地铁和电气化铁路的牵引供电系统比较分析.docx

地铁和电气化铁路的牵引供电系统比较分析摘要：我国经济与科技快速发背景下地铁网络规模不断扩大，社会整体运行效 率逐步提高牵引供电的发展与成熟广泛应用使得地铁与电气化铁路发展极为迅 速同时，这个过程中人们也越来越关注牵引系统的稳定性与安全性，因为一旦 出现故障就可能造成生命或财产损失为了提高牵引供电系统稳定性，笔者对比 了地铁与电气化铁路的牵引供电系统，具体进行如下论述，以期为该系统的应用 起到借鉴作用关键词：地铁；电气化铁路；牵引供电系统；分析目前我国电力牵引系统技术的发展逐步走在世界的前端，就牵引供电系统结 构分析，其具有较高的精度、且结构复杂，这就需要在具体的工作中保证其安全 性，给其提供稳定且合格的电力，为地铁与电气化铁路安全运行奠定基础［1］但 是要注意，地铁与电气铁路在运行过程中需要制定一定的应急预案，全面提高地 铁与电气化铁路牵引供电系统可靠性1. 地铁牵引供电系统配电常用方式1.1集中供电城市地铁供电系统主要以集中供电为主，也是比较常用的一种供电方式，即 通过城市电网接入电源，并依据城市轨道长短以及用电容量长短建立专门变电站 35kV中压网络通过纵向方式将上下级的变电所、降压变电所等连接起来就构成了 电网主体，下级各变电所通过横向联通的方式形成了轨道交通内部供电网络，这 种集中供电的方法对城轨公司而言有利于其进行集中管理，且出现任何供电问题 都可以一次性集中进行解决。

此外，每个牵引变电所之间都是以10kV与35kV环 网电缆供电为主，最大限度提高了电力系统的可靠性［2］1.2分散供电分散供电方式接入方式遵循城轨供电原则，通过城市电网引入多路电源，且 通过区域变电所进行降压供电，且供电所主要应用的是19kV电压，因此在地铁 供电过程中采取分散供电方法可以有效保障降压变电所与牵引变电所可以得到双 路电源，有利于提高供电稳定性2. 电气化铁路供电系统分析2.1铁路牵引供电系统构成铁路牵引供电系统是一种对供电功率要求很高的系统，若没有达不到一定功 率，则很难维持其快速运行，这就需要依赖外部专门供电装置，以此达到提供列 车电能的作用牵引供电系统主要通过电气化铁路接入电力系统输电网络中经 变电降压转换后给电力机车提供动力的一种电力供给网络由于铁路牵引过程中 功率较大，因此其与其他的电气化铁路系统相比产生负序电流的问题更加明显［3］ 因此，为了解决该问题，目前铁路牵引变电所在设计容量时也越来越大，主要是 为了可以达到扩大负序电流承载能力的作用但该方式需要投入较大的资金，且 并不能完全解决负序电流对电力系统产生的负面影响，这就需要其探索新的解决 方法解决供电系统存在的负序电流。

2.2铁路牵引供电系统供电常见供电方法2.2.1直接供电直接供电也被人们称为单边供电，供电原理指的是应用电力化铁路产生单项 交流符合且可以在周围接触网上发生的交变磁场，最终形成了电磁波，一定程度 上会干扰周边的通信设备等，甚至对铁路周边正常生活产生影响当前阶段我国 主要应用同轴电缆，接触网很少对电磁产生干扰，且不惜要采取防护措施，很少 对周边产生影响，可忽略不计但当前时代背景下电磁干扰问题也发生诸多挑战 部分通过在接触网与接触悬挂相同高度的位置接上附加导线的方法消除电磁感染， 电力被牵引时附加导线也会产生接触网大小相同、方向相反的电流，以此达到相 互抵消作用［4］2.2.2自耦变压器供电自耦变压器借助55kV输出电压，在自耦变压器耦合中各接触网传输电力，并 于变电所的某一端接入，之后通过点端口将正馈线接入，一般来说这种正馈线主 要架设与空旷无人区，确保接触悬挂线与其高度抑制，之后连接抽头与钢轨正 馈线在其中所起的作用与BT供电方式在的NF线基本一致，可达到防干扰的作用， 但前者具有的抗干扰功能更佳此外，还应该在正馈线的下方架设一条保护线， 以此避免接触网绝缘破损时保护跳闸，且还可以达到预防干扰或者是避雷作用。

2.2.3直供加回流直供加回流供电方法工作原理是供电带回流线的直接供电，该供电方式连接 了钢轨，且还具有一定的预防干扰的作用，且不需要附加吸流变压器就可以有效 改善网压，最大限度简化了网络结构，为供电系统提供稳定、安全的运行环境3. 地铁和电气化铁路的牵引供电系统保护原理分析3.1地铁运行牵引供电系统保护原理就地铁供电系统分析，其包含了直流牵引系统与交流中压系统两个方面，目 前我国已经形成专门的规程与行业规范保护交流中压系统，是目前科研人员做出 可行、可靠方案的重要保证直流牵引供电系统保护最突出的特点就是系统具有 "多源性〃与消除多发区在保护过程中最基本的就是在发生短路故障时要立即将 电源切断，避免引发其他事故［5-6］故障多发区的消除是优化资源配置的体现， 因此要想达到提高系统稳定性的作用就要严格按照相关规定进行，以此排查故障， 及时更换高发问题的设置与系统，定期检查与保养除了上述提到的措施之外还 可通过提高地铁牵引供电可靠性的方式实现首先，强化对牵引供电系统的管理， 加大力度培训设备操作工，通过定期考核的方式提高工作人员综合能力其次， 以不定期或定期的方式进行演习，提高从事检验工作人员对故障设备的应急处理 能力，让其可以在最短的时间内处理紧急问题，最大程度降低故障带来的危害。

最后，应用分点式电路供电方法，在电路发生故障时要避免电路受到影响，否则 就会出现交通堵塞甚至瘫痪3.2电气化铁路牵引供电系统保护原理电气化铁路牵引系统主要受到牵引负荷的影响，这一定程度上也会对变压器 温度产生影响实际上，铁路牵引系统中变压器温度升高以及容量负荷都会直接 影响电气化铁路牵引供电系统的使用寿命［7］若牵引的负荷增加，则很容易使得 增加牵引变压器的温度，进而对变压器的使用寿命产生影响这就需要工作人员 在工作中结合具体的运输要求采取不同的优化方法，这不仅可以达到节省电力费 用开支的作用，而且又能让牵引变压器的寿命损耗降低，可以说是最大程度地提 高了经济效益4结束语近年来我国城市交通压力越来越大，各个地区正如火如荼的建设铁路与地铁， 且我国很多城市的铁路与地铁建设已经逐渐步入正轨电力供应无论是对地铁还 是对电气化铁路来说最主要的动力就是电力供应，且牵引供电系统的安全与稳定 一定程度上直接影响了地铁的运行质量，一旦出现电力供应等问题都可能威胁乘 客的生命与财产安全，这就需要工作人员积极应用新的建设方案以及最新的技术 确保牵引供电系统的安全可靠，提高牵引变压器的使用寿命与过载能力，使其快 速适应当今快节奏的生活。

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