城市轨道交通供电系统及电力技术探析

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城市轨道交通供电系统及电力技术分析

作者：宗玉博

来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第11期

【摘 要】城市轨道交通供电系统的稳定性和可靠性是城市轨道交通正常有效运行的重要保障，该文介绍了城市轨道交通供电系统的组成、结构及各技术在地铁中的应用，并对供电系统中的电力技术进行了分析，提出了解决问题的方法。

【关键词】城市轨道交通；供电系统；牵引变电；电力技术

供电系统是城市轨道交通的动力源泉，负责线路电能的供应和传输，关系到整个城市轨道交通运行的质量和效率。随着城市轨道交通网络越来越发达，运营线路越来越长，对城市轨道交通供电系统可靠性提出了更高的要求，因此研究并探讨其供电系统结构及电力技术分析就具有重要的现实意义。

1 城市轨道交通交流牵引供电系统概述

列车在运行时候的动力来自于牵引电机，牵引电机有两种，分别是直流牵引电机和交流牵引电机，列车目前采用交流牵引电机的数量越来越多，主要是交流牵引电机的功率承受能力高于直流牵引电机，直流牵引电机具有换向环等机械结构，而交流牵引电机没有，所以交流牵引电机能够在更高的转速下面工作，因此目前轨道交通列车上的直流牵引电机也越来越快的被交流牵引电机锁取代。

交流牵引供电系统链接方式为单向链接，它具有两台变压器，变压方式为双绕组单向变压，它的外部结构看起来像是一个开口的三角形，电网的两端分别是高低电压，低压的一端接地，高压的一端是电网的接入端，其他的端口与牵引电机的母线连接，供电系统的终端是需要降压的，所以加了降压系统，但是其他地方，比如照明用电需要偏高一点的电压，所以也就采用了增压系统，这样方便其他用电器正常工作。但是交流牵引供电系统长时间需要处于取流的状态，也就导致了牵引供电系统的接触结构的长期摩擦，需要非常耐磨的材料才能满足这种要求。

2 电源系统供电方式

城市轨道交通牵引供电及电力技术

摘要：我国在发展过程中一直都十分注重城市化建设。近年来，我国城市化进程在不断加快，城市轨道交通建设规模日渐扩张，这在给人们生活带来极大的便利的同时，也使得其面临更大的运行压力。对于城市轨道交通来说，供电系统是保证自身正常运行的前提，一旦供电系统出现故障则会引发一系列连锁问题。对此，本文在具体研究过程中从多方面入手，首先分析了轨道交通牵引供电系统的具体构成，进而详细阐述了轨道交通的电力技术。

关键词：城市轨道交通；牵引供电；电力技术；技术分析

随着时代的不断发展，人们的生活水平在原有的基础上得到了极大的提高，与此同时人们对于出行也提出了更多的需求，为了不断满足人们日益增长的需求，各个城市在发展过程中都必须要加快城市轨道交通的建设。城市轨道交通具有许多优势，既能减少污染的产生，同时也能防止城市交通拥堵问题，积极进行城市轨道交通建设有利于推进城市化的进程，对于城市轨道交通来说，必须要对牵引供电以及电力技术进行深入细致的研究，对于相关技术进行不断的优化和完善，以此来推进城市轨道交通的快速发展。

1.

城市轨道交通发展的概述

目前人们所指的城市轨道交通包含地铁、轻轨以及公交车等公共性交通，城市轨道交通也有较长时间的发展历史，世界上第一条轨道交通是在英国建成，由于受到当时科学技术水平的限制使得该条轨道的建设花费了9年的时间。在完成建设以后，轨道投入了正常的运行，给人们的出行带来了很大的便利。第一条轨道交通主要是利用蒸汽机来作为牵引动力，也正是由于第一条轨道交通的出现，奠定了后续轨道交通发展的基础。随着时代的不断进步，人口数量的增加使得交通拥堵问题变得越来越严重，发达国家在发展过程中充分认识到了交通拥堵问题的严重性，并且开始注重对城市轨道交通进行研究，我国在发展过程中也一直致力于对轨道交通进行研究和优化，目前我国已经成为世界轨道交通运行里程数最长的国家之一。在未来的发展过程中，随着科技水平的不断提高，我国相关技术还会得到进一步的优化和完善，这样则能推进城市轨道交通得到更好的发展。

城市轨道交通供电系统及电力技术分析

随着城市轨道交通的不断发展，轨道交通供电系统的可靠性和安全性显得尤为重要。轨道交通供电系统主要由负载侧供电系统和电力侧高压电源系统两部分组成，其中负载侧供电系统是保证轨道交通列车提供稳定电力的重要组成部分，而高压电源系统是保证负载侧供电系统稳定运行的关键。

负载侧供电系统包括折线切割、双极供电、单极供电等多种方式，其中双极供电是目前常用的一种供电方式。双极供电系统下，由于车辆双极接触网的接触头与导线之间的接触面积很小，接触面的磨损加剧会导致接触电阻增大，从而使电流密度增大，导致接触头和导线烧损、温升过高，影响供电稳定性。因此，负载侧供电系统必须选择耐磨、导电良好、耐高温和耐腐蚀性好的材料，确保供电系统能够长期稳定运行。

电力侧高压电源系统则是指供电系统从电力接入点开始到太阳能光伏板、火力发电厂等发电厂所构成的一系列高压输电、变电、配电等系统。高压电源系统的稳定性和安全性对整个轨道交通供电系统都有着决定性的作用。为防止供电系统的瞬时过载和短路，高压电源系统应有足够的机制来保障供电系统的安全性。同时，为了提供稳定的电力供应，高压电源系统应该优化设备的布局和组成，以达到最佳的供电效果。

进一步，新能源技术的发展也推动了城市轨道交通供电系统的发展。光伏板和风力发电机等新能源设备也成为城市轨道交通供电系统的一部分，提高了供电系统对环境的依存度和可靠性。通过将新能源设备集成入过往设备，可以使城市轨道交通供电系统的发电效率得到提高，并且降低对传统能源的依赖。

综上所述，城市轨道交通供电系统是一项在城市建设中至关重要的设施。在不断拓展城市轨道交通规模的同时，供电系统的可靠性和安全性尤为重要。供电系统在高压电源系统和负载侧供电系统两方面都要保障稳定性和安全性，并依据新能源技术的发展不断完善、改进。

城市轨道交通供电系统及其关键技术

摘要：在城市里，地铁、轻轨等交通工具的普及，给人们带来了极大的便利，也极大地提升了人们的生活品质。在城市轨道交通中，交流牵引电源是一种非常重要的电力供应方式，它所涉及到的一些关键技术问题，也是人们关注的焦点。随着电能技术的不断进步，电能技术已经被越来越多地应用于城市轨道交通，并引起了人们的广泛重视。本文对城市轨道交通中的电力系统和电力供应中的一些关键技术进行了分析，以期能给从业人员提供一些有关的参考。

关键词：城市轨道交通；供电系统；关键技术

交通运输是伴随着科技的快速发展而发展起来的。我国一、二线城市正在大力发展轻轨、地铁和高速铁路，这在方便人们出行的同时，也加大了城轨的电力供应压力。世界各地从事交通领域研究的专家们，更多地关注于电力驱动系统的设计与革新，包括直流驱动、交流驱动和两路驱动驱动系统。该电力系统是为了在高峰时，提供持续、有效、稳定的电力供应而设计的。所以，对大交通流量和人流密集地区的电力系统进行研究就显得尤为重要。在城轨交通中，采用了一条单向链接的方式，以达到电网与变压器的协同工作。在实际应用中，为保证供电系统的高效率，必须先设置两台单绕组、单相变换的变压器，再由电网构成一个开口三角。通过对电网高低压终端的合理布置，使得该电源的各个端口与牵引母线紧密相连，保证了整个电源的高效性。为保证在运行中的稳定，保证了城市轨道交通的正常运行。另外，针对长时间工作于动电流抽取环境的特点，在设备装配时，需增强设备的耐磨性能，以提高设备使用寿命。

1.城市轨道交通交流牵引供电系统概述

在列车行驶过程中，由牵引电机提供动力。目前，由于其负载容量较大，所以在交通中采用了越来越多的交流牵引电动机。直流牵引电动机有一个类似于换向环的机构，而交流电动机则没有。为适应运行的需要，目前已有大量的研究工作从传统的直流牵引电动机改为交流电动机锁。交流牵引供电系统是一种由两个变压器组成的单向线路。电压转换方式采用了双线圈的单向转换方式。其外观呈开口三角形。供电系统的一头是高电压，一头是低电压，一头是接地。高电压端与电力网相连，其它端口则与牵引马达的母线相连。在供电系统中，为了降低终端电压，增设了一个降压装置。但在其它方面，例如在照明方面，则要求稍高一些，所以也采用增压系统，以便于其它家用电器正常运转。但是，由于交流牵引供电系统要长期工作在电流输送的情况下，会造成对其接触结构的长期摩擦力，因此，必须要有极高的耐磨性。城市轨道交通牵引供电系统如图1所示