地铁轨道交通5号线供电系统及其安全性分析
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作者: 任冬申
[摘 要]本文主要对上海5号线路的轨道交通供电系统展开探究，并在着重分析外部电源供电方式和牵引供电系统制式的基础上，总结得出可有效提升地铁供电系统安全性的措施，希望通过本文的探究，能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。
[关键词]地铁轨道交通 供电系统 安全性
中图分类号：U270.38+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0271-01
我国经济近年来迎来了高速发展的黄金时期，城市的客运量逐渐的增多，在一些特大的城市，为满足客运的需求，开始大力的建设城市地铁。而在对地铁轨道交通进行建设的过程中，需要充分的考虑到供电系统设置和其安全性的问题，有效的采取相关的措施来对供电系统的运行进行安全保障，以防止重大安全事故的发生和经济损失的出现。
一、实例概述
上海轨道交通5号线，是上海轨道交通建成通车的第4条地铁轻轨线路，最早是在2003年开始试运行，该线路的总长度已经达到了17.2公里，车站设置总数为11座，其中还设置了一座换乘车站，而车辆的段数则为1段。现今，该线路又开始计划向南延伸，并且预计会在2017年正式进行通车，该线路向南延伸的路段均按照车站建设标准进行站台的设计，同时针对车站的站台也进行了4改6改造。通过这次延伸建设，可以使得列车的运能得到有效的提高。（见图1）
而要想使得上海轨道交通5号线建设得到顺利的开展，还需要充分的对轨道供电系统进行的外部供电方式的研究，同时要清楚了解牵引供电制式，并采取有效的措施来对供电系统的安全进行保障，从而使得地铁轨道交通能够顺利的运行，并切实有效的保障城市电网的运行安全。
二、城市轨道交通供电系统外部电源的供电方式分析
很多的城市地铁轨道均利用的是外部供电的方式作为电源供应，而这样的电源供应方式在表明，城市的电网建设情况与地铁轨道的供电情况有着密切的联系。这就要求城市电网与地铁轨道交通系统间能够确保高效的连接，并进行接口设置，这样可以在一定程度上保障供电系统可以正常的运行。供电系统中，接口是其重要的构成部分，因此，要合理的对外部电源供电进行选用。我国目前针对地铁轨道的供电方式，主要就有集中供电、分散供电以及混合供电三种形式，而混合供电相对来说在结构上较为复杂，而且需要配备的设备也较为繁琐，因此，很少采用这种方式供电。
采用分散的供电方式中，主要是在城市电网中，向开闭所中引入两条独立的电源，这种方式在表面上看是非常可靠并且稳定的，但是在实际运行中却会受到城市运行电网的影响。因为城市电网中的用户基本都是采用的10kv接入系统，而每个用户在运行中所产生的负荷是不同的，所以产生的影响也就不同。10kv电网在运行中是处于继电保护的中末端，所以说在地铁供电系统运行中，难免会受到用户的干扰，从而影响到地铁供电系统的可靠性。
在对供电方式进行选用的过程中，需要充分的考虑多个方面的因素，要尽可能的选择高效的供电方式，使得电网可以稳定运行。而就上述的三种供电方式来说，集中供电不仅具有加强的供电稳定性，而且在供电质量和效率上也相对较高，因此，这种供电方式较为常用。将集中供电应用于城市地铁轨道交通供电系统中，可以使得地铁的供电源处于稳定的状态，使得地铁能够安全的运行。
三、城市轨道交通供电系统中牵引供电制式分析
牵引供电制式是指轨道交通的供电系统向电动车组或电力机车供电所采用的电流制式、电压等级和供电方式。一个地区的轨道交通牵引供电制式，影响到整个线网的供电设施和车辆配置、城市景观、居民出行的方便、城市轨道交通工程建设的投资和效益等多方面，具有重要的社会意义和经济意义。
城市轨道交通和地铁的牵引供电系统通常均采用较低电压的直流供电制式，主要原因是：（1）由于直流制供电无电抗压降，因而比交流制供电的电压损失小；（2）电网的供电范围、电动车辆的功率都不大，均不需太高的供电电压；（3）城市轨道交通和地铁的供电路线都处在城市建筑群之间，供电电压不宜过高，以确保安全。基于上述原因，世界各国城市轨道交通的供电电压均在550-1550V之间，我国国标亦规定为750V和1500V。
近年来，由于交流变频调速技术的发展，车辆的牵引电动机已主动采用结构简单、运行可靠、价格低廉的鼠笼式交流异步电动机替代原先的直流电动机。在城市轨道交通中采用交流变频调速异步牵引电动机是一项新技术，也是牵引动力的发展方向，具有非常广阔的发展前景。
四、地铁轨道交通供电系统的安全运行保障措施
1、确保地铁轨道电调和市调的协调性
要合理的对地铁轨道的电调进行有效的管理，在开展管理的时候，需要针对地铁轨道电调与城市电网之间的电调进行有效的配置，保持两者处于平衡的状态，这样可以有效的确保地铁运行的安全。相较于其他的供电系统来说，牵引供电系统在运行上存在着一定的难题，负载的变化波动比较大，在针对供电实施管理的时候，主要采用是应用电力监控系统来实施管理。在运行管理上，要合理的针对电调进行侧重，并保持市调的稳定，这样才能够使得地铁实现平稳的运行。
2、要确保供电系统可以得到安全的管理
要针对供电系统进行有效的安全管理，构建建立健全的供电系统安全管理机制，确保地铁运营的安全性，现阶段，要想使得我国的地铁运行可以得到安全保障，就需要合理的进行应急处理机制的构建，同时要不断的对日常的安全维护制度进行建设，针对地铁可能出现的降级运行等紧急状况进行具体的分析，达到降级模式下系统安全和运能水平的平衡，结合演练工作，构建相应的演练机制，在此基础上，修订制定出完备的地铁供电系统分级安全预案，从而使得供电系统管理的安全性可以得到最大限度的提升。
3、树立安全第一，预防为主的理念
在地铁轨道交通供电系统中，主要包含的系统主要有检测系统、安全装置、消防设置以及信息传输系统等，针对这些系统在进行完善处理的过程中，需要严格的坚持安全第一，预防为主的主观理念。结合内线和外线来展开实时检测，将摄像头设置在牵引变电所中，从而可以针对变电所中出现的各种故障问题进行有效的监测。一般来说，在地铁供电系统中，所安装的安全报警装置主要是由内部报警按钮、智能烟感探头以及紧急照明系统等构成的。
当发生爆炸、火灾、毒气时，第一时间掌握现场情况尤为重要应急时应备有4个渠道：（1）FAS火灾自动报警系统；（2）无线电通讯；（3）有线电通讯；（4）站台内的CCTV视频传输系统
4、要定期对供电系统的配备设备进行有效的维护
要想使得地铁轨道交通供电系统可以保持长时间的高效运行，就需要针对相关的配套设备进行定期养护，通过严格对设备巡检、养护、试验，可以使得供电系统设备出现的故障问题能够得到有效的减少，降低故障所带来的影响。同时由于5号线设备投运已超过十年，供电系统中二次元器件等控制元件、机构已临近运行寿命周期，故障率有所上升，需要提倡设备状态分析评估和预防修相结合的方法，来补充传统的周期性维护更换和故障修，降低安全事故发生的可能，也可以使得牵引变电所中所包含的设备具备一定的完整性，确保其具备良好的实用性能，防止在灾害发生的时候，出现无法应用的状况，从而造成巨大的损失。
五、结束语
通过本文的分析可以充分的了解到，要想能够使得城市地铁轨道交通供电系统可以正常的运行，并保障安全，就需要充分的考虑到牵引供电系统制式以及外部电源供电方式选择的相关问题，并采取有效的手段来对地铁轨道交通供电系统的安全性进行保障和提升，针对既有的地铁交通网络系统结构进行合理的规划，充分的利用网络中的各项资源，减少成本的消耗，从而更好的推动地铁轨道交通的发展。
参考文献：
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[2] 高毅，熊列彬，史华伟，郑岗.城市轨道交通供电系统光纤纵差保护判据仿真研究[J].山东电力高等专科学校学报.2010（03）
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