分析地铁供电中环网供电技术的应用

分析地铁供电中环网供电技术的应用

孙科

（深圳地铁集团运营总部广东深圳518000）

摘要：伴随着经济水平的不断提升以及我国城市化进程的加快,城市的发展速度急速增加,城市中人口的数量也呈现出了几何式的增长,城市交通日渐拥挤,而地铁的出现很好的缓解了城市交通拥挤的情况。而环网供电技术的使用是整个地铁供电系统安全和稳定的保障,更是地铁正常运行的基础。本文针对地铁供电中环网供电技术的应用进行了分析。

关键词：地铁；供电；环网供电技术；应用

1环网供电技术

1.1环网供电的概念

城市的地铁主干线一般采用在同一组母线上，可以将起点与终点相互连接形成环形电路，其环形电路是可以闭合的环形线路。因为环形线路的配电线路是一个连续的闭合圈，只有在每个区段内设置其各自的断路器，使得母线分为不同的段来保证地铁主干线运行过程中的灵活性。在一般情况下，我们采用分段断路器将母线分为两段，再将两个端口连接在线路保护器的两端。在线路发生故障时，线路保护器可以将故障电路与正常的主线路相互隔离，可以保障正常电路的正常工作。

1.2环网供电的方式

环形电网可以将运行形式划分为开环运行方式和闭环运行方式两种。在地铁中，其供电系统主要的运行方式是闭环运行。闭环运行供电，其具有不间断供电的特性。继电保护装置，采用开环的运行方式来解决在整定方面存在的困难。开环点的选取，是十分复杂的，要经过一系列的计算和设计才能确定。在实际开展的工作过程中，我们把环网干线的中间位置作为开环点来进行设置，保证开环点可以很好的隔离故障点。现如今，我们国内的中压（10～35kV）环形电网都采用的是开环的运行模式。

1.3三种供电方式

按照供电运行方式，整个环网的供电可分为运行全部正常的正常运行方式、运行中出现故障却还可以运行的故障运行方式和运行中出现大故障而采取应急方式的应急运行方式。

1.3.1正常运行方式

地铁在正常使用时，电正常从城市的供电站送出，第二次分配电的情况正常。在这种情况下，对系统中的正常电源情况，正常设备条件和正常线路状况下来供电的运行方式就是正常运行方式。

1.3.2故障运行方式

故障运行方式是在变电站和第二次分配电其中一个出现故障或停电时，未出现故障的一方为出现故障的一方提供保护，使得故障的区段可以正常的负荷用电，从而保证地铁的供电系统运行正常。

1.3.3应急运行方式

应急运行方式是在变电站和第二次分配电的两个主变电站都出现故障导致停电时，采用环网开关或者主变电站正常的一侧来进行调整，使得故障区段可以负荷供电使得供电系统正常运行。

2地铁供电方式

地铁供电系统中的供电方式分为：分散式供电方式；集中式供电方式；混合式供电方式。

2.1分散式供电方式

地铁沿线所引入的城市电网电源比较多，可以通过分散式供电方式在区域内的变电所采用直接降压的方式对地铁车站内实行供电。这种供电方式比较经济，所需资金较少，方便城市电网的统一规划管理，但是这种供电方式在正常的供电过程中常会受到外界因素的干扰，从而导致供电异常。在地铁的供电系统中，其与城市的电网连接较多，出现供电故障时很难获得快速并合适的解决方法，难以实现城市电网的统一规划和管理；而地铁工作过程中的整流机在工作，会产生大量的可以影响城市电网正常运行的高次谐波。

2.2集中式供电方式

地铁沿线的长度过长，其供电的电容量会受到限制，为了保证供电的可靠性，必须在地铁站内建立专门承担向地铁中的中压环形电网供电的供电站，这种供电方式为集中式供电方式。采用集中式供电方式，供电的抗干扰性强，不受外界因素影响，可靠性强；可以进行自由的调度管理，可以最大效能的发挥地铁供电站的高效性和可靠性；可以通过专用的载调压变压器为特定电路进行供电，供电的自由度较大，供电质量高；这种供电方式的建设工程量较小，检修工作比较方便，容易实现。但是，集中式供电方式对于资金的投入要求过大，要求地铁站内的整个供电系统具有高效的调度统筹能力。

2.3混合式供电方式

将分散式和集中式的供电方式进行合理有效的结合，从而形成一种全新的混合式供电方式。这种供电方式有两种形式：①建立完整的分散式供电站的体系：将集中供电站变成分散供电站的取电点，在地铁站的中压环线中供电方法主要采用集中供电的方式。②采用混合的方式，将分散式和集中式的供电方式并联起来，在地铁的整个环线供电网中，集中式供电和分散式供电各占一部分。这种混合式供电方式，可以中和前两种供电方式的优点，更适用于地铁的供电系统。

3地铁供电系统中环网供电技术的应用

3.1地铁中压交流环网系统

在地铁供电系统中，最基本的要求就是供电系统运行稳定，同时也要保证其系统的调度方便。在设计供电网络时，为达到设计要求，要保证供电系统具有较高的经济性，线路尽可能的连接简单；在设计地铁供电系统的线路时，应当按照最高标准来设计，并且留有一定的备用线路，线路运行过程要灵活可靠；在设计线路容量时，容量空间要有所保留，以便在实际建设过程中可以根据实际状况进行修改；当线路上发生故障时，供电系统要在备用线路承载了最大负荷的情况下，也可以正常工作；所有的设备都必须保证可以在电网可承受的最大负荷下正常工作。在地铁中压交流环网系统，不仅要保证一般情况下的牵引变电所和主供电所其中一个发生故障，另一个来完成整个电网的供电任务；还要保证在牵引变电所和主供电所同时发生故障的情况下，地铁供电系统可以正常的供电。

3.2环网接线

“N-1安全原则”是一个必须在电网的供电过程中满足的基本原则。在实际工作中，通过调整电网的设备运行率和接线方式来保障电网的安全运行。传统的供电网络，在接线方式上采用的是一种单环网的接线方式，这种方式的电网接线，供电的稳定性十分差，在线路出现故障时，在检修上十分麻烦，必须进行人工倒闸、维修，花费大量的时间和金钱，才能恢复电路的供电。在现阶段的地铁运行中，这种传统的供电网络不能满足地铁运行的基本需求。新型的供电网络，采用了双环形的供电方式，拥有两个独立的平行电源，采用并联的方式将两个电源或者一个电源的不同母线连接起来，即便是一个电源出现了问题，另一个备用电源也可以完成整个电网的供电任务。这种供电方式，可以很好的保证地铁供电系统的稳定性。在供电系统中，利用合并开关的方式，可以将线路的故障段与正常段相互隔离，不影响其他路段的正常供电，可以极大地保证供电的可靠性。合并开关的方式，是在供电系统正常工作时，打开所有的开关，当一个路段出现故障，为保证地铁供电系统的正常，通过开关的转换，将线路的负荷转移到另一个供电线路，即实现了线路的故障段与正常段的相互隔离。保留有备用线路的接线方式，可以在正常工作的线路出现故障时，采用备用的线路来正常供电，这样不仅提高了线路的利用率，还使得地铁供电的可靠性更加得以保障。

结语

在地铁供电系统中，采用环网供电技术，每一个用电点都有两路和电源连接形成环形电网，不仅保证了供电的可靠性，还对电路损失和电压超负荷情况有所改善。现在，要不断在地铁的供电系统中投入技术和精力，提高产品的设计水平，保证产品的制造质量，开发出更先进有效的产品，从而促进整个地铁供电系统中环网技术的发展和普及应用。

参考文献

[1]钟素梅.环网供电技术在地铁供电系统中的应用[J].科技创新与应用,2013(19).

[2]郭志强.地铁供电系统中环网供电技术的应用探讨[J].通讯世界,2014(10).

作者简介

孙科（1988.08）男，广东深圳人，湖南商务职业技术学院，电气自动化技术，单位：深圳地铁集团运营总部（广东，深圳），单位邮编：518000。