摘要：随着我国社会经济的快速发展，人们的生活水平逐渐提高，城市私家车不断增多，不难发现，地面交通的承载，已经跑不过人类生活水平飞速的发展。因此，城市地下交通的拓展，无疑成为了现阶段缓解交通压力最好办法。现如今，全国已经陆续掀起新一轮的城市轨道交通建设潮，其中最为引人注目的便是以地铁，地铁每天承载着大量的城市人流，为人们出行提供了极大的方便。因此，地铁的各项系统都应该保障绝对的安全，本文对地铁的供电系统进行分析，进而探讨对地铁的供电系统的供电方式的选择对策。
关键词：供电系统；供电方式；地铁
引言
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地铁供电系统概述
1.1定义
地铁供电系统是指为确保地铁安全运行提供的实时电力能源以及与之相关能源的供电系统。电力系统与轨道交通的结合已经有百余年的发展史，从最初的简单照明到现代的电力能源提供，二者的结合更加深入。供电系统在地铁发展中发挥着至关重要的作用。
1.2构成
地铁供电系统可以分为两个部分，地铁内部供电与外部城市电网供电，并包括了供电配电系统、综合监控系统、供电配电、杂散电流防护及主变电所等多个方面。地铁实际运行过程中，电力系统能够作用于地铁运行，通过电能牵引车辆行驶，并能够提供消防照明、电控车门以及常规用电设施的运行。外部电网供电比地铁内部供电更加复杂，涉及众多因素，对于地铁的安全运行影响较大。随着科技的不断发展，自动化及人工智能技术使地铁供电系统发展十分迅速。外部电源主要采用集中供电与分散供电两种形式，分别为35kV/33kV、10kV，牵引供电制式有DC750V/1500V等。选择供电制式与供电方式时，需要具体结合实际供电情况、电网的规划以及电源的供电能力加以选择。
1.3供电要求
由于地铁运行过程中电能驱动使用能源巨大且具有一定的地域使用范围限制，因此对于地铁覆盖沿线的供电系统有着更高的要求。地铁供电系统的两路电源应取自不同的母线，使用同一变电所的两条母线或是两个不同变电所的母线。地铁电源对于输电量有着更高的要求，一般需要一级负荷，由于地铁运行过程中对于电力能源的需求量较大，因此变电所应该选址于地铁运行周边，降低地铁运行过程中的运营成本以及电力线路架设成本。
2地铁的供电方式分类
2.1地铁混合供电
地铁的混合供电是将集中供电和分散供电结合起来的一种综合的供电方式，主要以集中供电的方式，再以分散的供电方式作为辅助。这种供电方式结合了集中式供电和分散式供电的优点，但是这样的供电方式建造起来较为复杂，执行的难度也较大，管理控制也较为复杂。所以目前我国主要的供电方式还是集中在集中式供电和分散的供电方式这两种之中。
2.2地铁分散供电
地铁分散供电的供电方式是指设立多个开闭所，然后通过开闭线路对地铁进行供电。通集中式供电一样，每一个开闭所都有两个供电电源，以防止意外情况的发生。开闭所这样的分散供电系统的混合所被称为溃出线，开闭所这样的供电方式沿铁路线设立，保证铁路各个沿线的电力输送。同时这样分散的设计有利于保证供电的稳定性和可靠性，保证出现意外情况时不影响整个供电线路。分散式的供电方式一般由于多个开闭所的设计使得它容易受到外力的干扰，而且分散的供电存在着大量的接入口使得管理变得较为困难。
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2.3集中供电
集中供电模式其实就是根据地铁用电的实际需求量，在沿线为地铁设立专门的主变电所，主变电所应该将高压转化成地铁所使用的10KV或者是35KV电压等级，然后再集中提供给地铁电力系统。地铁运行沿线所建立的主变电所通常情况下数量都不会太多，每个变电所所承受的电负荷也就相对比较大，这就要求所建立的主变电所应该具有大容量的变压器和输送功能，而且对于电源的电压也具有比较高的要求，这种供电方式比较便于对地铁运营的管理，具有较高的可靠性。
3地铁供电系统供电方式的选择策略
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从供电可靠性选择
从供电可靠性方面来进行考虑，集中供电方式在供电过程中发生短路和其他故障的几率相对比较小，这主要是因为其电能来源于电厂的高压电供应，所以各种防护措施也就比较到位，所受到的各种干扰因素也比较少；而分散供电方式电能主要来源于城市电网，而且在地铁沿线还建立了很多的开闭所，所受到的干扰因素相对比较多，一旦发生任何故障就需要周围的开闭所来补充供电，从而便大大降低了供电的可靠性。
3.2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。
3.3从供电质量上选择
首先从供电质量上来说集中供电方式相较于分散供电方式略高一筹，集中供电方式的电能来源主要是来自于电厂的高压电，因此其供电质量较高；分散性供电的电能来源是城市电网，其电能稳定性较差。
结语
本文着力于对地铁中供电系统的供电方式进行选择，主要探讨了地铁的外部供电系统、中压环网传输系统和牵引供电系统的各种供电方式选择对策。综上所述，集中供电的方式在很多方面要优于分散供电，在现代的地铁建设中如果有条件的话，集中供电的供电方式是较好的选择，但是具体的选择还是要以当地的各种情况为首要考虑条件，将城市发展规划和地铁供电铺设结合起来，以得出最佳的方案。中压环网建设方面，一般宜采用35kV的中压环网建设标准。牵引供电方面可以选择架空接触网和接触轨两种供电形式，其中架空接触网的刚性悬挂方式在目前大部分地铁中应用较为广泛。目前对地铁供电方式的探讨最终还是要从实际情况出发，力求产生地铁供电的最佳方案。
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论文作者:施连旭
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/27
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