混合网络所采取的电压等级要求是同一级别，需通过公用电缆为牵引、降压两方面变电所提供相应的电能。在集中供电系统的运作中，牵引和动力照明两种网络需采取相对独立方式、形成独立网络，也可形成混合网络。在分散供电系统中需采取混合网络。

3.1 环网接线

在该技术应用期间，连接环网线路时需使两个独立网络（牵引与照明）之间建立连接，连接牵引变电和单母线，确保短路负载装置能够负责进线、出线的输电职能。同时还需连接独立电源与相同变电站内的母线。

在城市地铁的运作过程中以线状方式布设用电负荷，并以此确定环网供电形式，最后科学设置使用电压的具体等级。在负荷力矩的数值设置方面，尤其在集中式供电模式下，10kV 电压与35kV 电压相比会受到较大的供电距离限制。基于此，应将牵引和动力照明供电系统独立设置，建立各自的中压网络，这样才能有效降低10kV 环网供电模式下所产生的负荷力矩。若电压等级不同，那么输压、变压环节则呈多样性变化趋势，使得变压器装置和配电线路之间的耗损越来越大[3]。

3.2 中压网络系统

供电系统中的中压交流网络的应用可形成独立网络或混合网络。当牵引网络和动力照明网络分别以独立网络形态存在时，这两个网络的供电电压可设置相同或不相同级别均可。在供电系统的中压网络设置环节，需充分结合地铁的运行情况进行设计，牵引网络与动力照明网络二者可作为互相的备选线路，以有效降低线路故障时的影响，确保其中一条线路能够正常运行，承担一级负荷与二级负荷的供电工作。在线路的尾端需将电压的损失值控制在5%以内。

环网供电技术若想确保各独立线路间的运作灵活性，需在设置方面遵循以下原则：首先，供电系统的建立应达到一定的经济性特点，接线流程简单并具有相应的运作灵活性；其次，供电系统和牵引网络的供电容量必须根据距离、高峰时间等实际情况进行合理设计，并保障独立电源之间能够互为备用，减少故障导致的断电情况，保证供电的持续性；环网供电设备的容量需达到相应的负荷规定。若主变电所的运作状态正常，那么环网系统依旧可确保城市地铁正常运行。这种情况下环网供电系统不需考虑故障时间，只需考虑相同的牵引变电所和主变电网络同时发生故障的情况[4]。

3.3 后备线路的敷设环节

在环网供电系统的运作过程中，为确保供电质量能够显著提高，在设计时需充分遵循地铁供电系统特点，敷设供电线路的后备线路，保障供电系统能够正常运作。后备线路的高效敷设能促使整个线路系统达到相应的完整性，以此实现提高供电系统运作安全性和稳定性。在闭环作业的情况下，供电系统因故障导致停电的次数将会大大减少，同时电力资源的调度流程的精简化设计能够降低调度失误率，降低线路的敷设成本，这也是提高该系统维护质量与效率的路径之一。

3.4 牵引与动力照明独立网络的连接

在独立网络的连接形式中，牵引变电所的主接线是一条单母线，其变电所的进线和出线都需通过断路器实现。牵引变电所内部独立电源都是来源于相同变电所的不同母线，也就是说这两个主变电所之间的连接与牵引变电所的独立电源都是源于不同类型的主变电所。在城市地铁线路中用电负荷线路均呈线状展开分布，所以电压的具体等级和供电形式的选择能够决定最终的供电质量。在集中供电系统内部，电压的具体数值会受到供电距离影响，所以牵引及动力照明两个系统均需设置独立中压网络系统，通过这种方式能有效降低环网技术的负荷力矩，同时需两种电压级别，避免单一电压造成变压器、配电线路等装置的损耗，增加维护成本。

3.5 混合供电网络的连接

对于集中式系统而言，若牵引和动力照明两个独立网络均采取相同电压等级，这种情况下便可选用混合供电网络形式。通过这种接线方法，使得所有供电分区都能在主变电所区域中的不同母线周边、就近引入中压电源，其中中压网络的接线方式可采取双线环网方式，同时牵引、降压的混合变电所与牵引变电所在主接线方面采取更为独立的分段式单母线和分段开关，有效降低局部电路故障所产生的影响。降压变电所主接线的连接方式可采取单母线和分段开关模式，也可直接选用单母线方式、取消分段开关。混合网络所选取的电压等级通常为10kV，虽然涉及到的装置和设备成本较低，但仍有低负荷力矩的缺陷，使得该部分的供电距离较短[5]。

4 结语

总的来看，在城市交通运输水平不断提高的基础上，地铁交通工具的高效运作为人们提供了很多的便捷，也为地面上方的交通拥堵情况起到了一定的缓解、改善作用。为确保城市地铁的正常运作，需保证供电系统各部分功能的稳定性。环网供电技术的高效应用，能够在很大程度上减少额外线路的敷设成本，维护工作的开展也较为方便，整个供电系统都能达到相应的稳定性需求。基于此，做好环网的接线工作，促进供电系统稳定发挥职能。