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城市轨道交通供电系统浅析【摘要】本文从城市轨道交通供电系统的功能、构成、以及系统的外部电源方案等方面对城市轨道交通供电系统进行了简述。在此基础上引入了城市轨道交通供电系统中压网络的概念，中压网络有两大属性：一是电压等级，二是构成形式。轨道交通配电作为轨道交通的重要构成部分，起着非常重要的作用。最后提出变电所综合自动化的重要性。【关键字】城市轨道交通，供电系统，中压网络，配电系统中图分类号：u213.2文献标识码：a文章编号：前言随着社会经济的不断发展，为了满足人民生产生活的需要，解决城市内部交通拥堵的现状，城市轨道交通正在我国蓬勃发展。供电系统是城市轨道交通中较为关键的系统之一，在项目设计阶段以及运行阶段需要得到人们的重视。本文简要介绍了城市轨道交通供电系统的主要功能和组成，以及城市轨道交通供电系统外部电源方案等问题。城市轨道交通供电系统简介1.城市轨道交通供电系统功能（一）全方位的服务功能（二）故障自救功能（三）系统的自我保护功能（四）防止误操作的功能（五）方便灵活的调度功能（六）完善的控制、显示和计量功能（七）电磁兼容功能2.城市轨道交通供电系统的组成城市轨道交通供电系统由主变电所、牵引变电系统以及变配电系统三部分组成。集中式供电中，根据功能对交通供电系统进行划分，可以分为：主变电所、外部电源、电力监控系统、牵引供电系统，而在分散式供电中，城市轨道交通供电系统可以分为：外部电源、牵引供电系统、(电源开闭所)、电力监控系统以及动力照明配电系统。三.城市轨道交通供电系统外接电源方式城市的轨道线路交通系统的外部供应电源方案需要根据城市的电力系统电网的不同构成而采用不同的供电方式，通常情况下可采用的有集中安装式、分散安装式、混合搭配式等不同的搭配形式。外部电源安装方案的确定方法：作为城市内部电网的特殊组成部分的城市轨道交通系统，其用电的线路范围多数在10km~30km。城市轨道交通供电系统外接电源方式，主要有集中安装式、分散安装式、混合搭配式等不同的搭配形式。但是在具体采用方式上，首先就是需要确定所需供应的电力负荷，然后再根据城市道路交通系统的发展规划中的路网规划、城市所处区域的电力电网结构特点、电网工程和路网工程的实际情况来进行综合从而确定方案。1.集中安装式供电方案城市轨道交通的路网沿线，依据运输工具所需的电力负荷和线路本身的特点架设专用的变电所，这种用沿途的主变电所来供电的设计称为集中安装式供电方案。一般来说主变电所供应的电压为110kv，经过变电所的降压处理后会变成35kv或10kv，从而供应下级变电所。集中安装式供电，可以让城市的轨道交通供电系统称为一个独立的电力系统，便于管理和维护。上海、香港、德黑兰等城市的地铁就是集中安装式供电。2.分散安装式供电方案城市轨道交通的路网沿线直接由城市电力电网引进电源，称为分散安装式供电。这种供电的电压一般是10kv等级。分散安装式供电系统在线路上需要保证每座变电所均获得双回路电源，同时要求沿线有足够的电源接入点和电力负荷。沈阳地铁、长春轻轨、大连轻轨、北京城铁、北京地铁5号线等都是分散安装式供电。3.混合安装式供电方案混合安装式供电是将前两种方式结合而产生的，一般来说是以集中安装式供电方式为主，在沿途的个别地段引入城市电网来进行电力补充，使整个供电系统更加完善。这就是混合安装式供电。北京地铁一线和环线、武汉轨道系统、青岛地铁南北线工程都是典型的混合安装式。通过中压电缆，纵向是把主变电所和牵引变电所、以及降压变电所连接起来，而横向则是把整个文线路的所有牵引变电所、降压变电所分别连接起来，就形成了中压网络。根据电网的用途不同，一般把为牵引变电所提供电力的的中压网络，称为牵引供电网络；同理，一般把为降压变电所提供电力的中压网络称之为动力照明系统。中压网络的属性特点：一是电压等级，二是构成形式。在供电系统中，中压网络不是其独立的子系统，但是它却可以成为供电系统的核心。它的设计牵扯到外部电源方案、主变电所的位置及数目、牵引变电所及降压变电所的位置与数目、降压变电所与牵引变电所的主接线等四.变电所综合自动化变电所综合自动化系统是对变电所供电设备进行故障保护、运行控制、状态采集、实时测量的微机化、网络化得智能保护测控系统。它以rtu、微机保护装置为核心，将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的控制、保护屏，能够降低变电所的占地面积和设备投资，提高二次系统的可靠性。变电所运行管理的模式是无人值班，但是实现变电所无人值班的技术基础是变电所中测量、监视、保护、控制等二次设备应具有高度的安全性和可靠性，变电所综合自动化系统是实现变电所无人值班的最有效途径。变电所综合自动化系统采用分散安装、分层结构、分布式功能配置既能满足上述要求又当前自动化发展潮流的体系结构，面对变电所通盘考虑，集继电保护功能、自动控制功能、测量表计功能、接口功能及系统管理功能为一体，完成对变电所的自动化管理。变电所综合自动化特征功能自动化，变电所综合自动化系统是一个技术密集、多种专业技术相互交叉、相互配合的系统。他综合了变电所内一次设备和交、直流电源及全部二次设备。（二）分级、分布式、微机化的系统结构。综合自动化系统的子系统和模块都是由系统内部的各种单片机来组成的。通常是采用分布式结构，通过本地网络连接起来。一个自动化系统一般由许多的微处理器工作，从而实现各种功能。（三）常规指针式仪表完全被显示器上的数字显示代替。（四）运行管理智能化智能化在实现自动化的同事可以进行自我故障的分析和维修。这对于提高变电所的管理便捷性和安全可靠性是非常重要的，也是常规的二次系统所无法实现的。常规的二次设备只能监视一次设备，而本身的故障必须靠维护人员去检查，本身不具备自我诊断能力。2.变电所综合自动化系统的组成（一）站级管理层站级管理层设备主要包括计算机控制设备、通信处理设备、印象报警设备等，在通信处理设备上设置与控制中心的接口、管理维护计算机接口。（二）网络通信层所有通信网络采用现场总线或以太网方式，通过组网完成所有数字化信息传输。（三）间隔设备层间隔层采用保护测控一体化设备，这不仅减少了保护与监控之间的接口，减少了故障点，而且系统集成度高，可靠性随之增加。同时保护测控一体化设备简化了与一次设备之间的接口，实现了数据信息共享，减少了硬件重复配置。间隔层设备通过与一次开关设备、tv/ta设备接口，完成对所内供电设备的控制、监视、测量及保护功能。间隔层设备由站级管理层设备管理，并通过所内通信网络实现所内集中监控、数据集中处理及远程通信功能。3.变电所综合自动化系统的优越性（一）提高供电质量，提高电压合格率。（二）提高变电所的安全、可靠运行水平。(三）提高电力系统的运行、管理水平。（四）减少变电所占地面积，降低造价，减少总投资。（五）减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减员增效。五.结束语综上所述，供电系统是城市轨道交通中较为关键的系统之一，目前城市轨道交通问题的供电问题经过数十年的建设与经营，已经基本解决了可靠性的问题。目前突出的问题是怎样根据城市轨道交通网络的总体规划和建设进度，对城市轨道交通网络的供电系统做网络化规划，打破既有线路供电系统各自为政的局面，充分利用轨道交通供电网现有和建设中的资源，以从系统的角度降低重复建设成本，使城市轨道交通更加健康有序的发展。参考文献:[1]宋奇吼,李学武,张云太《城市交通轨道供电》，中国铁道出版社,2009[2]刁新宏,李明华，《城市轨道交通概论》，中国铁道出版社,2010[3]柳明宇,毛克胜,李希岐，《牵引供电综合自动化技术》，西南交通大学出版社,2007[4]吴树强，城市轨道交通牵引供电方式的比较，《城市轨道交通研究》，1998[5]庞开阳，何江海.《广州地铁1号线供电系统》，2002[6]姚文俊，上海市地铁总公司发展战略研究，复旦大学