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淺談城市軌道交通供電設(shè)計論文
摘要：進入二十一世紀以來，隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展和城市化進程的加快，城市軌道交通也進入大發(fā)展時期。軌道交通配電作為軌道交通的重要構(gòu)成部分，起著非常重要的作用。
關(guān)鍵詞：電源；電力監(jiān)控；動照
城市軌道交通作為城市公共交通系統(tǒng)的一個重要組成部分，目前有地鐵、輕軌、有軌電車以及懸浮列車等多種類型，號稱“城市交通的主動脈”。它具有節(jié)能、省地、全天候、運量大、安全等特點，屬綠色環(huán)保交通體系，符合我國可持續(xù)發(fā)展的原則，特別適應于大中城市。
一、外部電源及主變電所
目前國內(nèi)城市軌道交通的供電方式主要有兩種類型：集中供電方式和分散供電方式。
當采用分散供電方式時，各牽引變電所、降壓變電所分別由既有電網(wǎng)就近引兩路相互獨立的35kV或10kV電源供電，軌道交通不設(shè)主變電所。采用集中供電方式時，設(shè)主變電所，從電網(wǎng)引入的電源少、接入電源的電壓等級高、一般不涉及城鄉(xiāng)電網(wǎng)變電所改造、由城鄉(xiāng)電網(wǎng)引至城市軌道交通主變電所的電纜徑路數(shù)量少、電源可靠性高、電源工程實施方便、使軌道交通自成供電系統(tǒng)、由于受電電壓高，受城鄉(xiāng)電網(wǎng)其它用戶故障影響較少、運營管理方便，產(chǎn)生的高次諧波注入電網(wǎng)影響相對較少。
二、中壓供電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成及電壓等級
根據(jù)接線形式的不同，中壓網(wǎng)絡(luò)有兩種基本構(gòu)成形式：一種是把全線的車站變電所劃分成幾個供電分區(qū)，每個分區(qū)通過最靠近主變電所（或電源開閉所）的車站從主變電所（或電源開閉所）引入兩路電源，分區(qū)內(nèi)的各車站變電所以環(huán)網(wǎng)形式連接；另一種是把兩個相鄰車站的變電所為一組，兩個車站各從上級變電所取得一路主電源，從相鄰站得到另一路電源。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能的不同，為牽引變電所供電的中壓網(wǎng)絡(luò)可稱為牽引網(wǎng)絡(luò)；為降壓變電所供電的網(wǎng)絡(luò)可稱為動力照明網(wǎng)絡(luò)。
三、牽引網(wǎng)方式的選擇
我國目前城市軌道交通的牽引網(wǎng)受流方式分為兩種，一種是接觸軌受流，另一種是架空接觸網(wǎng)受流，接觸軌受流方式又分為DC750V與DC1500V兩種情況。
這兩種相比較接觸軌系統(tǒng)景觀效果好，系統(tǒng)維護管理方便，但投資較大，且適應行車速度較低，在遇緊急情況時，存在一定的人身安全隱患。架空接觸網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)成熟，投資小，適應行車速度較高，安全可靠性高。
四、牽引變電所分布方案
正線牽引變電所的數(shù)量、位置及容量，需根據(jù)線路平縱斷面資料、行車組織方案、車輛編組及負荷情況，通過牽引供電計算確定，牽引變電所之間采用雙邊供電，以提高供電質(zhì)量和節(jié)省能源。
五、電力監(jiān)控系統(tǒng)
電力監(jiān)控系統(tǒng)是由設(shè)置在控制中心的主站監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)置在各種變電所內(nèi)的綜合自動化子系統(tǒng)以及聯(lián)系二者的傳輸通道及供電車間復示終端構(gòu)成，系統(tǒng)采用計算機型監(jiān)控裝置，結(jié)構(gòu)形式為1：N點對點結(jié)構(gòu)形式。
（1）主站——設(shè)在控制中心內(nèi)的主站監(jiān)控系統(tǒng)。
（2）被控站——設(shè)在主變電所、牽引降壓混合所、牽引變電所、降壓變電所等內(nèi)的綜合自動化系統(tǒng)。
（3）傳輸通道——利用通信專業(yè)提供的數(shù)據(jù)傳輸通道。
（4）供電車間復示終端——通過調(diào)度系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)信息監(jiān)視全線供電系統(tǒng)設(shè)備的運行情況。
各線分設(shè)電力監(jiān)控系統(tǒng)，對本線的主變電所、牽引降壓混合變電所、降壓變電所、牽引網(wǎng)等主要供電設(shè)施的運行狀態(tài)及雜散電流的相關(guān)參數(shù)進行實時監(jiān)視、控制、數(shù)據(jù)采集及處理，在控制中心集中實現(xiàn)供電設(shè)備的自動化調(diào)度管理，以確保牽引供電系統(tǒng)和各線的電力變配電系統(tǒng)安全可靠和經(jīng)濟運行。
六、接觸網(wǎng)系統(tǒng)
接觸網(wǎng)系統(tǒng)是向電動車組提供電能且無備用的供電設(shè)備，接觸網(wǎng)研究和設(shè)計的原則應滿足行車速度、提高技術(shù)經(jīng)濟性能、實現(xiàn)運行安全可靠要求。
七、動力照明系統(tǒng)
1、降壓變電所
車站可根據(jù)用電負荷的分布，在負荷集中的一側(cè)設(shè)降壓變電所，并與牽引變電所合建為混合變電所。車輛段、控制中心根據(jù)用電負荷的分布，設(shè)置室內(nèi)降壓變電所為用電負荷供電。
2、動力照明
（1）負荷等級劃分。1）一級負荷。通信、信號、應急照明、消防設(shè)備、事故風機、防災報警設(shè)備、計算機系統(tǒng)、重要排水泵、自動售檢票設(shè)備、疏散用自動扶梯及垂直電梯、自動報警系統(tǒng)設(shè)備等。2）二級負荷。站臺站廳公共區(qū)照明、附屬房間照明、普通風機、一般給排水泵、自動扶梯、電梯、排污泵等。3）三級負荷。空調(diào)機、電熱設(shè)備、廣告照明、清掃及維修機械、鍋爐設(shè)備等。
一級負荷應由雙電源雙回線路供電，在供電系統(tǒng)某些部分發(fā)生故障時也要保證對其供電。
二級負荷平時由變電所任意一段一、二級負荷母線供電。
三級負荷平時由一路電源供電，當只有一路電源時，應及時從電網(wǎng)中切除。
（2）動力照明配電及控制方式。1）動力設(shè)備配電及控制方式。動力設(shè)備主要采用放射式配電，部分容量較小、相對集中的二、三級負荷可采用樹干式供電。重要一級負荷如信號、通信、車站綜控室設(shè)備、變電所自用電、自動售檢票、消防泵等直接由降壓所采用雙電源供電至設(shè)備末端。
動力設(shè)備控制方式：消防設(shè)備采用就地控制、車站控制室控制、控制中心遠程控制三級控制方式；其它動力設(shè)備根據(jù)具體工藝流程的需要采用就地控制、車站控制室控制、自動控制等三種方式。2）照明設(shè)備配電及控制方式。車站照明按功能分為一般照明、應急照明(兼值班照明)、廣告照明、標示照明、設(shè)備管理用房照明、安全照明等，其配電方式采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式。
應急照明及疏散誘導指示照明采用EPS集中供電，容量滿足90分鐘供電的需要；車站一般照明光源以日光燈為主，公共場所的燈具選擇應以建筑形式相配合；車輛段、停車場等室外場所采用彎燈及投光燈鐵塔照明。
照明控制方式：附屬房屋照明燈具采用就地控制方式；公共區(qū)一般照明采用智能照明控制系統(tǒng)控制；應急照明由防災自動報警控制。
（3）綜合接地系統(tǒng)。各車站均設(shè)置綜合接地網(wǎng)，以滿足牽引變供電設(shè)備、車站機電設(shè)備、通信信號等信息設(shè)備、給排水管及其它接地的要求，接地電阻一般情況下不大于1Ω。對于地上車站綜合接地網(wǎng)盡量利用建筑基礎(chǔ)內(nèi)的自然接地體，若不能滿足設(shè)計要求時應敷設(shè)人工接地體。
為保證供電系統(tǒng)運行可靠，必須有一個合理的供電方案，使性能價格比合理，操作方便，建設(shè)標準適中，機電設(shè)備等大部分采用國內(nèi)技術(shù)成熟的產(chǎn)品，有效地控制了投資，國民經(jīng)濟效益顯著。
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