地铁轨道交通供电系统及其安全性分析

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　　摘要：在经济发展以及城市化进程加快的背景下，我国的城市经济得到了快速的发展，大量的人口涌入城市，生活节奏也在加快，所以传统的交通方式已经无法满足时代的发展需求，地铁交通在这种形势下应运而生。地铁交通具有很多的优势，既可以节约资源，同时又方便快捷。在地铁交通运行方面，供电系统是重要的基础保障，同时对供电的安全性有严格的要求，需要稳定可靠的供电系统来保障线路的正常运行。
　　关键词：地铁轨道;供电系统;安全性
　　中图分类号：U231文献标识码： A
　　引言
　　进入21世纪，随着我国经济的快速发展以及城镇化的大力推进。城市客运量大幅增长，在一些特大城市单纯采用常规公共交通系统已不能适应我国城市发展的实际需求运输效率更高的城市轨道。交通建设步入快速发展阶段，同时地铁交通在资源节约、环境保护和舒适、安全、快捷等方面存在很大的优势。供电系统是地铁交通的重要组成部分，地铁要正常运行，就需要供电系统安全可靠地供电，一旦供电系统发生故障，将使整条线路失去运营能力，将会造成重大经济损失。
　　一.内地铁轨道交通线网规划概况
　　根据世界上地铁轨道的建成情况进行分析，基本都是为了解决交通拥堵问题而建的。世界上的第一条地铁建成时，使用的还是蒸汽式机车，因为电力尚未普及，在中国北京的第一条地铁建成投运以后，在随后的时间里，中国的各个城市都在积极的建设地铁，为了有效的提高城市的交通运输能力，以适应城市的发展需求。在如今的地铁交通运行方面，供电系统是保证地铁稳定运行的基础前提，对于地铁的稳定运行具有重要的意义。所以应该对供电系统的安全性以及可靠性不断的研究，以确保地铁的正常稳定运行。
　　二.外部电源供电方式
　　如果地铁轨道采用外部电源供电的方式，那么和城市的电网建设有重要的联系，需要在城市电网与地铁轨道交通系统之间进行接口处理，对于供电系统的稳定运行具有重要的意义，是供电系统中的重要组成部分，所以在选择外部电源供电的过程中，要谨慎对待。在现阶段我国地铁的供电方式中，主要有三种类型：集中供电、分散供电以及混合供电。在这三种方式中，因为混合供电的结构比较复杂，其中的运行设备比较繁琐，并且在网压方面有不同的需求，在调度以及管理方面非常不便，所以一般不会采用。
　　在选择供电方式时，应该综合多方面因素来考虑，从地铁运行的可靠性以及对城市电网的影响等全面考虑，选择综合质量高的供电方式对地铁的稳定运行有重要的影响。在三种供电方式中进行比较分析，对于供电的可靠性、供电质量和效率、对电网的管理以及施工程度来讲，集中供电都具有很大的优势，所以在现阶段我国的地铁供电系统中基本上都采用集中供电。其主要优势表现如下：a、在集中供电系统中，由于进线的电压较高，所以对电气设备的绝缘性有很高的要求，继电保护装置的配置也就有所提升，这样一来，电气设备发生故障的几率有所下降，提高了供电系统的可靠性；b、因为地铁交通的供电系统需要和城市的供电网进行连接，所以互相之间会有干扰的存在，但是集中供电会减少主变电所和城市电网之间的接口，所以城市中的电网运行负荷对于地铁的供电系统影响较小，提高供电的可靠性；c、在供电系统发生故障的情况下，如果一座主变电所无法运行，那么可以启动另外一座主变电所，为地铁的运行提供电源，保证了地铁的稳定运行。
　　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。
　　三.牵引供电系统的制式
　　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，不推荐600V电压等级。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.提高地铁供电系统安全性方法
　　1.地铁轨道电调与市（地）调的协调
　　在对地铁轨道的电调进行管理的过程中，还应该合理的协调好和城市电网的电力调度，只有实现二者的平衡发展，才能保证地铁的安全运行。牵引供电系统的运行状况比较复杂，对地铁进行的供电管理中都是由电力监控系统来完成的。因为在地铁供电系统的主变电所中是由两个系统的接口组成的，所以在对其运行管理方面，也要从两个方面入手。应该充分的保证电调与市调的稳定运行，才能够为地铁的稳定运行提供基础的保障。
　　2.完备的供电系统安全管理制度
　　规范完备的供电系统安全管理制度是实现地铁运营安全的基础。目前从保障我国地铁安全运营的实际情况来看，急需建立地铁灾害应急处理制度、地铁设施设备日常安全维护制度、地铁紧急状况定期演练机制及国民地铁供电系统安全教育计划。
　　3.完备的供电系统检测系统、安全装置、消防设施和信息传输系统地铁供电系统也要严格贯彻“安全第一，预防为主”的方针。对于内和线路情况进行实时检测就是一项重要手段，在牵引变电所内安装摄像头，可以检测到任何牵引变电所故障情况。地铁供电系统安全装置一般包括所内报警按钮、智能烟感探头、紧急照明和通风系统。消防设施包括灭火器、自动水喷淋装置和排烟装置等。
　　当发生爆炸、火宅、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火宅自动报警系统；（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.对供电系统设备设施的日常维护
　　保持地铁供电系统长周期的正常运行，要求对各类设施设备及时维护保养，以减少随即故障的影响。从防灾、抗灾的角度来讲，日常安全维护制度还要确保牵引变电所内设备的完备性，灭火装置的充分性及可用性。
　　结束语
　　地铁轨道交通供电系统是一个牵涉到多种技术领域，由多种没备、多种硬软件、多种设施组成的复杂系统。目前地铁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地铁轨道交通网络的总体规划和建设进度，对地铁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，使地铁轨道交通更加健康有序的发展。
　　参考文献
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