淺談環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)地鐵供電中的應用論文
城市化進(jìn)程的不斷加快， 城市的發(fā)展速度的提升，城市中人口的總數越來(lái)越多，交通擁堵現象愈加嚴重。而為了更好的解決這一問(wèn)題， 各城市都在大力的開(kāi)展以地鐵為基點(diǎn)的公共交通事業(yè)建設。該文主要就地鐵供電系統中存在的一些關(guān)于環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的應用問(wèn)題進(jìn)行一些討論， 并提出了一些自己的意見(jiàn)和建議， 旨在為地鐵環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的實(shí)際應用提供一些參考。
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(xiàn)一般采用環(huán)形線(xiàn)路， 這種線(xiàn)路是一個(gè)連續的配電線(xiàn)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(xiàn)上連接的，而為了增加運行過(guò)程中的靈活性，往往在每個(gè)區段內都會(huì )設置各自的斷路器， 通常情況下， 我們采用分段斷路器將母線(xiàn)分為兩段， 再將兩個(gè)端口連接在線(xiàn)路保護器的兩端，線(xiàn)路保護器是一種縱差保護電路，這種保護器在線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)， 能夠通過(guò)保護器將故障電路從主線(xiàn)路中隔離出來(lái)，而不會(huì )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)可以劃分為兩種運行形式，即開(kāi)環(huán)運行和閉環(huán)運行，而地鐵中的供電系統主要是以閉環(huán)運行來(lái)展開(kāi)的。這樣可以將閉環(huán)供電不間斷供電的特性發(fā)揮出來(lái)。而對于繼電保護裝置來(lái)說(shuō)，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(kāi)環(huán)運行。如果嚴格按照規定， 對于開(kāi)環(huán)點(diǎn)的選取是要經(jīng)過(guò)一系列的計算和設計之后才能夠確定的， 但是在實(shí)際的工作過(guò)程中， 我們是選取環(huán)網(wǎng)干線(xiàn)的中間位置來(lái)展開(kāi)開(kāi)環(huán)點(diǎn)的設置，如此一來(lái)，開(kāi)環(huán)點(diǎn)就可以很好地將故障點(diǎn)隔離開(kāi)來(lái)，現如今，我們國內的中壓( 1 0～3 5kV)環(huán)形電網(wǎng)都采用的是開(kāi)環(huán)的運行模式。
2 常見(jiàn)的地鐵供電方式
( 1 )采用集中式的供電方式。由于地鐵線(xiàn)的長(cháng)度過(guò)長(cháng)，而電容量又受到限制，所以就必須在地鐵站內建立專(zhuān)門(mén)的供電站， 這一供電站要承擔向地鐵中的中壓環(huán)形電網(wǎng)供電的責任。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;供電站內有專(zhuān)用的載調壓變壓器，能夠為一些專(zhuān)用電路進(jìn)行供電， 供電的質(zhì)量比較好;進(jìn)行調度管理時(shí)，具有較強的自由度，當具有了優(yōu)良的調度管理體系之后，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(lái); 該供電方式的檢修工作相對來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單， 所涉及到的建設工程量比較小，比較容易實(shí)現。而缺點(diǎn)在于:投入的資金量比較大，對于整個(gè)地鐵站內供電系統的調度統籌要求比較高。
( 2 )采用分散式的供電方式。由于地鐵沿線(xiàn)所引入的城市電網(wǎng)電源比較多， 而區域內的變電所對地鐵車(chē)站內采用直接降壓的方式來(lái)完成供電的供電方式。這種供電方式的優(yōu)點(diǎn):投入的資金數量比較少，能夠方便的實(shí)現城市電網(wǎng)的同意規劃和管理。而所存在的缺陷就是: 正常的供電過(guò)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)統一規劃和管理的難度， 如果出現供電故障則難以獲取較為合適的解決辦法; 而整流機在工作的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生大量的告辭諧波， 這也會(huì )對城市電網(wǎng)的正常運行產(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(gè)地鐵環(huán)線(xiàn)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(xiàn)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)在地鐵供電系統中的應用
3 . 1 環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)
我們常說(shuō)的“ N- 1安全原則”是電網(wǎng)在供電過(guò)程中必須滿(mǎn)足的一個(gè)基本原則， 并且在實(shí)際工作中我們是通過(guò)對電網(wǎng)的接線(xiàn)方式和設備的運行率的調整來(lái)完成電網(wǎng)的安全運行的。傳統的電網(wǎng)接線(xiàn)方式是單環(huán)網(wǎng)的接線(xiàn)方式，這種方式的供電網(wǎng)絡(luò )，一旦出現線(xiàn)路故障， 就必須花費大量的時(shí)間和經(jīng)濟，進(jìn)行人工倒閘、維修，然后才能夠恢復供電，基于此，我們可以發(fā)現這種方式的供電手段的穩定性相對來(lái)說(shuō)較差， 根本不能滿(mǎn)足現階段鐵路運行的基本需求。而在地鐵供電系統采用了雙環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò )之后，由于有兩個(gè)獨立的平行電源，即便是一個(gè)電源出現了問(wèn)題， 也不會(huì )影響到另一個(gè)備用電源的正常供電， 這種采用并聯(lián)的方式將兩個(gè)電源或者一個(gè)電源的不同母線(xiàn)連接起來(lái)的接線(xiàn)方法可以很好的保證地鐵供電系統的穩定性。當整個(gè)供電系統正常工作時(shí)，所有的開(kāi)關(guān)都處于打開(kāi)的狀態(tài)，而當某一路段的供電線(xiàn)路出現問(wèn)題時(shí)， 即刻通過(guò)開(kāi)關(guān)的轉換， 將線(xiàn)路負荷轉移到另外一個(gè)供電線(xiàn)路上， 以保證地鐵供電系統的正常。由此可見(jiàn)，利用合并開(kāi)關(guān)的方式，將線(xiàn)路的故障控制在某一個(gè)封閉的單元內部，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(xiàn)路的接線(xiàn)方式可以保證， 當工作線(xiàn)路出現問(wèn)題時(shí)， 可以采用備用線(xiàn)路完成正常的供電任務(wù)，如此一來(lái)，將地鐵供電的可靠性提升到了一個(gè)全新的層面之上，更提升了線(xiàn)路的綜合利用率。
3 . 2 地鐵中壓交流環(huán)網(wǎng)系統
為了達到調度方便，運行穩定的目的，在設計供電網(wǎng)絡(luò )時(shí)應當做到以下幾點(diǎn):
( 1 )線(xiàn)路的連接一定要盡可能的簡(jiǎn)單， 運行過(guò)程要盡量靈活可靠，并具有較高的經(jīng)濟性;
( 2 )對于供電網(wǎng)絡(luò )的線(xiàn)路容量設計時(shí)，應當留有一定的容量空間;
( 3 )地鐵供電系統的線(xiàn)路應當按照最高標準來(lái)設計， 而且要留有備用線(xiàn)路;
( 4 )當電網(wǎng)中的負荷達到了最大值時(shí)， 必須保證所有的設備能夠正常工作，而當某一條線(xiàn)路發(fā)生故障，并且在備用線(xiàn)路承載了最大負荷的情況下， 供電系統也要能夠正常工作。一般來(lái)說(shuō)，當牽引變電所出現故障時(shí)， 由主變電所來(lái)完成整個(gè)電網(wǎng)的供電任務(wù)，同樣的，當主供電所出現故障時(shí)，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(shí)發(fā)生故障， 也要保證地鐵供電系統的正常供電。
4 結語(yǔ)
在整個(gè)地鐵環(huán)網(wǎng)供電系統中， 每一個(gè)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荷情況，減少電路出現的損失。而當前，必須提升相關(guān)產(chǎn)品的制造水準，開(kāi)發(fā)出多種產(chǎn)品， 在設計中留有較大的改造余地， 從而促進(jìn)整個(gè)環(huán)網(wǎng)技術(shù)在地鐵供電系統中的發(fā)展和普及應用。
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