城市轨道交通牵引供电及电力技术探究
刘维 陈亚慧
【摘? 要】近年来，城市化进程逐步加快，城市轨道交通全面建设能有效调节城市交通发展压力，受到多方部门广泛关注，所以当前对城市轨道交通牵引供电系统与相关电力技术进行探究具有重要意义。论文对城市轨道交通牵引供电系统进行概述，分析系统基本组成，再对电力技术应用进行探析，促进我国交通行业全面发展。
【Abstract】In recent years， the urbanization process has been gradually accelerated， and the comprehensive construction of urban rail transit can effectively regulate the pressure of urban traffic development， which has been widely concerned by various departments. Therefore， it is of great significance to explore the current traction power supply system and related power technology of urban rail transit. This paper summarizes the traction power supply system of urban rail transit， analyzes the basic composition of the system， and then probes into the application of power technology to promote the overall development of China's transportation industry.
【關键词】城市轨道;交通牵引供电;电力技术
【Keywords】urban rail; traffic traction power supply; power technology
【中图分类号】U223? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2020）05-0166-02
1 引言
在现代化城市发展建设中，城市轨道属于新型交通工具，与各类交通方式相比其具有诸多应用优势，如噪声与污染较低，不会产生交通拥堵等问题。在诸多人口数量较多以及交通格外拥堵的城市，城市轨道交通作用能进一步显现。本文对城市轨道交通牵引供电系统进行概述，分析系统基本组成，再对电力技术应用进行探析，促进我国交通行业全面发展。
2 城市轨道交通牵引供电系统概述
在城市轨道交通牵引供电系统发展来看，其主要能分为两种基本组成类型，分别是交流牵引供电和直流牵引供电。在社会发展新时期，我国多项技术全面发展，直流与交流牵引供电模式开始进行融合，形成整体运行效率较强、应用性能较高的双制式供电系统，对城市轨道交通电动机车、地铁、轻轨等进行稳定供电。通过对城市交通牵引供电系统与电力技术进行探究，能优化轨道交通运行诸多安全问题，拓宽运输空间，提升轨道交通运行稳定性。
2.1直流制
当前为了提升社会生产生活电压供应稳定性，在城市变电站、牵引网、接触网安置以及运行中会选取1500V直流电供电模式。其中双轨道交通牵引运行中整体用电需求量较大，在运行中两端都要供电。此类模式能有效防止当其中一端供电系统产生故障之后，另外一段供电系统还能继续运行，提升城市轨道交通运行稳定性，不会产生严重交通故障。另外，还要发挥出直流牵引供电网保护作用，全面发挥杂散电流保护作用，在完整的运输网中促使电能电压能均匀分配，推动各个用电器能稳定运行。针对长距离线路运输，具有良好保障作用，不会因为线路过长导致故障问题发生。此外，城市轨道交通变电模式合理应用，能对供电范围进行控制，避免项目经济资源损耗问题较高，导致直流制牵引系统不能在大范围城市轨道交通中应用建设。
2.2 交流制
交流制牵引供电系统与直流制牵引供电之间具有较大差异性，其主要是选取单向链接方式。在变电站内部组成中主要是装配两个稳定电压器，发挥出双绕组单项变压应用作用，促使其完整结构能建立成开口三角形。此类形式应用较为稳定，能保障其正常运行。在电网接入端属于高压端口，能提升用电操作稳定性。对完整的交流牵引供电系统应用来看，全面降低电压至关重要，所以需要建立针对性的降压系统。此系统就是在供电系统运行过程中，结合实际需求在各个区间合理布设，这样能促使完整系统规范化运行。但是对当前交流牵引供电系统设备应用耐磨损性提出了更高的要求。
3 牵引供电系统内部组成分析
3.1 供电方式
地铁是当前常见的城市轨道交通方式，在运行过程中大多都是选取双边供电方式，其中有一段牵引网是通过左右两端牵引变电一同担负，能对牵引网中电压损失进行控制。这样能有效降低管理变电对城市电网发展中产生的影响。在城市轨道交通大范围扩大背景下，大范围应用集中供电方式能有效提升轨道交通发展速率，对维护社会稳定发展具有重要作用。在城市轨道交通中，铁路运行重要性日益显现，所以对其基本供电方式进行探究具有重要作用。从发展现状中能得出，在常见铁路运行中，选取的供电方式较多，主要有直接供电、自耦变压器供电、带回流线直接供电等。在各类供电方式中带回流线直接供电方式应用范围较广，此类供电形式在应用中就是通过吸流线对电流进行牵引，降低钢轨电流和回路之间产生的阻抗性，能有效控制通信干扰问题。此类供电方式在应用中组成结构相对简单，在后续运行维护中便捷性较高，能大面积进行推广。
3.2 接触网
接触网属于架空的网状组成结构，又能将其称为架空接触网、高架电缆以及架空电缆。在城市轨道交通系统稳定运行中，其是常用的供电网络模式，在运行过程中单方面应用导线某个电机或是金属轮轨来保障电流的回流。根据其组成结构与应用性能差异性，能分为柔性与刚性接触网等。其中柔性接触网在运用过程中，主要是发挥出导向运行性能，促使各个支撑点负荷能有效控制，其在城市轻轨、无轨电车应用中范围较广。但是此类模式中悬挂点硬度较高，整体跨度相对较小，能在运行过程中产生略轻的震荡。刚性接触网即是在力学结构作用中，通过硬质金属条对传统软质导线进行替代，实现刚性悬挂，在应用中不要对列车与轨道进行更换，具有诸多极电弓，能提升其运行效率。
4 城市轨道交通牵引供电电力技术探析
4.1 基于第三轨供电技术
第三轨供电是当前我国城市轨道交通项目建设中常用的供电网络，在材质中主要是选取钢铝复合型材料，此类材料具有良好的导电性能。促使牵引网在建设过程中电能损耗问题会不断降低，不用在轨道沿线设定馈电电缆，对项目建设成本进行控制。第三轨在结构组成中主要有防爬器、底座、接头等，其中接触轨接头主要是由两种组成，分别是正常接头与温度伸缩接头。正常接头安装中要选取铝制鱼尾板进行固定，支持点距离能保持在600mm之上。温度伸缩接头应用能对温度变化进行控制，对接触轨伸缩性进行调控。第三轨组成机构相对简单，在安装与维护阶段消耗的费用较低，受到自然天气要素影响较低，能在小尺寸隧道进行应用。
4.2 直流牵引供电系统绝缘技术
接觸网中导线有一个电极，通过集电装置与金属轮轨能实现电流有效回流，存有导线问题。在城市轨道交通项目建设中，应用无轨电车此类胶轮系统，要选用两个集电杆进行取电。对城市轨道交通牵引直流供电系统绝缘保护具有重要作用，在城市轨道交通牵引直流供电系统中，将牵引直流供电系统直流负极与正极能设定绝缘保护系统。在系统中直流负极进行接地处理操作，能使得直流电源负极产生迷流回路概率全面增加，对轨道交通系统运行会产生较大影响。
4.3 交流牵引供电系统电缆牵引网分段供电和保护
在城市轨道交通牵引交流供电系统中电缆牵引网安装，通过实施牵引网分段供电方式能对电能传输过程中产生的消耗问题进行控制。在正常情况下，应用1500V直流电压对牵引网有效供电，较少情况下会选取750V电压进行供电。在牵引网应用中要选取上下两条线路作为基本支撑，将两条线路进行并联。要对变压器采取统一化管理措施，对区间线路选取分段电能传输，此类方式可以对线路进行分段保护，对故障发生影响程度进行判定。
5 结语
近年来，我国各个城市发展交通压力较大，诸多城市开始扩大轨道交通线路建设。为广大群众正常出行提供较大便利，对城市轨道供电系统应用也具有较大挑战。在诸多人流量较大的城市，要求供电系统能满足车流量高峰阶段供电要求。所以当前在城市轨道交通系统建设中，要进行深入探究，缓解城市交通发展压力。
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