摘要：轨道交通供电系统是轨道交通系统的重要组成部分，为轨道交通车辆提供动力来源，以保证轨道交通的正常运行。本文分别从轨道交通中的直流牵引供电技术、交流牵引供电技术以及非接触供电技术三个方面着手，简要分析了这三种供电技术的原理和构成，以供相关人员参考。
关键词：轨道交通；直流牵引；交流牵引；非接触供电技术
进入二十一世纪以来，我国城市化进程进一步加快，同时促进了我国交通运输行业的快速发展和进步。在轨道交通建设与使用过程中，加强对轨道交通供电技术的研究工作，有助于促进轨道交通的安全、顺利运行。特别是对轨道交通供电系统的改进，能够在很大程度上提高轨道交通的运行效率，对我国交通运输行业的进一步发展有十分重要的现实意义。
1.轨道交通直流牵引供电系统有关技术
1.1直流牵引供电系统构成
轨道交通与其他各种轨道交通一样，其供电系统也是由供电车间、牵引变电所、动力照明配电系统以及接触网等多个系统构成。其中牵引变电所与接触网组成直流牵引供电系统，而动力照明配电系统由降压变电所与动力照明配电系统一起组成。
1.2接地技术和保护配置
轨道交通中使用的直流牵引供电系统常常出现迷流现象，因此，需要在机组直流正负极内采取一定的对地绝缘保护措施。若让直流供电系统的负极直接接地，其电源负极就极易出现地网回流迷流回路问题，这就会促使迷流回路的电阻大大降低，同时严重危害到系统相关金属设备[1]。
另外，在直流设备发生短路过程中，如果直流牵引负极直接接触到地面，就会导致直流电源设备发生更为严重的短路问题，甚至可能产生过高的电流冲击。在这个时候，若保护装置无法切断故障设备与其他设备的连接，就会在很大程度上对直流牵引供电系统的安全造成威胁。为了防止发生以上各种问题，在设计轨道交通直流牵引供电系统过程中，设计人员应将直流正负极设计成绝缘形式，如此不断能最大程度地避免迷流问题威胁到供电系统的安全，还可以有效避免危害程度较高的短路现象。
1.3漏电保护技术
第一种，在建设轨道车站的过程中，增加接地轨建设，直流供电系统在接地轨与桥体有效连接的状态下能够达到非常好的接地效果。在轨道交通到达车站时，通过良好的接地能够将供电系统内运行中产生的很多电荷充分释放出去，从而在很大程度上保证了轨道交通设备以及乘客的安全。
第二种，直流供电系统漏电保护技术是指在轨道交通的所有路段架设接地轨，以确保轨道交通全过程都能实现接地，这种情况下轨道交通就不容易产生静电电荷，以实现从整体上保护轨道列车的目的。
第三种，连接负极轨与轨道车体，之后再将负极轨设置在牵引变电所接地处。该漏电保护技术可以有效避免城轨列车运行中不断积累静电电荷，同时还能在一定程度上降低接地轨建设成本。不过该技术的缺点是需要采取较高水平的电气绝缘与保护装置相关措施。
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2.轨道交通交流牵引供电系统有关技术
2.1交流牵引供电系统的构成
轨道交通交流牵引供电系统以单向链接方式为主，在变电站内安装两台变压器，通过双绕组单项变压，使系统结构以开头三角形的形式呈现出来，其电网接入侧是高压侧。高压侧内部存在两个端口与一个公共端口，其余端口分别连接在牵引母线上，而低压侧端口在接地的那一端。
从交流牵引供电系统的降压系统方面来看，轨道交流供电系统终端设有加压系统，并且在轨道所有区域都设置有加压系统，这样能够有效保证轨道线路中的照明系统可以持续正常运行。同时由于交流牵引供电系统长期处在动态取流状态中，所以常常会有非常大的瞬间接触压力产生，这就对该类型牵引系统设备的耐磨性提出了很高的要求。
2.2交流牵引供电系统相关技术
第一点，电缆牵引网。若在交流牵引供电系统建设过程中，通过交流电为接触网供电，就可以采用并联形式，并有效建设备用供电线路，这两条线都可投入使用，并且相互备用[2]。相比于直流供电，该交流供电方式进一步提高了供电的可靠性和稳定性，使供电总量相应增加，从而有效减少功率的损失。
第二点，牵引网分段供电与保护。牵引网可以实现远距离传输，并且其输送量也很大。如果在此过程中采用上下并行线路，则会加大其运行成本，而且其搭建工作也十分复杂，因此可以采用分段供电方式。不仅可以达到同步供电目的，还能有效进行分段施工。同时，为了保证施工的便捷性，应统一管理变压器，在该区间的所有线路凑采用分段传送的形式，以增强系统的可靠性，还可以对各分段实行有效保护，从而大大降低系统故障风险。
第三点，主变电所供电方案。该供电方式是从交通线中设备数量与位置出发，合理设计多线、单线或双线等方案，以满足各种设备的实际需要。
3.轨道交通非接触供电技术
3.1非辐射磁共振耦合供电技术
非辐射磁共振耦合技术是通过两个及以上具有一样谐振频率和高品质因数的电磁系统，利用特定频率工作模式中的电容和电感强耦合作用下产生的电磁谐振，大量交换后的高频能量被负载吸收。这种技术能够在若干米内达到无线供电目的，并能绕过障碍物进行高效率传输，属于一种潜力非常大的供电技术。但该系统工作频率过高，很容易干扰到周围的电子器件，而且高频率的电磁波也会危害到周围的生物体。目前该技术还在进一步研究中，主要研究方向应侧重于其应用的安全性。
3.2基于分离变压器的电磁感应耦合供电技术
以分离变压器原理为基础的电磁感应耦合供电技术是通过一次侧与二次侧线圈间的电磁感应耦合来实现能量传输目的的，其中一次侧线圈为供电体，二次侧线圈为受电体，这两种线圈可等效成一组分离的变压器，如果供电体有高频电流流过，受电体会对同频电功率有所感应，其传输功率非常高，可达到上百千瓦。同时基于分离变压器原理的电磁感应耦合供电模式，是松耦合电磁感应能量传输系统，一次侧与二次侧之间能够实现相对运动，在一定程度上增强了电力设备供电的安全性和灵活性。现阶段，这种供电技术已经在轨道机车、港口巷道机械以及电动汽车等多个领域内普遍应用。
4.结束语
轨道交通供电技术具有很强的综合性特征，所以供电系统工作人员必须高度重视。在轨道交通供电技术的具体应用中，相关技术人员应具有较强的责任意识，密切关注轨道交通供电系统的运行状况，并积极进行供电技术的创新工作，不断增强轨道交通供电系统的安全性和可靠性，从而有效提升轨道交通的实际运行效率。
参考文献：
[1]张竹林.浅谈现代有轨电车迷流危害及防护[J].科技视界，2016（3）：108-108.
[2]史志成.地铁接触网方式牵引供电系统开关设置探讨[J].电气时代，2017（7）：47-48.
论文作者:刘鑫华
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第13期
论文发表时间:2019/1/23
标签：供电系统论文; 轨道交通论文; 技术论文; 系统论文; 负极论文; 轨道论文; 变电所论文; 《建筑细部》2018年第13期论文;