宋海涛 成诚
中铁一局集团电务工程有限公司 陕西省西安市 710038
摘要：在地铁工程系统中，地铁牵引供电系统是至关重要的机电供电设备系统。地铁牵引供电系统的安全运行不但可以保证地铁的顺利运行，还能保证相关设备供电的安全性、可靠性。因此，地铁供电系统保护研究具有重要的理论与实践指导意义。本文首先介绍地铁供电系统的特点，其次介绍继电保护在地铁供电系统的作用、供电系统保护的特性、电力变压器保护，最后提出地铁供电系统的波阿虎配置优化方案。
关键词：地铁供电系统；继电保护；优化方案
1 引言
随着我国经济的快速发展，社会基础建设日益完善。地铁作为城市轨道交通中的重要工具之一，越来越多的城市实施地铁工程。地铁牵引供电系统影响的不仅仅是地铁列车的安全运行，同时也影响相关供电设备的安全运行。如何保证地铁牵引系统的安全性、可靠性、灵敏性，成为了重要的研究对象。加之我国在地铁列车发展上有广阔的前景，有巨大的市场空间，因此，加快对地铁牵引系统的研究变得十分迫切与需要。
2 地铁供电系统的特点
地铁供电系统对于电源的安全性、稳定性要求较高，基本由城市电网供给。在我国，城市轨道及地铁的供电方式一般有三种，具体如表1所示：
我国各城市地铁供电方式
方式特点优点缺点
分散供电由沿地铁线路的城市电网分别向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。（如早期的北京地铁）投资小、便于进行规划与管理可靠性较低、工程量较大
集中供电由城市电网向地铁的专用主变电所供电，地铁自身组成完整的供电网络系统。（如上海、广州、深圳）可靠性高、供电质量好、可独立调度和运营管理投资大
分散与集中相结合由分散供电与集中供电相结合，充分利用城市电网资源，节约成本。介于两种之间
表1：我国各城市地铁供电方式
不同的城市选择的地铁供应系统供电方式不一样，具体采用哪一种给，需要结合自身的实际情况需求，根据城市电网具体情况分析。如果某个城市的城市电网电量比较少，电力资源匮乏，变电所也较少，一般采用分散供电的方法。而如果城市电力资源比较丰富，则采用集中供电方式，这样便于管理，同时节约成本。当城市的电网电量情况介于两者之间，则采用分散与集中的供电方式，这样有利于充分利用电网资源，节约成本。但无论是使用哪一种方式，都应充分考虑供电量的安全性、可靠性与稳定性。
3 继电保护在地铁供电系统的作用
3.1 继电保护装置
继电保护装置是指电力系统中的电力原件发生故障或者是影响电力系统的安全运行时，发出紧急信号，提醒值班人员注意的装置。在严重的情况下，能够直接跳闸终止继续供电，阻止在发生故障的情况下继续供电，减少意外的发生。继电保护装置既可以单机独立运行，也可以连接电脑运行，体积小、精确度高，不仅具有大型测试仪的优越性能，同时具备小型测试仪小巧灵活，操作便捷的优势。
3.2 继电保护的基本任务
（1）自动、迅速、有选择性地把故障元件从电力系统中切除，保证电力系统的正常运行，减少供电意外的发生。
（2）发出不安全信号。当电气元件处于不正常运行的状态时，发出不安全大的警惕信号。提醒值班人员对供电装置进行调整，或直接根据指定条件切除，已达到保护供电系统供电安全性的作用。
（3）配合其他自动化装置。在预定的措施中，缩短因事故而导致停电的时间，快速恢复供电，提供供电系统运行的可靠性。
4 地铁供电系统保护特性
在地铁供电系统中，主要有以下六个部分构成：外部电源；主变电所；牵引供电系统；动力照明系统；杂散电流腐蚀防护系统；电力监控系统。
1、外部电源
在地铁供电系统中，外部电源是指主变电所所在的外部城市的电网电源。外部城市电网主要是根据城市电源电量的不同，采用不同的供电方式。如采用集中式供电，或是采用分散式供电。当两种方式都不合适的时候，就会采用混合式供电，这样有助于减少电源资源浪费，有效使用。
2、主变电所
主变电所的主要功能是从城市电网那儿接收高压电源，此时电压一般为110kv。在接收到高压电源后，主变电所将高压电源降为低压电源，低压电源一般在10~35kv。经过降压后的电源能够牵引变电所工作，适用于集中供电，其连线方式一般为桥型接线或者是线变式接线。
3、牵引供电系统
牵引供电系统主要是用来把交流中压降至直流电流，直流电流可以直接为地铁提供供电，此外，还可以牵引变电所、牵引网。
4、动力照明供电系统
动力照明供电系统主要作用是将中压电流，电压在10kv~35kv降至220v~380v的交流电流。交流电流可以给需要使用电源的设备提供电源。
5、杂散电流腐蚀防护系统
杂散电流腐蚀防护系统是用来防止、减少直流牵引供电而引起的杂散电流的对外散去。能够起到避免电缆电线的腐蚀，并监测腐蚀情况。
6、电力监控系统
电力监控系统主要是用来采集、监控地铁变电所及其他接触网设备的数据。此外，能对电网设备进行监控，起到对地铁供应系统运营调度、管理的作用。
5地铁供电系统的保护配置优化方案
5.1组合共用配电系统
根据地铁车站用电设备的负荷等级、运行特点、运行习惯，整合设备之间的共性，组合成共用配电系统，提升效率。具体如表2所示：
表2：不同运行工况的设备组合共用配电系统方案
不同运行工况的设备组合共用配电系统方案
序号负荷类型使用性能共用配电系统简介优势
1夏季运行的舒适性空调夏季运行将两者电缆连线，使用两者中容量较大的一个省去一组电缆、有利于延长电缆使用寿命、节省配电室面积
冬季人员采集设施冬季运行
2站台广告照明运营时运行将两者电缆连线，使用两者中容量较大的一个
区间检修电源停运时使用
5.2照明配电系统优化
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论文作者:宋海涛,成诚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/12/11
标签：供电系统论文; 地铁论文; 变电所论文; 电网论文; 城市论文; 系统论文; 电源论文; 《建筑学研究前沿》2019年18期论文;