摘要：随着我国城市化进程不断加快，城市轨道交通工程项目范围不断扩大。随着相关技术发展，各地建设部门在地铁工程项目施工建设过程中对地铁机电设备的选择提出了较高的性价比要求。相关人员可以应用全寿命周期成本分析方法为供电系统设备选择提供相关参考依据。这种方法能够实现设备的有效维护管理，确保系统设备应用管理质量能够有效提升。合理选择地铁供电系统设备，控制系统投资与运营成本，为轨道交通建设发展提供参考建议。
关键词：地铁供电系统；设备选择；全寿命周期费用；关系
引言：合理地进行地铁供电系统设备的选择，可以使工程投资与运营成本得到有效控制。基于这种认识，本文对地铁供电系统设备选择与全寿命周期费用的关系展开了分析，以期为类似工程的建设提供参考建议。
1地铁的供电系统概述
我国目前由于城市化的不断深入，在城市化进程中城市的交通占有极为重要的地位，而地铁占有城市交通相当大的比例。地铁的供电对于地铁系统的正常运转是非常重要的，随着城市人口的增加和城市生活的节奏的加快使得地铁的负荷也越来越大，地铁的供电系统的负荷也相对增加，因为地铁供电系统对地铁的运行有着极为重要的作用，所以要对地铁的供电系统的供电方式进行研究，找出合适的供电体系。地铁供电系统由地铁以外的外部电网作为电源，接入地铁系统的内部供电系统维持地铁线路的供电。
地铁的内部供电系统包含供电配电系统、电流防护装置、牵引供电系统、接地防护系统、电力监控系统、变电系统等几个组分，地铁的供电系统为各种设施提供电能，是地铁车辆的动力，也保证了地铁设备中所有的照明、空调以及电梯等运动部分。地铁的供电设备在整个地铁沿线都进行分布，以对各个车站进行供电，而且有多个电源。这样的内部电源线路应该来自不同的变电站或者是不同的输电系统，防治突然的、意外的断电对地铁系统造成影响。为了减少运营成本和建造成本就需要缩短电缆的长度，也应该选择距离供电站较近的位置建立地铁的站点，以减少所用的输电材料的长度。
2 地铁供电系统的基本要求
2.1 灵活可靠的运行方式
地铁供电系统在运行过程中，必须要具备灵活可靠的运行方式，通过高度准确的操作水准以及多层次的事故后备运行方案，来保证地铁供电系统的安全可靠运行。灵活简洁的调度手段也非常重要，当地铁供电系统发生一些紧急故障时，通过灵活简洁的调度手段可以有效保证系统继续正常运行，或是以亚正常的方式运行，从而尽可能地降低故障的影响，并使检修人员可以在不影响地铁供电系统正常供电的情况下对故障进行检修。
2.2 多重可靠的保护系统和监控系统
地铁供电系统要求具备多重可靠的保护系统和监控系统，这样当地铁供电系统中的某部分不慎发生突发性永久性故障时，能够及时将故障部分从整个系统中排除或隔离出去，同时在主保护拒动的情况下，快速启动后备保护。另外，利用监控系统还可以方便调度人员对地铁供电系统的运行过程及故障处理过程进行全程把握。
2.3 快速有效的应变能力和预防性
地铁供电系统还要具备快速有效的应变能力和预防性，尤其是对于地铁供电系统中个别关键部位的设备故障、电缆故障以及接触网故障等，必须要能够进行快速、有效的抢险性检修，这样才能够最大限度地降低损失。其次，还要能够通过准确的预防性诊断来有计划地维修已出现事故隐患的设备，以及通过对磨损期的有效判定来有计划地更换达到临界磨损点的部件，从而尽可能地将事故“扼杀在摇篮中”。
3地铁供电系统设备选型与全寿命周期成本的关系分析
3.1 设备选型需求分析
在城市地铁的实际运行中，各种设备运行的主要能量来自供电系统，系统运行稳定性可为地铁运行提供重要的动力保障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从供电系统实际运行状况来看，地铁变电站内供电设备一般在地下隧道区间中，运行环境灰尘较大，运输难度大，且设备应用的耐久性会受到不同程度影响。在设备选型过程中，需要综合考虑地铁项目的特点，结合设备维护成本及设计寿命、主要器件的故障率，对设备的实际应用周期进行综合成本评估，最终确定设备选型。相关人员需要分析设备投资成本，探索设备维护成本、功耗成本、设备运输成本等，确保设备安装应用之后能够促进地铁项目稳定运行，有效提升设备经济效益，从而提升地铁项目社会效益。
3.2 设备全寿命周期成本
采取全寿命周期成本法分析成本，设备在整个生命周期中会有不同的成本，需要综合分析各种成本。主要有设备购置费、运输费、安装调试费以及运转维持费等。在过去地铁项目建设过程中，相关部门仅仅是通过技术要求以及规格参数对设备价格进行比较，然后选择实际投标价格较低的设备，合理控制项目投资成本。但是却严重忽视了设备在后期运行过程中会产生较多费用，设备在实际应用中产生的各类费用都会导致地铁项目运营单位承受较大经济压力。
在供电系统设备选择过程中分析设备全寿命周期成本，可以保持设备基本应用性能，对设备产生的各类费用值进行控制，确保项目建设投资成本能够有效降低。分析了设备全寿命周期成本的基本构成，为各种大型设备选型提供参考基础，便于控制成本。此外，需要对设备应用功能与相关关系进行定位，选取更多高效、实用、稳定、节能、安全的设备。相关部门还需要对应用设备一次性投资和多项运营费用构成进行探析，拟定费用降低方法，便于对费用产生进行合理控制。
4基于全寿命周期费用的地铁供电系统设备的选择分析
4.1 变压器类设备的选择
在全寿命周期内，变压器类设备将产生较大的负载损耗费用。目前，地铁变压器空载和负载损耗费用高达上百万，所以在选择设备时还应对降低能耗的问题进行考虑。采取优质高导磁冷轧晶粒取向硅钢片，则能有效降低变压器的负载损耗和空载损耗。该类低损耗变压器目前只有SC9和SC10系列，在实际选择时应对两个系列的设备价格和在全周期内的损耗费用进行综合比较。在容量相同的条件下，SC10系列变压器费用更低，所以可以进行优先选用。此外，变压器类设备容易遭受接触网故障的冲击，因此还应选择具有良好抗短路能力的变压器，以便使设备的使用寿命得到延长，进而使供电系统保持长期稳定运行。为此，还应选择使用较高绝缘等级的材料和先进绑扎工艺的变压器，以确保变压器具有较高抗短路能力。
4.2电缆类设备的选择
在电缆设备选择方面，还应通过分析电缆材料、结构和制作工艺等因素确定电缆的全寿命周期。在实际选择时，应优先选择具有坚固结构和较好抗老化性能的电缆设备，以确保其能保持长期稳定运行。 目前， 可以采用的电缆主要包含低烟无卤和低烟低卤这两种规格，后者在燃烧后会进行80mg卤酸气体释放，容易给人和设备带来伤害。而地铁环境较差，具有较大人口密度和较小的空间，容易积累大量有毒气体，因此还应采用低烟无卤类的电缆，以确保人员的安全。同时根据电缆的敷设环境还应考虑电缆外护套的抗紫外线及防鼠、防蚁问题。
结语：总而言之，在地铁供电系统设备选取过程中，需要对设备全寿命周期费用进行分析。在设备选用过程中不能单方面重视初始阶段的投资费用，需要对设备全寿命应用周期费用进行分析。在设备选取过程中通过全寿命周期费用较低的设备才能确保系统稳定运行，而后追求最佳投资费用，确保成本与能耗有效降低，能够在安全基础上稳定运行，推动城市轨道交通全面发展。
参考文献：
[1]宋层. 地铁牵引与再生制动能量回馈控制系统的研究[D].湖南工业大学,2016.
[2]张禄.试论地铁供电系统的供电方式及选择对策[J].科技风,2015(11):17-18.
[3]王文彬. 地铁低压配电系统谐波分析及治理研究[D].西安科技大学,2013.
[4]艾兵. 地铁牵引供电系统建模及其对公共电网影响的研究[D].西南交通大,2010.
[5][5]田胜利.地铁供电系统设备选择与全寿命周期费用的关系[J].供用电,2003(06):51-53.
论文作者:李达
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
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