摘要：对整个地铁供电系统而言，环网供电技术的应用形式涉及地铁供电安全准则及运行方式，因此设计中应根据中压网络优化准则，结合外部电源的实际情况，通过对供电分区的用电性质、负荷密度的分析研究，确定安全可靠、经济实用的中压网络接线方式。
关键词：地铁；环网供电技术；研究
引言
随着经济的发展与城市发展的步伐加快，城市交通拥挤的现象越来越严重，尤其是发达城市拥堵情况更加严重。地铁的发展对这种局面有了很大的缓解。对整个地铁供电系统而言，环网供电技术的应用形式涉及地铁供电安全准则及运行方式，基于此，该文主要对地铁供电系统中环网供电技术的应用进行了论述。
1常见的地铁供电方式
1.1集中式供电方式
集中式供电方式具有如下优点：（l）在进行供电过程中，受外界环境的影响较小，具有较高的可靠性；（2）因为设有专门的供电站，所以可以为一些专用的电路进行供电，供电质量较好；（3）自由度较高，可以进行自由调度管理，使供电站具有较高的可靠性，得以发挥地铁的最大效率；（4）操作简单，易检修，建设工程量也较小，容易实现，经济效益好。集中式供电方式的缺点是投人的资金较多，调度要求比较高。
1.2分散式供电方式
分散式供电方式就是在城市电网直接采用降压的供电方式给地铁车站内的各设备进行供电。分散式供电方式的缺陷是在供电时容易受到外界环境的干扰；由于城市电网的接人点多得多，所以在进行城市电网的统一规划和管理时，难度会非常大，而且一旦出现故障，就很难解决甚至会影响地铁的正常运行；其整流机在工作中，会产生各种谐波，从而对城市电网的正常运行产生很大的影响。
1.3混合式供电方式
所谓混合式就是集集中式和分散式于一体，其形式有两种，一种是将集中式和分散式并联在一起进行供电；另一种是在地铁站的中压环线采用集中式供电，然后再把集中式变成分散式，进行分散供电，以此建立起完善的地铁供电系统。
2地铁环网供电技术应用特点
地铁环网供电的典型接线方式有：“手拉手”环网、“网格式”环网、电缆单环网、电缆双环网等。在地铁环网供电系统中，“手拉手”环网、“网格式”环网基本不采用。上海地铁一号线牵引网络为独立式，采用了电缆单环网，基于消防等系统电源特殊需要，不适合动力照明网络，目前国内地铁环网供电已基本不采用。国内地铁交通最为常见的中压网络接线形式是电缆双环网。电缆双环网是电缆单环网的组合，利用二回电缆线路，可解决单环网供电方式中因电缆、变压器及低压设备故障造成的较大面积停电问题，变压器在正常情况下各带50%的负荷，且分别接在两个不同的电源系统中。这种接线具有很高的供电灵活性和可靠性，能最大限度地确保向用户连续供电，满足重要用户双电源供电要求。在双环网线路中，当任一段电缆线路或环网单元发生故障或检修时，低压母联合上，可保障用户不间断供电。
3地铁环网供电技术的应用形式
表1既有环网供电技术应用形式
根据地铁环网供电技术功能不同，为牵引变电所供电的环网网络称为牵引供电网络；同样，为降压变电所供电的环网网络称为动力照明供电网络。目前，国内城市轨道交通工程经常采用的形式有牵引动力照明混合网络与牵引动力照明独立网络。牵引动力照明独立网络既可采用不同的电压等级，也可以采用同一个电压级，牵引网络与动力照明网络相对独立，彼此相互影响较小。牵引动力照明混合网络采用同一电压等级，并通过公用电源电缆同时向牵引变电所、降压变电所提供电能。
对于集中式供电系统，牵引网络和动力照明网络可以采用相对独立的形式，即牵引动力照明独立网络，也可以共用混合网络。对于分散式供电系统，则采用牵引动力照明混合网络。既有城市轨道交通中环网供电技术的应用情况具体见表1所示。
3.1独立牵引网络+独立动力照明网络接线形式
该种形式下，牵引变电所主接线为单母线，牵引变电所的进线与出线均采用短路器，牵引变电所的两个独立电源来自同一个变电所的不同母线（两个主变电所之间的牵引变电所两个独立电源来自两侧不同的主变电所）。
由于城市轨道交通线路用电负荷呈线状分布，确定环网供电形式时，电压等级的选取是很重要的因素。如10kV电压的负荷力矩要比35kV的小，在集中式供电系统中电压的供电距离收到限制，所以将牵引供电系统和动力照明供电系统设置为两个独立的中压网络，减轻10kV环网供电的负荷力矩。使用35kV、10kV两种电压等级，输变压的环节较多，配电线路变得复杂，变压器及配电线路的损耗增加。
3.2牵引动力照明混合网络接线形式
集中式供电系统中，当牵引网络与动力照明网络采用同一个电压等级时，就可采用牵引动照明混合网络，该接线方式下每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两个中压电源，中压网络采用双线环网接线方式。牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线采用分段单母线加母线分段开关形式；降压变电所的主接线可采用单母线加母线分段开关形式，也可取消母线分段开关。在集中式供电系统中，混合网络电压等级采用35kV，利用了该等级供电距离长、负荷力矩大的优势但是存在造价较高的不足；混合网络电压等级采用10kV，设备造价较低，但负荷力矩较小，供电距离较短，主变电所之间的供电距离不宜过长或需增加10kV供电分区数量。分散式供电系统中，混合网络电压等级采用了10kV，利用了与城网电力资源共享的优势。该环网供电形式要求引入较多数量的城网中压电源。
4环网供电技术运用的可靠性
地铁环网供电技术是通过中压电缆，纵向把上级主变电所和下级牵引变电所连接起来，横向把全线的各个牵引变电所、降压变电所连接起来，其功能类似于电力系统中的输电线路。由于环网供电系统中每一个用电点都有两路电与电源连接，从而形成环形电网，因此为供电系统的稳定运行提供了保障。环网供电技术的应用能够减少停电的次数，便于调节电力，减小误操作的机率。同时，在供电系统出现故障的时候，环网供电技术的应用能够快速的利用SCADA监控系统发出故障警报，作出相应的措施，最大化的减少故障对整个系统的影响，便于维护人员及时处理出现的问题，恢复故障区域的正常供电。
结束语
为了提高供电过程的灵活性以及故障处理安全便捷性，工作人员在线路的每个区段都会设置一个断路器，当发生故障时，断路器会把母线分成两段，然后就把这两个接口接在线路保护器的两端，从而把故障线路从主线路中隔离出去，保证其他部分的正常供电运行。这种环形电网可分为开环供电运行和闭环运行，而地铁供电主要采用闭环运行，因为闭环供电具有不间断供电的特性，这就很好地保障了地铁的稳定运行。
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论文作者:杨阳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/18
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