城市轨道交通牵引供电及电力技术分析

城市轨道交通牵引供电及电力技术分析

陈余

重庆市轨道交通（集团）有限公司 重庆市 401147

摘要：作为城市轨道交通系统的核心，交通牵引供电系统及电力技术使用水平，将会直接影响到城市轨道交通系统的运行稳定性与可靠性，做好城市轨道交通牵引供电及电力技术的合理运用十分重要。对此，本文在对城市轨道交通牵引供电系统进行分析的基础上，探析了现有的城市轨道交通牵引电力技术，旨在为相关人员提供参考。

关键词：城市轨道；交通牵引；牵引供电；电力技术；

引言

随着城市化进程的深入推进，城市人口数量呈现出快速增长的趋势，城市交通的管理压力越来越大，为有效缓解城市交通拥堵的情况，大部分城市开始进行城市轨道的建设。而在城市轨道的建设过程中，交通牵引供电系统是非常重要的组成部分，作用是对轨道交通系统提供电力供应，以满足系统运行过程中的电能需求，使系统可以正常、稳定的运行。当前城市轨道交通供电系统，采用的为交通牵引供电系统，此系统的组成结构复杂，运用的电力技术也比较多类型化，就城市轨道交通牵引供电系统及电力技术进行深入研究，对于提升城市轨道交通系统稳定性具有现实性意义。

1城市轨道交通牵引供电系统

经过长期的发展与改进，现有的城市轨道交通牵引供电系统分为两种类型，一种是交流牵引供电系统，另一种是直流牵引供电系统。这两种牵引供电系统在使用性能方面，优势不太相同，实际应用效果有待提升。因当前科技技术发展水平较快，交通行业迎来了众多的技术挑战，为提升交通行业的服务水平，促使交通行业能够向着更高水平的方向进行发展。交通行业领域及相关学者，在深入研究城市轨道交通牵引供电系统后，提出可以将交流牵引供电系统与直流牵引供电系统相结合，改进成双制式供电系统，用于为城市地铁、轻轨与电公交车提供电力。经应用实践后证明，双制式供电系统的使用稳定性极佳，可有效提升工作效率，能够为更复杂的电力需求，提供充足的电力支持。但由于双制式供电系统的应用时间较短，很多方面还存有改进之处，深入研究城市轨道的交通牵引供电系统，可解决城市轨道交通的安全问题，促进我国城市轨道交通系统的进一步发展。

1.1直流制牵引供电系统

从当我国城市轨道交通系统的应用现状而言，直流制牵引供电系统的应用比较少，多是应用于有特殊需求的供电系统中，如城市接触网、牵引网或变电站。此类需供电的工程，运行环境与要求比较复杂，确保运行过程中的稳定性，需采用直流1500V的供电方式。直流制牵引供电系统是在原有系统的改进下，将单一的牵引供电方式，改变为双边供电方式。相对于以往的城市轨道交通牵引系统，此系统的供电模式，优势在于系统运行过程中，若某部分的线路出现故障，无法进行正常的系统运行，备用的供电线路可立即接代此线路，为交通牵引供应电力。搭建直流制牵引供电系统时，采用杂散电流保护方式，可对供电网络中的各个线路，进行均匀的电能供送，对于远距离的电能供送需求，也能稳定的供应电能。因直流制牵引供电系统的应用模式，为单一的自身变电模式，供电距离与供电稳定性方面，使用效果比较差，所以需根据实际需求，确定是否适合使用直流制牵引供电系统。

1.2交流制牵引供电系统

搭建城市轨道交流制牵引供电系统时，供电方式为单向连接，即在同一个变电站中，安装的变压器数量是2台。实际安排安装时，安装工人采用的安装方式，多为双绕组的单项变压。在此种搭建与安装方式下，城市轨道交流制牵引供电系统的整个结构，形状是开口三角形。两台变压器设备的端口，分别安装到不同的位置，高压变压器端口安装到电网接入端，低压变压器端口安装到接地一侧，而其他的端口，则是连接到在牵引母线处。实际运用城市轨道交流制牵引系统时，需在建设过程中，在供电系统终端与线路之间，安装合适的降压系统，以使交流制牵引系统能够稳定的运行，照明系统不会出现太多使用故障。选择系统的组成设备时，应选择耐磨性设备，以提升系统的抗磨损性能。

2城市轨道交通牵引供电的电力技术

2.1基于接触网的供电网络技术

城市轨道交通运行的过程中，需要接触网作为供电网络，支持运行过程中所需电力。接触网的组成部分比较复杂，导线使用数量需根据实际情况确定，并且分为两种类型，一种是刚性接触网，另一种则是柔性接触网。其中，柔性接触网的应用比较广泛，支持多种布置方式，如链型悬挂与简单悬挂。柔性接触网的应用作用，多是用于电力传输，不具备承力性能，在运用过程中，可能会上下震荡。运用于轻轨与无轨电车时，悬挂方式为简单悬挂，合理布置导线，即可进行使用，若是用于长距离城市轨道中，悬挂方式为链型悬挂。不同于柔性接触网，刚性接触网在悬挂时，采用的悬挂材质为硬质金属条，具有较强的承力性，使用稳定性与可靠性良好。并且，我国轨道交通的线路布置方式，是从下路到上路，使用刚性接触网，可接触面积多，可以快速完成线路的无缝对接，有效规避线路脱落的问题。

2.2基于第三轨的供电技术

从当前我国城市轨道交通建设现状而言，第三轨供电网络的应用十分广泛，选用的供电线路材质，为导电性能比较高的钢铝复合型材料。由第三轨供电网络构建成的牵引网，能够有效减少电能的损耗，不需要再专门进行馈电电缆的安装，可降低建设成本。第三轨的组成部分比较多，为接触轨、接触轨头、端部弯头、防爬器与安装底座，接触轨头又分为两种，即正常接头与温度伸缩接头。其中，正常接头在进行使用时，为保障使用效果，安装方式应当采用铝制鱼尾板，对接头处进行无缝的固定，对于支撑点的距离，则需要控制在600mm以上。采用温度伸缩接头的目的，是为使接头在使用过程中，可对温度进行针对性的控制，有效调控接触轨的伸缩性。从第三轨的组成结构而言，安装操作比较简单，需要投入的维护费用较少，可在小尺寸的隧道中进行有效运用。

2.3直流牵引供电系统的绝缘技术

因城市轨道交通牵引直流系统的使用环境比较复杂，受到各种因素的影响，可能在使用过程中，出现迷流的情况，影响到城市轨道交通牵引系统的正常运行。若想有效规避此种情况，需要在城市轨道交通牵引直流系统运用时，做好绝缘的保护工作。绝缘保护功能的实现，可根据系统的实际运行情况，合理设置直流的正极与负极，将其作为绝缘保护系统。需要注意的是，若对于系统的直流与负极，全部进行了接地处理，可能会使直流电源出现迷路回流，这会提升轨道交通运行的故障概率。

结语：综上所述，受到城市发展的需求影响，未来城市轨道交通系统的建设，必然会进入到高速发展阶段。面对此种发展需求与背景，在建设城市轨道交通系统时，需要结合实际情况与需求，合理运用城市轨道交通牵引系统，以在科学规划与设计下，使城市轨道交通牵引供电系统的优势充分发挥，确保城市轨道交通系统的稳定性。对于城市轨道的电力技术，则需要选用合适的电力技术，以降低系统运行过程中的损耗，提升电能传输的效率与稳定性。

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