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摘要：文章主要针对城市轨道交通牵引电流冲击优化方法进行研究，首先对城市轨道交通牵引电流整流机组介入进行介绍，其次对比两套电流冲击优化方式，最后从城市轨道交通牵引电流冲击-直流进线开关设置对优化进行介绍，目的是提高城市过道交通牵引电流的运行安全性。
关键词：城市轨道、牵引电流、整流机组
城市化建设正在如火如荼的进行，城市轨道交通帮助城市减轻交通压力，城市轨道交通的安全非常关键。城市轨道交通主要是通过供电系统牵引的方式运行，牵引电流冲击是研究的焦点。城市轨道供电系统牵引主接线主要包含如下形式：牵引变电所设置2台整流机组，并且整流机组都在同一条母线上连接。整流机组分别与35kV的母线连接，其中1500v直流母线属于单母线接线。虽然城市轨道交通帮助城市发展带来动力，同时改善城市交通，但是其中牵引电流冲击必须不断优化，否则将严重影响城市轨道交通正常运营。
1.城市轨道交通牵引电流整流机组接入
城市轨道交通牵引整流机组，对于35kV母线接入主要包含两套方案，第一是以2套牵引整流机组进行连线合并，第二种是牵引整流机组独立连接牵线。
1.1牵引整流机组连线合并
这属于第一种城市轨道交通牵引整流机组与母线连接方案，选择断路器，将2套整流变压器进行并联处理，这样就能够组成24脉波的整流变压器，并且将其连接到同一条断路器母线上【1】。之所以对牵引整流机组进行连线合并，主要是在城市轨道交通电流正常运行期间，能够同时将整流机组投入运行。即便是处于故障状态，城市轨道整流机组依然能够同时进入与退出，因为整流机组相邻的牵引网为其共同提供供电支援，并且管理与操作上也非常简单。
这种设计方案能够实现2套整流机组进线与回路共用，整合成2脉波的整流机组设备，对电流准确计算，还能够得到断路器的保护，准确区分其中存在的故障，但是这种设计方案，对于短路故障亦或是过负荷等，不能直接判断出是其中哪一个整流机组造成，所以这方面存在一些限制。再者联锁与联跳关系相对得到控制，接线较为简便。整体来讲，这种方案设计综合投资费用相对较低，以当前的开关柜价格，35kV的开关柜大约为30万元，地铁线路需多为20多公里以上，所以需要至少10座变电所，以这种方案能够一次性为建设投资节省至少300多万。
1.2牵引整流机组进线独立
这属于牵引整流机组连线的另一套方案，这种方案中，需要将不同的整流机组分别连接在35kV的断路器上，连接在同一段母线上。对于这一牵引整流机组连线来讲，其主要特点是机组正常运行期间，2套牵引机组能够共同投入到工作状态，如果处于故障状态，其中1套牵引整理机组会提出运行，只要保证另一套不超过运行负荷的情况下能够正常运行【2】。防止因为实际运行中，相邻的牵引对牵引网造成影响，阻碍支援供电区供电，但是实际管理与操作相对较为复杂。
当然第二套设计方案中，虽然设计与管理较为复杂，但是因为保护配置都是独立存在，所以如果出现故障非常容易判断。同时联锁、联跳之间的关系更加紧密，尽管二次接线相对复杂，但是稳定性较高，整体上投资费用相比较第一方案较多。
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2.两套电流冲击优化方式对比
对于城市轨道交通牵引电流冲击优化，必须先掌握具体牵引电流冲击情况与方案设定，对于方案一、二的对比具体如下：
第一套方案：对于技术可行性与二次接线等是简单满足，运行方式中不满足单套牵引整流机组运行，设备只需要一台开关柜与一套保护，投资方便，相对设备使用较少，所以整体投资较低。第二套方案：对于技术可行性与二次接线也是满足要求，但是接线相对较为复杂，具体的运行方式是条件允许情况下，能够实现单套牵引整流机组运行，需要两台开关柜与两套保护，数量比第一套方案较多，投资费用上，因为设计较多的设备，加上占用空间较大，整体投资成本比较高。
通过具体的对比与分析，发现方案一相比较方案二具有一定优势，尽管必须2套牵引整流机组共同运行，但是其在城市轨道交通冲击电流优化 上并不是关键。具体优势体现在如下几个方面：
首先是第一套方案中如果1套牵引蒸馏机组出现故障，另1套也会停止运行，提升了城市轨道交通牵引电流冲击优化的稳定性，保证城市轨道能够在供电可靠的情况下实现运行。其次是以城市轨道交通计算等为出发点，城市轨道的供电计算，帮助城市轨道减少变压器安装容量，能够允许在单套牵引整流机组运行中，只能在近期或者初期客流不大的状态下运行。但是运行负荷的不断增加，加上城市轨道的谐波含量变化，单套的牵引蒸馏机组不符合系统运行要求条件，所以从这个角度分析，第二套方案中牵引整流机组单套运行对城市轨道交通牵引电流冲击优化作用并不是十分明显【3】。结合我国当前的城市轨道交通牵引电流技术应用以及相关经验分析，近期与远期客流时间需要与设计时间相对比，一般都会提前于设计时间，尤其是城市轨道交通线路运行之后，在未来的2-3年之后，客流量会逐渐朝着远期设计标准转移，这样就会缩短近期客流时间，从这方面来讲第一天方案相比较第二套方案更合适。
3.城市轨道交通牵引电流冲击-直流进线开关设置
对于直流进线开关来讲，是对电流冲击优化的重要手段，因为直流进线开关设计中，主要包含两种设计方案。第一种是利用电动隔离开关的方式进行设计。第二种设计方案是以直流断路器设计。这两种设计方案在国际城市轨道设计中都应用较为广泛。在城市轨道正常运行期间，不管是以上的哪一种方案都能够满足运行要求，并且在运行上并不会出现明显的差异变化。但是在故障状态下，尤其是城市轨道电流冲击情况下，存在差异明显。
首先城市轨道的牵引整流机组设计期间，对于部分故障出现都是以时间地点的方式进行划分，主要将故障划分为三种类型，第一种是故障发生期间，牵引整流机组设计中，进线断路器与直流进线的开关，会存在整流变压器或者电缆线连接故障等。第二类故障类型是出现在牵引整流机组中的直流进线开关以及馈线断路器等位置，这些故障类型的出现，会出现严重的母线短路等问题。第三种故障类型是直流馈线断路器下方，常见的故障为接触网短路。其次故障排除需要从切除与恢复时间角度出发。直流进线开关的故障排除，尽量对框架进行保护，同时还要安装保护装置，直接跳开直流馈线断路器，与相邻的断路器相连接，确定连接位置准确。准确跳开整流变压器，切除其中隐藏的故障问题。当然具体还要结合故障类型确定。故障恢复时间的优化，将故障直流母线与接触网开关相隔离，利用直流母线的方式恢复故障造成的时间问题。动作顺序需要以牵引整流机组的变压器线路为参考，及时将断路器跳开，并且第一时间启动自动重合闸闭锁，进线电动隔离开关分闸的应用，需要以双边供电的方式，恢复故障时间，一般≤1min。
结束语：
综上所述，城市轨道发展是城市进步的代表，同时也是交通发展的必然趋势，城市轨道运行期间，必须保证交通牵引电流运行的安全，积极以上述手段对牵引电流冲击进行优化，进而提高电流运行安全，促进城市轨道发展进步。
参考文献：
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[2]蔚兰, 师蔚, 吴国祥. 城市轨道交通直流牵引供电电源的研究[J]. 电力电子技术, 2018, 42(9):50-51.
[3]郑锂, 宋瑞, 肖赟,等. 网络化运营下城市轨道交通列车车底运用计划编制的优化方法[J]. 中国铁道科学, 2016, 35(2):104-110.
论文作者:訾斌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/11
标签：机组论文; 电流论文; 轨道交通论文; 城市论文; 故障论文; 母线论文; 方案论文; 《防护工程》2018年第5期论文;