摘要：随着城镇化进程的加快，我国重要基础设施建设取得了显著的成效。在这样的背景之下，城市的轨道交通也得到了相应的发展，尤其是城市轨道交通的供电系统成为了整个城市轨道交通的核心。本文就轨道交通供电系统中性点运行方式分析和工程应用展开探讨。
关键词：轨道交通供电系统；接地变压器；中性点
引言
城市轨道交通供电系统是城市轨道交通的动力来源，主要任务是将城市区域变电所或供电网络的电能传输、分配给城市轨道交通各个子系统。根据各个城市区域电网等级的小同，轨道交通供电系统的外电源电压也各有小同，目前国内集中式供电主要有110kV,35kV，因此，各级电压系统中性点的运行方式也小尽相同。
1城市轨道交通供电系统的概念分析
城市轨道交通的供电系统是一个比较复杂的系统，它首先是由高压输电网将电能进行配送，然后经过变电所对这些高压电流进行降压，然后在通过强大的供电网络和牵引变电所对所有的电流进行再次降压并且整流，然后将其转化为直流电流之后向城市轨道运行的动车组来输送所需的电能。从其组成来看，城市轨道交通所需要的电能都是来自于城市电网之中的，是不需要单独设立电厂的，在其内部，主要是由外部电源、主变电站、监控系统、照明系统等部分组成，随着我国科学技术的飞速发展，智能化设备也开始应用在城市轨道交通的供电系统之中，进一步促进了我国轨道交通建设的发展。
2轨道交通供电系统接地的目的和接地方式
（一）供电系统接地的目的。（1）保证供电系统的正常运行和在故障条件下有适当的运行条件;（2）保证供电系统设备绝缘所要求的工作条件;（3）保证供电系统继电保护装置的正常工作条件。（二）供电系统中性点接地的方式。（1）中性点直接接地:设备的绝缘水平按相电压要求，轨道交通在110kV电网中采用。（2）中性点小接地:设备的绝缘水平按线电压要求，轨道交通一般在35kV,10kV,Id≥30AUd为中性点接地电流)电网中采用。（3）中性点经阻抗接地:设备的绝缘水平按线电压要求，轨道交通在35kV,1≤30A电网中采用。
3电源共享方案
在研究不同线路间的电源系统共享的时候，要先确定不同线路之间是否具备共享条件。一般来讲，当不同线路具有以下条件时，可考虑共享:①线路间有换乘关系;②线路间距离较近，一般在4km以内为宜。如线路间距离太长，一方面，电缆敷设路径长，选线难度大、建设成本高;另一方面，供电时会有电能损失，运营成本高。（1）交流制供电系统的外部电源共享方案。该方案中，线路内部的牵引和电力供电共享110kV外部电源，牵引和电力供电分设变(配)电所，变电(配)所及以下的电气系统完全分设，变电(配)所土建部分可以合建。该方案没有实现不同牵引供电制式线路间的共享，主要适用于交流制市域快轨与城区线路不具备共享条件的情况。（2）交流制与直流制供电系统电源共享的既有方案。交流制电力配电所与直流制主变电所合设主变压器，并与交流制牵引变电所共享110kV外部电源。变电所土建部分合建。该方案实现了不同牵引制式线路间的外部电源共享，可节省电力资源及外部电源投资。同时，电力配电所与主变电所共享变压器，可有效降低变电所用地面积和工程投资。目前，国内大多数城市(如成都及广州等)在规划交流制市域快轨与城区直流制线路时首选了该电源共享方案。
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4国内轨道交通中性点接地方式
目前上海轨交供电系统中，一般采用接地变压器来获得中性点，以实现中性点经小电阻或消弧线圈接地的运行方式。上海轨道交通两种接线方式如下:（一）方式一:接在主变电站35kV母线上。一号线、二号线部分主变电站35kV(或33kV)接地变压器采用Z型接线(或称“曲折型接线”)，接地变分别接在主变电站35kV系统一、二段母线馈线侧，并设单独的断路器。当35kV母线馈出线发生接地故障时，零流跳馈线出线开关;当母线发生单相接地故障时，零流一阶段跳主变压器35kV开关，零流二阶段跳主变压器110kV开关，当主变压器35kV引出线发生接地故障时，零流跳接地变35kV开关及主变压器两侧高低压开关。（二）方式二:接在主变电站主变低压侧。上海轨交其余线路的主变电站35kV(或33kV)接地变压器也是采用Z型接线，但小单独设断路器，接地变接分别接在1号、2号110kV/35kV主变压器的低压侧。这种接线方式的接地变，有零流一、二阶段和过流一、一阶段保护，在各种故障情况下，接地变压器的保护相对简单，无论是发生接地故障、母线故障还是单相接地故障，都能启动相应的动作电流值，零流一阶段跳主变压器35kV开关，零流二阶段跳主变压器110kV开关。
5城市轨道交通供电系统的智能化电力监控系统分析
从目前的运行主要结构来看，智能化的电力监控系统主要是由高速的光纤进行通讯的，通过主控制来进行统一的监控、调度和管理，而其他类型的结构则是处于一种比较分散的状态之中的。在各个变电所之间，为了实现智能化的管理和控制，通常是使用屏蔽双绞线和智能管理机之间进行相互连接的，然后可以通过这种智能化的管理机器通过先进的光纤通讯网络以及各个管理所的电力监控计算机来实现实时监控和管理的总过程。智能化的电力监控系统有着比较强大的功能，首先，它能够实现数据的采集以及处理过程，由于该系统能够进行智能化的管理和监控，因此，该系统能够对一些模拟变量、开关情况以及一些突发事件信息进行收集和归纳，并且进行模型的建立以及计算等，不仅如此，该系统还能够为系统日常的故障诊断提供有效的数据支持。其次，该系统还具有自动报警装置，也就是说在系统中录入了大量的预告信号以及事故信息，当线路运行过程中出现了一定的变压器温度超高、线路电流负荷过大的现象时，该系统能够自动检测到这些现象的存在，从而体现出预防的功效，不仅如此，当出现这些故障的时候，该系统还会立即闪光、声音报警等，提示工作人员注意和检修。此外，该系统还有一定的记忆功能，当故障发生的时候，它不但能够自动地做出一些保护措施，还能够对这些事故发生的过程进行详细地记录，当维修人员赶到的时候就可以通过调取这些记录来详细地了解当时发生故障的情况以及工况图等细节内容，这样可以有效地缩短排查的时间，也能够为以后线路的改造提供支持。而且该系统还能够实现远程控制的特点，在该系统的设定中，各个现场中的设备能够和电力调度中心进行相互联系，工作人员在操控的过程中就可以在调度中心通过鼠标的点击来完成对整个系统的远程控制，方便快捷。最后，该系统还具有自动存储历史数据的功能。在该系统的主站中还设置有历史数据库，能够对一个周期内的运行、维修以及故障数据进行自动存储，而且还能够在系统中保存两年以上，当然，工作人员也可以根据工作的特点以及工作的需要来设置记录的周期，从而为城市轨道交通的运行提供有效的数据支持，保证其安全运行。
结语
综上，从系统运行方式调整的角度来看，接地变压器设有独立断路器的接线方式更可靠，但相配套的继电保护相对复杂，占地面积相应增加，建设成本也会有所提高。
参考文献
[1]中国土木工程学会.市域快速轨道交通设计规范:T/CCES2—2017[S].北京:中国建筑工业出版社，2017.
[2]宝明，金天凤，方恒堃，鲁放.中国城市轨道交通系统多制式发展综述[J].都市快轨交通，2018，31(01):45-50.
论文作者:秦汶贵
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
标签：供电系统论文; 轨道交通论文; 变压器论文; 系统论文; 变电所论文; 城市论文; 线路论文; 《基层建设》2019年第28期论文;