城市轨道交通柔性直流牵引供电技术应用研究.docxVIP

城市轨道交通柔性直流牵引供电技术应用研究

摘要：城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。轨道交通是近些年国内逐渐兴起的交通工具，相较于汽车、公交等系统，轨道交通噪音低、污染小，且不会出现拥堵问题，能够大大改善城市居民出行质量。因此非常适用于国内交通质量存在缺陷的大中型城市。作为城市交通网中的重要一环，在国内城市化及人口数量不断增加的同时，越来越多的城市开始引入了轨道交通方式。轻轨、地铁等交通工具在改善交通压力的过程中，发挥出了很大的作用。

关键词：城市轨道交通；直流牵引供电系统；技术

引言

随着城市化进程的不断加快，推动了城市轨道交通的进一步发展。而城市轨道交通的运行离不开牵引供电系统。城市轨道交通变电和接触网用电，一般是使用直流1500V的供电方法。使用这种充电方法的原因是可以进行双边供电。

1城市轨道交供电系统的构成与功能

1.1直流牵引供电系统

城市轨道系统依靠直流牵引供电系统输送电能，如果没有电能的支持，城市轨道系统将陷入瘫痪。城市轨道相较于其他轨道而言既有着一定的相似，不过也有着些许的不同。因此并不能直接将其他轨道系统的设计方案套用到城市轨道建设。虽然城市轨道于近些年才在我国开始流行，不过在国外已经有了很多的运营实验与研究数据。目前国内外最常见的供电系统主要包括直流1500伏与交流25千伏两种。国内经常将两种供电模式联络，称为双制式供电。牵引供电目的是为地铁、轻轨、电动机车供电，用牵引网络完成电流输送。直流1500伏供电采取的是双边供电。如线路出现故障则需要加强双边供电应用，实现跨区供电。此外直流供电因使用杂散电流，因此能够实现分散输送目的，实现远距离电流传输。不过受限于自身变电模式影响，直流1500伏供电实际供电距离较短，且供电传输率较慢。因此这种供电系统并不具备供电竞争优势。交流25千伏供电使用的连接方式为电压—电压。变电所配备多部两部变压器，用单项变压，组成开口三角结构，一端接入电网端口，另一端接入低侧公共端。因这种供电系统长时间处于被动状态，所以接触压力较大，会对供电设备造成较为明显的磨耗。当前国内城市轨道研究集中在保护及安全系统，借助于对主要技术原理进行实验研究，为国内轨道建设与设计提供数据帮助。

1.2城市轨道交通直流牵引供电系统的构成

和其他的轨道交通相同，城市轨道交通供电系统的主要构成部分分别为外部电源、主变电所、中压供电网络、牵引变电所、接触网（或接触轨）、降压变电所、动力照明配电系统、杂散电流腐蚀防护系统、防雷及接地系统以及供电车间等。其中直流牵引供电系统中又包括了接触轨和牵引变电所，而动力照明配电系统和降压变电所共同组成了动力照明配电系统。

1.3直流牵引供电系统功能

城市轨道外部电源由城市变电所及轨道变电所间的高压线组成。通过外部电源，城市轨道交通能够从城市电网系统中取得相应的电源。之后电网向主变电所输送高压电源，通过降压分配为城市轨道输送电力。中压供电由主变电所、牵引变电所、降压变电所组成。牵引变电所将主变电所输送的电压降压，并输送至直流牵引供电系统，转化为城市轨道用直流电能。降压变电所将中压电流转化为除动力照明以外所有城市轨道所需电流。在城市轨道供电系统中，轨道运行时的各种供电数据整理、搜集与分析由电力监控完成，是城市轨道电力控制中心。

2城市交通轨道发展现状

在城市轨道交通当中，必不可少的就是高压供电系统，这是所有电气设备能够正常运行的重要基础。由于，城市轨道交通高压设备运行环境相对复杂，而且，高压设备在轨道交通运输当中作用重大，因此，需要保证高压设备能够正常运行。所以需要加强对高压供电设备的维护管理，采取科学合理的措施，构建完善的管理制度，提高相关工作人员的维护管理意识，提高人员综合素质水平，构建高素质维护团队。在此过程中，坚持遵守预防为主的原则，并以此为基础，制定科学的管理计划和维修管理制度，确保高压供电设备检修工作能够有效落实，从而实现高压供电设备故障问题的及时处理，保证高压供电设备稳定运行。城市轨道交通高压供电可以根据其功能的不同划分为2部分，即电力机车牵引负荷和车站区间控制中心用电负荷。而随着城市轨道交通自动化程度和信息化程度的不断提升，对于城市轨道交通的运行安全有了更高的要求，而其中最为主要的就是要保证城市轨道交通供电稳定性。在城市轨道交通当中，主要的运行方式是直流牵引供电系统和交流牵引供电系统。本文将对城市轨道交通直流牵引供电系统进行重点分析。

3城市轨道交供电系统技术探讨

3.1直流牵引供电系统接地技术和保护配置

因为城市轨道交通中的直流牵引供电系统中存在严重的迷流问题，所以必须要能够在机组的直流负极和正极中设置对地绝缘保护。如果让轨道交通中供电系统中的负极直接接地，直流电源的负极很容易出现通过地网回流迷流回路，这样不仅会很大程度减低迷流回路的电阻，而且还将会对相关的金