关键词：轨道交通；供电系统；建设运营
引言
城市轨道交通的供电系统是一个较为复杂的系统，首先由高压输电网将城市电能进行配送，然后经过变电所对这些高压电能进行降压，再通过强大的供电网络和牵引变电所对电能进行再次降压并且整流，最终将其转化为直流电后向城市轨道运行的车辆输送所需电能。从其组成来看，城市轨道交通所需要的电能都来自于城市电网，不需要单独设立电厂。在其内部，主要由外部电源、主变电站、监控系统、照明系统、牵引供电系统等部分组成，随着我国科学技术的飞速发展，智能化设备也开始应用在城市轨道交通的供电系统之中，进一步促进了我国轨道交通的发展[1]。
1.轨道交通供电系统接地的目的和方式
接地是为电流返回电源所提供的一条阻抗值相对较低的通道。具体而言，就是在线路或电气设备出现接地故障时,为故障电流流回电源提供一条低阻抗的路径，同时通过对这条路径的有效监测，可以防止人身触电事故，确保供电系统的安全运行，保护线路及电气设备的绝缘等。由此可见，在供电系统中运用合理可行的接地技术十分重要。
1.1供电系统接地的目的
(1)保证供电系统在正常运行和故障运行下有适当的运行条件；(2)保证供电系统设备绝缘所要求的工作条件；(3)保证供电系统继电保护装置的正常工作条件。
1.2供电系统中性点接地的方式
(1)中性点直接接地:设备的绝缘水平按相电压要求，在110kV电网中采用。(2)中性点不接地:设备的绝缘水平按线电压要求，一般在35kV、10kV、I≥30A(I为中性点接地电流)电网中采用。(3)中性点经阻抗接地:设备的绝缘水平按线电压要求，在35kV、I≤30A(I为中性点接地电流)电网中采用。
1.3接地变压器
由供电系统的中性点接地方式可知，在35kV电网采用中性点不接地的运行方式。该接地方式中变压器低压侧一般为三角接绕组，没有可供接地的中性点，因此当发生单相接地故障时，容易造成以下危害:
(1)单相接地电弧发生间隙性的熄灭与重燃，产生弧光接地过电压，其幅值可达4倍正常相电压或更高,持续时间长,对电气设备的绝缘造成极大的危害,绝缘薄弱处会被击穿；(2)持续的电弧放电造成空气电离，破坏周边环境空气的绝缘，引发相间或其他设备的故障，扩大事故危害；(3)容易产生铁磁谐振过电压，造成电压互感器、避雷器等设备损坏，甚至使避雷器爆炸[2]。因此，为保障轨道交通电网的安全运行，提供零序电流、电压的保护，需人为建立一个中性点,接地变压器也就在这种情况下产生。地铁正常运行时，接地变压器处于空载状态，当电网发生单相接地故障时，在短时间内通过故障零序电流，高灵敏度的零序保护判断并短时切除故障线路。无论是接地变本身故障还是35kV母线故障，都能根据相应的动作电流值启动零流保护或过流保护。
1.4接地变压器的功能
接地变压器主要功能：为中性点不接地系统提供一个人为的中性点，实现中性点经阻抗接地，当系统发生接地故障时，对正序、负序电流呈高阻抗，对零序电流呈低阻抗。
1.5接地变压器的分类
(1)输电网(三相)接地变压器：接地阻抗接在中性点与地之间YNd连接接地变压器，接地阻抗串接在次级绕组的开口三角中。(2)发电机(单相)中性点接地变压器：单相：I/I连接接地变压器，接地变压器串接在次级绕组首尾。(3)经消弧电抗器接地的接地变压器；(4)经小电阻接地的接地变压器。
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2.城市轨道交通供电系统的建设运营设计以及发展探析
2.1电力监控系统分析智能化设计分析
1．从目前的运行主要结构来看，智能化电力监控系统主要是由高速光纤进行通讯，通过主控制来进行统一的监控、调度和管理，而其他类型的结构则是处于一种比较分散的状态之中。在各个变电所之间，为了实现智能化管理和控制，通常使用屏蔽双绞线和智能管理机之间进行相互连接，然后通过这种智能化的管理机器通过先进的光纤通讯网络以及各个管理所的电力监控计算机来实现实时监控和管理的总过程。
2.功能分析智能化的电力监控系统有着比较强大的功能。
实现数据的采集以及处理过程。由于该系统能够进行智能化的管理和监控，因此，该系统能够对一些模拟变量、开关情况以及一些突发事件信息进行收集和归纳，并且进行模型的建立以及计算。
为系统日常的故障诊断提供有效的数据支持。其次，该系统还具有自动报警装置，也就是说在系统中录入了大量的预告信号以及事故信息，当线路运行过程中出现了一定的变压器温度超高、线路电流负荷过大等现象时，该系统能够自动检测到这些现象的存在，从而体现出预防的功效，不仅如此，当出现这些故障的时候，该系统还会立即闪光、声音报警等，提示工作人员注意和检修。
具有记忆功能。当故障发生的时候，它不但能够自动地做出一些保护措施，还能够对这些事故发生的过程进行详细地记录，当维修人员赶到时，可以通过调取这些记录来详细地了解当时发生故障的情况以及工况图等细节内容，这样可以有效地缩短排查时间，也能够为以后线路的改造提供支持。
实现远程控制。在该系统的设定中，各个现场中的设备能够和电力调度中心进行相互联系，工作人员在操控的过程中就可以在调度中心通过鼠标的点击来完成对整个系统的远程控制，方便快捷[2]。
自动存储历史数据功能。在该系统的主站中还设置有历史数据库，能够对一个周期内的运行、维修以及故障数据进行自动存储，而且还能够在系统中保存两年以上，工作人员也可以根据工作的特点以及工作的需要来设置记录的周期，从而为城市轨道交通的运行提供有效的数据支持，保证其安全运行。
2.2照明系统设计分析
1．结构分析从结构特点来看，智能化的照明系统主要由三个部分来组成，分别为：输出部分、现场控制部分、监控部分，其中输出部分主要指的是ＲS-232接口以及相应的开关控制部分，现场控制部分主要包含了控制屏、智能传感器等。监控调试部分主要包含了系统调试软件以及系统管理软件等部分。各个部分中主要是通过双绞线进行连接和控制的，从而形成了一个比较完备的控制系统。
2．功能分析在该系统的应用过程中，首先需要工作人员从实际工作的需求出发，对场景的模式以及照明的需求进行设置，保持开关具有一定的自动开关闭的功能。其次，还要使一些关键部位的开关具有自我反馈的功能，也就是对设备的运行时间、电流值等内容进行检测，同时系统中也应当记录下这些数据，为以后的设备维修提供良好的数据支持。不仅如此，智能化的照明系统还应当具有智能预警的功能，可以通过数据的反馈来判断灯具的运行情况，如果在线路中出现了电流电压值超标，主界面就会向工作人员显示，提醒工作人员及时地检修，如果工作人员在长时间内没有回应的话，那么系统就会自动地切断回路电流，从而实现良好的保护功能，降低安全事故的发生。
3.结语
综上所述，在现代化发展迅速的今天，城市轨道交通在城市中的作用越来越重要，已经成为人们出行的主要的交通工具，而供电系统在城市轨道交通中起到了至关重要的作用，从而为城市轨道交通的智能化运行提供优质的、安全的供电服务，满足人们日常出行的需要。
参考文献:
［1］董晓婷，苏贵民．基于移动互联网的轨道交通基础应用平台应用研究［J］．中国公共安全，2017(11):83-87．
［2］张钢，刘志刚，魏路，牟富强．新一代智慧型牵引供电系统关键技术与应用示范［J］．都市快轨交通，2018，31(01):136-142．
论文作者:陈杉
论文发表刊物:《科学与技术》2019年16期
论文发表时间:2020/1/15
标签：供电系统论文; 轨道交通论文; 系统论文; 变压器论文; 电流论文; 故障论文; 阻抗论文; 《科学与技术》2019年16期论文;