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淺談環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)地鐵供電中的應(yīng)用論文
城市化進(jìn)程的不斷加快， 城市的發(fā)展速度的提升，城市中人口的總數(shù)越來越多，交通擁堵現(xiàn)象愈加嚴(yán)重。而為了更好的解決這一問題， 各城市都在大力的開展以地鐵為基點(diǎn)的公共交通事業(yè)建設(shè)。該文主要就地鐵供電系統(tǒng)中存在的一些關(guān)于環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的應(yīng)用問題進(jìn)行一些討論， 并提出了一些自己的意見和建議， 旨在為地鐵環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供一些參考。
1 環(huán)網(wǎng)供電概述
( 1 ) 環(huán)網(wǎng)供電的概念。城市的地鐵主干線一般采用環(huán)形線路， 這種線路是一個連續(xù)的配電線路，能夠形成閉合的環(huán)形電路，它的起點(diǎn)和終點(diǎn)是在同一組母線上連接的，而為了增加運(yùn)行過程中的靈活性，往往在每個區(qū)段內(nèi)都會設(shè)置各自的斷路器， 通常情況下， 我們采用分段斷路器將母線分為兩段， 再將兩個端口連接在線路保護(hù)器的兩端，線路保護(hù)器是一種縱差保護(hù)電路，這種保護(hù)器在線路發(fā)生故障時， 能夠通過保護(hù)器將故障電路從主線路中隔離出來，而不會影響到其他正常部分的電路工作。
( 2 ) 供電方式。環(huán)形電網(wǎng)可以劃分為兩種運(yùn)行形式，即開環(huán)運(yùn)行和閉環(huán)運(yùn)行，而地鐵中的供電系統(tǒng)主要是以閉環(huán)運(yùn)行來展開的。這樣可以將閉環(huán)供電不間斷供電的特性發(fā)揮出來。而對于繼電保護(hù)裝置來說，由于其在裝置的整定方面存在較大的困難， 所以通常采用開環(huán)運(yùn)行。如果嚴(yán)格按照規(guī)定， 對于開環(huán)點(diǎn)的選取是要經(jīng)過一系列的計(jì)算和設(shè)計(jì)之后才能夠確定的， 但是在實(shí)際的工作過程中， 我們是選取環(huán)網(wǎng)干線的中間位置來展開開環(huán)點(diǎn)的設(shè)置，如此一來，開環(huán)點(diǎn)就可以很好地將故障點(diǎn)隔離開來，現(xiàn)如今，我們國內(nèi)的中壓( 1 0～3 5kV)環(huán)形電網(wǎng)都采用的是開環(huán)的運(yùn)行模式。
2 常見的地鐵供電方式
( 1 )采用集中式的供電方式。由于地鐵線的長度過長，而電容量又受到限制，所以就必須在地鐵站內(nèi)建立專門的供電站， 這一供電站要承擔(dān)向地鐵中的中壓環(huán)形電網(wǎng)供電的責(zé)任。這種供電方式的好處是:供電不容易受到外界因素的影響， 具有較高的可靠性;供電站內(nèi)有專用的載調(diào)壓變壓器，能夠?yàn)橐恍⿲Ｓ秒娐愤M(jìn)行供電， 供電的質(zhì)量比較好;進(jìn)行調(diào)度管理時，具有較強(qiáng)的自由度，當(dāng)具有了優(yōu)良的調(diào)度管理體系之后，地鐵供電站所具有的高效性和可靠性的效能就可以最大的發(fā)揮出來; 該供電方式的檢修工作相對來說比較簡單， 所涉及到的建設(shè)工程量比較小，比較容易實(shí)現(xiàn)。而缺點(diǎn)在于:投入的資金量比較大，對于整個地鐵站內(nèi)供電系統(tǒng)的調(diào)度統(tǒng)籌要求比較高。
( 2 )采用分散式的供電方式。由于地鐵沿線所引入的城市電網(wǎng)電源比較多， 而區(qū)域內(nèi)的變電所對地鐵車站內(nèi)采用直接降壓的方式來完成供電的供電方式。這種供電方式的優(yōu)點(diǎn):投入的資金數(shù)量比較少，能夠方便的實(shí)現(xiàn)城市電網(wǎng)的同意規(guī)劃和管理。而所存在的缺陷就是: 正常的供電過程容易受到其他的外界因素影響。由于與城市電網(wǎng)的連接較多， 這就加大了城市電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃和管理的難度， 如果出現(xiàn)供電故障則難以獲取較為合適的解決辦法; 而整流機(jī)在工作的時候會產(chǎn)生大量的告辭諧波， 這也會對城市電網(wǎng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響。
( 3 )采用混合式供電方式。將集中式和分散式的供電方式進(jìn)行有效的結(jié)合所形成的一種全新的供電方式。其主要有兩種形式: ①將集中式和分散式的供電方式進(jìn)行并聯(lián)，然后在整個地鐵環(huán)線的供電網(wǎng)中， 一部分采用集中式供電， 另一部分采用分散式供電; ②對地鐵站的中壓環(huán)線中主要采用集中供電的辦法進(jìn)行供電， 而將集中供電站變?yōu)榉稚⒐╇娬镜娜‰婞c(diǎn)， 從而建立起分散式供電站的完整體系。
3 環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)在地鐵供電系統(tǒng)中的應(yīng)用
3 . 1 環(huán)網(wǎng)接線
我們常說的“ N- 1安全原則”是電網(wǎng)在供電過程中必須滿足的一個基本原則， 并且在實(shí)際工作中我們是通過對電網(wǎng)的接線方式和設(shè)備的運(yùn)行率的調(diào)整來完成電網(wǎng)的安全運(yùn)行的。傳統(tǒng)的電網(wǎng)接線方式是單環(huán)網(wǎng)的接線方式，這種方式的供電網(wǎng)絡(luò)，一旦出現(xiàn)線路故障， 就必須花費(fèi)大量的時間和經(jīng)濟(jì)，進(jìn)行人工倒閘、維修，然后才能夠恢復(fù)供電，基于此，我們可以發(fā)現(xiàn)這種方式的供電手段的穩(wěn)定性相對來說較差， 根本不能滿足現(xiàn)階段鐵路運(yùn)行的基本需求。而在地鐵供電系統(tǒng)采用了雙環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò)之后，由于有兩個獨(dú)立的平行電源，即便是一個電源出現(xiàn)了問題， 也不會影響到另一個備用電源的正常供電， 這種采用并聯(lián)的方式將兩個電源或者一個電源的不同母線連接起來的接線方法可以很好的保證地鐵供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)整個供電系統(tǒng)正常工作時，所有的開關(guān)都處于打開的狀態(tài)，而當(dāng)某一路段的供電線路出現(xiàn)問題時， 即刻通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換， 將線路負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另外一個供電線路上， 以保證地鐵供電系統(tǒng)的正常。由此可見，利用合并開關(guān)的方式，將線路的故障控制在某一個封閉的單元內(nèi)部，而不影響其他路段的正常供電， 這種方式可以極大地提升供電的可靠性。這種始終留有備用線路的接線方式可以保證， 當(dāng)工作線路出現(xiàn)問題時， 可以采用備用線路完成正常的供電任務(wù)，如此一來，將地鐵供電的可靠性提升到了一個全新的層面之上，更提升了線路的綜合利用率。
3 . 2 地鐵中壓交流環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)
為了達(dá)到調(diào)度方便，運(yùn)行穩(wěn)定的目的，在設(shè)計(jì)供電網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)當(dāng)做到以下幾點(diǎn):
( 1 )線路的連接一定要盡可能的簡單， 運(yùn)行過程要盡量靈活可靠，并具有較高的經(jīng)濟(jì)性;
( 2 )對于供電網(wǎng)絡(luò)的線路容量設(shè)計(jì)時，應(yīng)當(dāng)留有一定的容量空間;
( 3 )地鐵供電系統(tǒng)的線路應(yīng)當(dāng)按照最高標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)， 而且要留有備用線路;
( 4 )當(dāng)電網(wǎng)中的負(fù)荷達(dá)到了最大值時， 必須保證所有的設(shè)備能夠正常工作，而當(dāng)某一條線路發(fā)生故障，并且在備用線路承載了最大負(fù)荷的情況下， 供電系統(tǒng)也要能夠正常工作。一般來說，當(dāng)牽引變電所出現(xiàn)故障時， 由主變電所來完成整個電網(wǎng)的供電任務(wù)，同樣的，當(dāng)主供電所出現(xiàn)故障時，有牽引變電站完成供電。而如果牽引變電所或者主變電所同時發(fā)生故障， 也要保證地鐵供電系統(tǒng)的正常供電。
4 結(jié)語
在整個地鐵環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中， 每一個用電點(diǎn)都有兩路和電源連接， 從而形成環(huán)形電網(wǎng)，提升了供電的可靠性，有助于改善電壓的超負(fù)荷情況，減少電路出現(xiàn)的損失。而當(dāng)前，必須提升相關(guān)產(chǎn)品的制造水準(zhǔn)，開發(fā)出多種產(chǎn)品， 在設(shè)計(jì)中留有較大的改造余地， 從而促進(jìn)整個環(huán)網(wǎng)技術(shù)在地鐵供電系統(tǒng)中的發(fā)展和普及應(yīng)用。
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