（太原理工大学信息工程学院 山西太原 030024；中国铁建电气化局集团第五工程有限公司 四川成都 610091）
摘要：随着时代的发展，人们的生活水平的逐渐提高，城市中的私家车不断增多。所以，城市地下交通的发展，已经成为了目前缓解交通压力最好的方式。目前，全国已经逐渐出现了新一轮的城市轨道建设潮流，其中最引人关注的是地铁，地铁每天都承受着大量的城市人流，为人们的出行提供了方便。所以，地铁的各项系统都必须绝对的安全。本文就对地铁供电系统的供电方式和选择进行了探讨。
关键词：地铁；供电系统；供电方式；选择
伴随着城市化的不断增强和人口的不断增加，地铁对缓解城市的交通压力有着越来越大的作用，相对地，在它的运行中各种系统的安全标准也在不断的提高。地铁的供电系统是重要的地铁组成部分，不仅提供着列车运行的动力，也为地铁内其它重要的设施起着供电的重要作用，地铁供电系统的重要性可见一斑。
1、地铁供电系统的内容
地铁供电系统主要是为地铁车辆的运行提供电能和动力的一个系统，其主要包括以下几个方面的内容：
首先是外部电源，地铁供电系统的外部电源其实就是地铁供电系统主变电所为整个地铁系统所提供的一个外部城市的电网电源，依据电源供电方式的不同可以将其分为分散式供电、集中式供电以及混合式供电三种模式。我国地铁目前所采用的主要外部电源方式多为集中式供电模式。
其次是主变电所，该构件主要是对地铁供电系统中的电压可以进行有效的处理，通常情况下其所设定的进线电压都是110KV，当然也会根据每个城市地铁结构的不同会有一定的变动。主变电所所接收的电压通常都是比较高的电压，而想要让其充分运用到地铁的运行过程中，就需要利用变电所对其进行一定的改变，然后再利用环网系统将其输送到其他的一些变电所。
再次是牵引供电系统，地铁在运行过程中的电压通常情况下都是1500V的直流电压，可以主变电所所改变传输的电压基本都是35kV或者是10kV的，这种情况下就需要利用牵引变电所对其进行一定的改变，从而更好地确保了整个地铁系统的安全稳定运行。
除了以上所介绍的几项内容之外，地铁供电系统还包括动力照明供电系统和杂散电流腐蚀防护系统。其中照明系统是整个地铁供电系统的一个非常重要的组成部分，我国现如今地铁大都是采用的380V/220V的交流电压来对地铁内部实现正常的照明需求；杂散电流腐蚀防护系统的使用主要是对地铁牵引系统的电流泄露现象进行有效的控制，这种现象会对车站结构的钢筋和道床都会带来一定的腐蚀，杂散电流腐蚀防护系统的应用便可以很好地解决这个问题，从而有效延长了相关部件的使用寿命。
2、地铁供电系统的分类
地铁供电系统的构成分为内部系统和外部系统，而其中外部供电系统主要是指的是城市电网，地铁作为城市电网的重要用户，其电源一般是直接从城市电网中取得，不需要单独建立电厂以供电源取用。
2.1集中供电方式
地铁供电系统的集中供电方式是根据地铁运作的用电量和所需要的线路的长短，沿着城市轨道的交通线路建立而成的主变电所。地铁分为35KV或是10kV,由于电压的需求等级也不同，主变电所可以将高压电转变成对电压需要不同的地铁，进而进行集中性提供给地铁电源。由于主变电所所承担的供电负荷比较大，因此在地铁的四周建设的主变电所都不多。集中供电方式对于电源的要求比较高，相对来说可靠性也较高。
2.2分散供电
分散供电是指在地铁沿线根据用电的负荷情况建立很多开闭所，每一座开闭所都由城市电力系统为其提供两路电源，通过开闭所对地铁的牵引系统等进行供电。开闭所的意义在于将城市电源和牵引降压混合变电所建在一起，开闭所溃向混合所的叫做溃出线，由混合所溃向开闭所的叫做联络线，这样当一座开闭所出现某种情况不能使用时，相邻的开闭所可以通过联络线进行电力的支持，因此使用分散供电的供电方式需要在地铁沿线建立较多的开闭所。
2.3混合供电方式
混合供电方式和集中式供电方式和分散式供电方式相结合而成，其中以集中式供电方式为主，在个别地段利用分散式供电方式以城市电网为其集中式供电的补充，进而使地铁供电系统更加安全、完善、可靠。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可以混合供电方式是最佳的一种供电方式，但是却也存在一定的弊端，比如：混合型供电方式的准备和调控相较于前两种供电方式复杂很多，因此在执行上难度较大，一般情况下会加大地铁供电的难度，因而不如前两种供电方式实用。
3、地铁供电系统的供电方式的选择策略
通过上述对于地铁供电方式的分析可以得出一个结论：集中供电方式和分散性供电方式各有其优缺点，而混合供电方式执行难度较大，所以关于对地铁供电方式的选择还是要根据实际情况分析选择：
3.1中压环网的构建策略
中压环网属于供电系统中的内部供电系统，指的是电力经过外部系统的变压器降压之后直接运用于地铁系统的电力输送线路，中压环网的构建应该符合安全可靠、接线简单、负荷平衡、保护措施到位、调度方便的原则，我国现在常用的中压环网电压大概是10kV和35kV，所以对于中压环网的建设一般有35kV中压网络、20kV中压网络和10kV中压网络三种，其输电量、输电距离和造价成本依次递减，所以从各个方面考虑，除了我国早期的分散供电式地铁需要10kV中压环网以外，其他地方都以35kV的中压环网效益为最佳，运营成本低，输电效率高。
3.2牵引供电方式的选择
目前牵引网对机车的供电方式主要有2种，即第3轨供电方式和架空接触网供电方式。第3轨采用的供电电压为DC750V，架空接触网采用的供电电压为DC1500V，有柔性接触和刚性接触2种。刚性接触的主要优点是，刚性汇流排和接触线轴向无张力，不存在断排或断线的可能，安全可靠，对土建承力要求低。其汇流排铜当量截面约为1400mm2，载流截面大，因此无需架设辅助馈线。由于结构紧凑，可以减少隧道净空尺寸。刚性悬挂由于无张力，锚段关节处无需传统重力式的下锚装置。在接触网分段处、道岔处安装结构简单，隧道无需局部开挖，尤其是复式交分道岔处安装装配要简单得多。刚性悬挂基本无维护或者少维护，方便运营，降低运营维护费用。
影响到牵引供电方式的选择因素很多，如地铁系统的安全性、地铁的投资、维修工作量、杂散电流的影响及电磁干扰等。有资料显示，通过比较2种供电方式，大多数情况下，综合结果显示架空接触网供电方式在安全性和经济效益方面优于第3轨的供电方式。这与世界上目前约70％的地铁采用架空接触网供电，约30％采用第3轨供电的情况是一致的。最终采用何种供电方式，仍需依据各城市具体的情况综合比较确定。
3.3从供电可靠性选择
从供电可靠性程度来讲，集中供电方式发生线路短路或是故障的可能性较小，因为集中供电方式电力的主要来源是电厂高压电，在防护措施方面做得十分到位，因此受到干扰的程度比较低，可靠性较强；分散供电方式的电力主要来源是城市电网，建立了很多的开闭所，干扰程度较大，一旦发生故障，则需要周围的开闭所对其进行补偿供电，进而可靠度不高。
3.4从运营管理方面选择
集中供电方式在调整中比较方便，因此运营管理难度系数不大；分散供电方式的电力来源是城市电网，其接口多，操作也相对比较复杂，因此调整比较麻烦。
3.5从施工方和建设资金上选择
从施工方面来说，集中供电方式相较于分散供电方式简易很多，前者与城市接口少，电缆线所经过的路径也不多，施工较简单。分散供电方式与之相反，其与城市接口多，施工较繁琐；资金方面来说，集中供电的电力来源是高压电，其建设成本较高，分散供电对电压要求低，其成本也较低。
4、结束语
总而言之，上文已经从多个方面将集中供电方式和分散供电方式进行了充分的对比分析，总结出了集中供电方式要优于分散供电方式，所以其成为了目前地铁供电系统的最佳选择。当然在具体的操作过程中还应该充分结合城市的发展规划以及地铁供电的铺设方式，力求选择出最为科学合理的供电方式。
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论文作者:张莘
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/19
标签：地铁论文; 方式论文; 供电系统论文; 变电所论文; 城市论文; 电压论文; 分散论文; 《电力设备》2018年第5期论文;