（华东送变电工程有限公司 201803）
摘要：随着经济的发展，各个城市之间人们的出行不断增多，导致交通压力也在不断的增加，在每一条交通线路中都不能缺少供电系统。文章从交流牵引供电系统中对整个系统的电缆牵引网、分段供电保护装置、供电方案设计等方面进行研究，得出了交流牵引供电系统的优势相对较大，适合我国的交通供电线路的发展。
关键词：城市交通；交流牵引器；供电系统
随着科技的飞速发展，交通行业也在逐渐壮大起来，我国各大一、二线城市都开始纷纷修建轻轨、地铁、动车组等线路，在便捷了市民交通出行的同时，却给城市轨道交通供电系统带来了不小的压力[1]。各国交通专业的学者，纷纷将注意力集中到牵引供电系统的设计和创新上，这一系统中较为常见的有直流式和交流式，以及双制式。这些供电系统旨在当车流量处于高峰期时可以对线路进行持续、高效、稳定的供电。所以对于车流、人流量较大的城市，对其供电系统的研究，就显得格外有意义。
1城市轨道交通供电系统的构成
1.1城市轨道交通直流牵引供电系统
城市轨道交通中电能的唯一来源就是直流牵引供电系统，所以它在轨道交通中有着非常重要的作用。城市轨道交通和其他的轨道交通之间有着很多相似的地方，但是又有着自身独特的特点和优势，并不是把其他的轨道交通的设计方案直接搬运到了城市轨道交通的建设中来。虽然城市轨道交通是一种新型的城市交通形式，但是在国内和国外都有着很多轨道交通的研究数据和运营实验，目前我国对城市轨道交通的研究主要集中在供电系统的安全和保护系统的内容上，通过对城市轨道交通直流牵引供电系统的主要技术进行研究和探讨，从而为我国以后的轨道交通工程设计提供相应的帮助。
1.2城市轨道交通直流牵引供电系统的构成
和其他的轨道交通相同，城市轨道交通供电系统的主要构成部分分别为外部电源、主变电所、中压供电网络、牵引变电所、接触网（或接触轨）、降压变电所、动力照明配电系统、杂散电流腐蚀防护系统、防雷及接地系统以及供电车间等。其中直流牵引供电系统中又包括了接触轨和牵引变电所，而动力照明配电系统和降压变电所共同组成了动力照明配电系统。
2城市轨道交通牵引供电系统
轨道交通牵引供电系统最初分为交流牵引供电与直流牵引供电这两种形式，但是随着时代的发展，专家们研究出将两种形式结合一起的双制式供电系统。牵引供电系统就是为交通路线上的地铁、轻轨、电动机车的供电，通过牵引网络进行电流的输送。随着社会的发展，城市轨道交通供电系统直接影响着广大市民的交通出行安全，国内外的专家学者都在广泛关注项目建设安全问题。
2.1 直流制
在我国大部分城市的变电站、牵引网、接触网的建设当中，大部分设计是采用直流 1500V 的供电方式，而轨道交通牵引供电网则采用了双边供电，这是因为当某一供电线路出现故障时，可以立即更换线路，保障交通牵引供电的要求。另外，在搭建直流牵引供电网，还能采用杂散的电流保护办法，这样能够将电能均匀的分流到每一个供电网络，并传送到较远的距离。但是由于自身的变电模式，导致供电距离的缩短，这样会对工程建设投入增加成本。并且直流牵引供电系统的传输速率不高，很难满足供电需要，因此这种供电系统没有什么建设优势。
2.2 交流制
交流牵引供电系统采用单向的链接方式，是在变电站内同时安装两台变压器，采用双绕组的单项变压，使得整个结构形成一个开口三角形，在电网的接入端是属于高压端。这里面有两个端口与一个公共端口，低压端口则是接地的一侧，其他的端口分别与牵引母线连接。对于整个交流供电系统的降压系统来说，除了在供电系统的终端，整条线路的区间都设置了加压系统，这样能够使线路上的照明系统正常工作。由于交流牵引供电系统长时间的处于动态取流的状态，造成瞬间的接触压力较大，这对我们在交流牵引供电系统上的设备需要具有非常耐磨的要求。
3交流牵引供电系统及关键技术
近些年随着人们生活水平的提升，对出行的要求也正在加大，各大城市纷纷建构了自己的地铁轻轨系统，随之而来的是对电网电力系统更高的要求。最初的电网线路搭建主要采用的是直流制，现今时代也只有欧洲一些国家的部分线路仍沿用直流制。自上世纪60年代，世界范围内修建的新线路全部都采用了交流制式。而交流制式的牵引供电系统也为大家展现了诸多优点，如：供电效果好、成本较低、电流量大、不存在杂散电流等。但是仍有一些缺点，如：当换相接入型电网时会产生分相；牵引电流的谐波会产生一定的电磁干扰。
（1）电缆牵引网。目前常用的牵引接触网主要采用1500伏特直流电压进行供电，在一些特殊情况时，会使用750伏特。若采用交流电对接触网进行供电，它的等效电路如下：
城内轻轨、地铁的牵引网应有上下行两条线路，并且应采用并联的方式，与此同时还应搭建备用的电缆线路，这条线路可以和正常电缆一起工作，它们互为备用。这样可以增强线路的可靠性，还可以提升供电电能的总量，削减功率损失。
（2）牵引网分段供电与保护。由于电缆牵引网具有长距离传输、可输送电能大等优点而被广泛使用，但是若采用上下行并行线路，成本较高，且设备搭建较为复杂，所以一般采用分段供电的形式。电缆和接触网的分段设计既可以是同步进行的，又可以是分段完成的。为了便于施工，一般在变压器处采用统一分段，在其他区间线路中多采用分开分段。这样既可以提升系统的可靠性，又可以进行分段保护，使故障风险降到最低。
（3）主变电所供电方案。主变电所的供电方式主要依赖地铁、轻轨等设备的数量和它们所处的位置，所以供电方式可采用单线、双线和多线的方案，以适应不同的设备需求。
4 接触网
接触网的作用及特点。电力牵引系统的组成非常复杂，其中接触网是重要的组成部分，通过电弓或电靴等接触设备能够从接触网上获得需要的电能，接触网是保证列车的安全、稳定、可靠运行的重要保证。其具有以下特点：
①由于接触网与电力机车的关系，是无法采取备用措施的，一旦接触网出现故障那将导致整个区间的供电无法正常运行；
②接触网下的电力机车都是在快速运行，不可避免的出现由受电弓离线而引起的电弧。并且运行的环境相对暴露，出现故障的几率要比其他的电力线路高出很多；
③在整个接触网的建设之初，就要对导线的高度、拉力、接触网弹性、均匀度等进行严格的要求，这样才能保证日后的电动车组安全、可靠的从接触网上获取电能。
结语
目前由于人们对出行的需求不断增加，各国交通事业也有了翻天覆地的变化，对于交通线路中不可缺少的供电系统，本文主要从交流牵引供电系统的电缆牵引网、分段供电保护、供电方案等方向入手，对其进行了介绍，这种牵引供电系统的优势主要体现在可靠性强、传输电能大、成本相对较低等方面。
参考文献
[1]李群湛.城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术[J].西南交通大学学报,2015,(2):199-207.
[2]郭红卫.城市轨道交通新型牵引供电系统保护研究[D].北京交通大学,2011.
[2]李群湛.城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术[J].西南交通大学学报,2015,(2):199-207.
作者介绍：
姓名：徐承昱（1978.05.03），性别：汉族，学历：大学本科，职称：工程师，职务：分公司副经理，单位：华东送变电工程有限公司，研究方向：分公司在建轨道交通项目的生产经营等。
论文作者:徐承昱
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/21
标签：供电系统论文; 轨道交通论文; 城市论文; 线路论文; 变电所论文; 系统论文; 电能论文; 《电力设备》2018年第4期论文;