现代城市轨道交通供电制式分析

摘要：对现代城市轨道交通系统中的供电系统的供电模式和供电方式进行了分析和比较，为城市轨道交通系统的设计和建设提供借鉴和参考。

关键词：轨道交通　供电模式　供电方式

中图分类号：TM6　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)004-028-01

1863年伦敦的世界上第一条地铁建成通车以来，全球30多个国家和地区的一百多座城市已经或正在建设地铁和城市轻轨。在目前的城市轨道系统中，供电系统是十分重要的一个环节。

1　城市轨道交通供电模式

城市轨道交通供电系统的作用是变压、整流、传输或馈送电流。目前的供电模式有集中供电模式和分散供电模式。

1.1集中供电模式

即设置专门的主变电所，城轨电力系统所有电能均通过主变电所获取。其优点有：

(1)受电点少，要求公用电网提供的备用容量低：

(2)隧道外电缆敷设量少，通道易解决，隧道内敷设量多，有利于电缆的施工和维护：

(3)受外部电网影响小，有利于形成轨道交通电网，可靠性、安全性高；

(4)供电资源共享，可提高供电可靠性；

(5)与公用电网相互影响小，可监测和处理谐波源；

(6)在运行过程中便于集中管理，电网损耗相对较低。

经济性方面，集中供电模式下，对交叉和邻近线路供电，节约投资土地资源，可以充分利用公用电网的电力资源，但需要建立主变电所和电力通道，投资相对较高。

1.2分散供电方式

即不设置专门的主变电所，根据城市电网的实际情况，分别从不同地点获取电能。该方式不便于集中管理和实施综合控制技术(如行车调度、电力调度、环境控制等一体化管理)。其优点是可以降低城轨交通系统建设的一次性投资，充分利用国家的电力资源。随着国家电网运行水平的提高，分散供电方式也逐步得到广泛应用。

不论何种供电模式，城市轨道交通系统的变电所主要有：主变电所，即高压变电所、牵引压价混合变电所、配电所，即降压变电所。

设置主变电所时，每一座主变电所由110kV电网的两条独立线路供电，每路电源各带一台三相三绕组110kV／35kV主变压器。

不设置主变电所时，一般是牵引降压混合变电所由沿线城市电力网引进一路10kV电源。

目前，北京城市轨道交通采用的是分散供电模式，上海和广东采用的是集中供电模式。2城市轨道交通供电方式

在《地铁设计规范》(GB50157-20031和《城市轨道交通直流牵引供电系统)(GBt0411～005)中规定，牵引供电标准电压为直流750V(DC500～900V)供电制和直流1500V(DCl000～1800V)供电制两种，这也符合国际电工委员会(IEC)和国际铁路联盟(UIC)的规定。受流方式为架空接触网方式和第三轨方式。一般来说，直流750V多用于接触轨方式，北京地铁系统多用该种方式，随着钢铝复合导电轨技术在接触轨上的应用，接触轨也开始采用直流1500V电压等级，如深圳三号线；直流1500V常应用于架空接触网，如广州轨道交通一、二号线，南京轨道交通一号线等。

2.1直流750V供电制的优点

(1)直流750架空接触网受风速影响小，而直流1500V架空接触网在8级风速影响下即应限速，在9级风时车辆应停止运行，受风速影响较大；

(2)对车辆的变频变压控制(VVVF)逆变器功率元件的电压等级而言，选用直流750V相较直流1500V而言较低，使得元件成本低，采购和维护费用低；

(3)因为采用钢作为接触轨材料，可以节省部分导体材料的费用。

2.2直流1500V供电制的优点

(1)牵引变电所的供电距离较直流750V制式增加一倍，可达3.5km，则变电所总数可以减少一半；

(2)所需供电的电流减少一半，则供电线电量损失大幅减小；

(3)所有的电气设备电流容量减小，车辆的轻量化设计符合现代轨道交通系统设计理念；

(4)安装在车体内的高电压电气设备的体积较小，有利于设各布置，在采用大牵引功率时，尤为显著’

(5)采用架空接触网受流方式的列车车速相较直流750V接触轨高，如东京地铁这两项相比最高速度提高15.4％～27.4％，运行速度提高13.7％～22.2％，技术速度提高11％～32％；

(6)增大系统的电压可以有效减少走行轨与道床间的杂散电流，减轻对地下金属构筑物的危害；

(71易于组成地下、地面和高架等不同形式的轨道交通工具的运行形式，因此直流1500V供电制式应成为现代城市轨道交通系统的主流发展方向。

3　结束语

在现代城市轨道交通系统供电制式的比较和选择上，要分别从安全性、可靠性、经济型、发展性等方面综合考虑。供电系统必须保证轨道交通的安全运营和供电质量，这其中包含了人身安全、电气设备的安全和供电系统抗外界影响的能力。另外，在安全运行的基础上减少电力损失，增强环保效率，提高经济效益是建设城市轨道交通供电系统的目的和意义所在。最后，比较各种供电制式，全面协调所需建设运行要求，找到可持续推广的途径。

参考文献：

[1]王小峰.城市轨道交通供电系统的设计方法[J].电气化轨道，2010(4).

[2]GB／T10411-2005城市轨道交通直流牵引供电系统[M].中国标准出版社。2005.

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[4]李建民.城市轨道交通供电系统模式的分析与研究[J].都市快轨交通，2004(6).

[5]朱俐琴.城市轨道交通系统供电制式与受流方式分析[J].电力机车与城轨车辆。2003(3).