地铁和电气化铁路的牵引供电系统对比分析

地铁牵引供电系统分析摘要：地铁牵引供电由牵引变电所和牵引网两大部分组成，两者具有相互协调特征。

牵引供电和地面供电或配电系统的运行方式是有差异的，因此在设计时应尽可能地发挥系统交通，保障地铁的安全正常运行。

以下就地铁牵引供电系统及常见故障进行分析，供同行借鉴参考。

关键词：地铁；牵引供电；电力系统前言直流牵引供电系统的特点是“多电源”和保护的“多死区”，“多电源”是指牵引网发生短路时，双边供电两侧的牵引变电所向短路点供电，实际上是整条线的牵引变电所都是通过牵引网向短路点供电。

牵引供电系统根据需要可以有以下几种运行方式：①牵引变电所正常为双机组并列运行，以构成等效 24 脉波整流。

②一台机组退出运行时也可以有条件地单机组运行。

③系统中允许几座牵引变电所解列退出运行，条件是解列的变电所必须是至少相隔两座牵引变电所。

④牵引网正常实现双边供电，当一座牵引变电所故障解列退出运行，应实现大双边供电。

⑤只有在末端牵引变电所故障解列时才采用单边供电，如列车在牵引网末端启动时电压降超过运行值，可通过横向电动隔离开关将上下行接触网并联，以减小回路电阻，降低电压损失。

⑥本所整流机组都挂在 35kV 一段母线上，相邻牵引变电所的整流机组会挂在另一段 35kV 母线上，这提高了供电的可靠性。

一、牵引供电系统按双边供电设计双边供电是指任何一个馈电区同时从两侧牵引变电所取得两路电源。

地铁的牵引供电系统，在正线的设计和运营中，均应采用双边供电方式，因为双边供电具有明显的有点。

双边供电是设计必须满足的条件，也是正常运营的首选方式，单边供电不是设计的限制条件。

即使在一座牵引变电所故障解列时，也应采取技术措施实行大双边供电，同时应自动完成双边联跳条件的转换，这样可以减少牵引变电所数量，既节省建设投资，又减少运营费用，同时减小列车起动时的电压损失，降低功率损耗，有利于列车运行，并且不影响运送旅客的能力，这对运营是非常有利的。

双边供电示意图 1 所示，走行轨对地电位分布如图 2 所示。

地铁高压供电系统的方式及对比探究摘要：经济的快速发展促进了城市轨道交通水平的提高，作为一种快速、方便的出行方式，逐渐受到人们的青睐。

目前，地铁在我国城市交通中占有极其重要的地位，地铁为城市居民的出行带来了极大的便利。

地铁系统的运行主要依赖于地铁供电系统，地铁系统的供电方式由地铁内部供电系统以及外接电网供电系统组成。

下文对地铁系统中供电系统的分类进行逐一介绍，同时探讨供电系统的选择方式，以做好各种情况的应对方案。

关键词：地铁；高压供电系统；方式；对比探究引言随着现代社会的飞速发展，地铁已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

由于其具有运行速度快、车次多、旅客运送量大、方便舒适等特点，被众多国家所选择，用以缓解交通压力。

电力系统对于地铁的正常运行来说是极为重要的，选择的供电方式不恰当，会影响到电力系统的稳定性。

在城市的交通发展规划中，污染小、耗能低的城市轨道交通所占比例越来越高，为使城市轨道交通能够拥有更高的安全性和更可靠的稳定性，需要对地铁高压的供电方式进行分析，同时进行对比研究。

一、地铁供电系统概述随着我国城市化水平不断提高，城市交通，特别是城市轨道交通占据着越来越重要的地位。

供电系统对于地铁系统的正常运行是非常重要的，随着城市人口的增加和城市生活节奏的加快使得地铁所承担的负荷也越来越大，地铁供电系统的负荷也相对增加。

因为地铁供电系统对地铁运行的重要性，需要对地铁供电系统的供电方式进行研究，找出最合适的供电体系[1]。

地铁供电系统由地铁以外的外部电网作为电源，接入地铁内部供电系统维持地铁线路的供电。

地铁供电系统由供电配电系统、电流防护装置、牵引供电系统、接地防护系统、电力监控系统、变电系统等几个部分组成。

供电系统为各类设备设施提供电能，即要为地铁车辆提供牵引电能，也要为地铁设备中所有的通信、信号、机电、照明、空调以及电梯等提供动力电能。

地铁供电设备在整个地铁沿线都进行分布，以对各个组成部分进行供电。

地铁和电气化铁路的牵引供电系统比较研究作者：韩冬晓来源：《科技创新与应用》2018年第05期摘要：随着经济与科技发展，我国地铁网络规模在空间上不断扩大，提升了社会的整体运行效率，其中，牵引供电系统的发展成熟及其广泛应用直接促进了地铁和电气化铁路的发展进步。

与此同时，牵引系统的安全性和稳定性也受到越来越多的关注，因其一旦出现故障将会带来重大的生命财产损失。

为了促进牵引供电系统更加安全稳定地应用，对地铁和电气化铁路牵引供电系统的工作原理、运行方式和牵引供电保护方式进行了比较分析，希望能为牵引供电系统的应用提供理论与实践起到一定的借鉴作用。

关键词：地铁；铁路；牵引供电系统；运行方式中图分类号：TM922.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）05-0171-02Abstract： With the development of economy and technology， the scale of China's metro network has been expanding in space and improving the overall operation efficiency of the society. The development and maturity of traction power supply system has directly promoted the development and progress of Metro and electrified railway. At the same time， the safety and stability of traction system is also attracting more and more attention， because once it fails， it will cause significant loss of life and property. In order to promote the safe and stable application of traction power supply system， the working principle of the traction power supply system of metro and the electrified railway traction power supply operation mode and protection mode are analyzed， hoping to provide theory and practice plays a certain reference role for the application of traction power supply system.Keywords： subway； railway； traction power supply system； operation mode我国电力牵引系统技术的发展已走在世界的前沿，牵引供电系统是一套结构复杂、精度极高的系统，因此要在实际的运行中保障其安全性，使其供给合格、稳定的电力，从而确保了地铁和电气化铁路的安全运行。

电气化铁路和传统铁路技术比较研究随着现代化的快速发展，铁路交通成为了国民经济和人民出行的重要组成部分。

随之而来的是电气化铁路技术的快速发展。

电气化铁路是指在原有的传统铁路基础上，通过电气化改造和升级，实现列车牵引、信号控制、车站设备等方面的全面现代化提升。

本文将深入探讨电气化铁路与传统铁路技术的比较研究。

一、列车牵引部分比较1.燃油机车和电力机车传统铁路列车牵引部分普遍采用燃油机车，但是这种机车对空气环境和人们的健康可能造成污染。

而电力机车则是电气化铁路牵引部分的主要选择，它能够充分利用电能以及实现零排放，具有节能环保的优越性。

2.轨道交通与铁路电气化铁路中，地铁、轻轨等轨道交通方式也成为较为重要的交通工具。

轨道交通的优点在于车体比汽车更宽，对乘客安全保障高、速度快、冲击小，但是其运行线路有限，且需要专用的轨道。

二、信号控制部分比较1.传统信号系统传统铁路信号系统多采用人工值班方式，但是这种方式容易出现人员疲劳、失误等情况，其信号反应速度相对较慢。

2.现代自动化系统电气化铁路信号控制部分采用先进的自动化系统，常见的有ATC、ATO、CBTC、ETCS等多种。

这种方式可以实现列车的准确调度、自动控制、智能化处理，减少人工操作的错误和风险。

三、车站及车辆设施比较1.车站设施传统铁路车站设施相对简陋，除起让调度、售票以外，很难保障乘客在站内的舒适度。

而电气化铁路车站设施有着科技化、多元化的展示和服务方式，如自助售票、智能设备导航、WiFi覆盖、太阳能灯光等，提高了乘客的便利度和舒适度。

2.车辆设施电气化铁路的列车硬件设施相比传统铁路更加精细，列车制动、隔音、空调、座椅、娱乐等方面都得到了较大提升，乘客体验感更佳。

四、投资与成本比较1.投资及工期电气化铁路建设工程，投资额度相对较大，涉及工程面积广，工期较长。

而传统铁路基础设施相对简单，建设工期较短，投资也较为节省。

2.运维成本电气化铁路运维成本相对较高，维护电力、设备等需要的人员专业素质较高，因而人员成本也就更高。

城市轨道交通不同牵引供电制式的比较分析发表时间：2017-12-11T17:08:03.737Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：王飞[导读] 摘要：DC1500V和DC750V是两种供电制式，在我国城市轨道交通中一般采用牵引供电制式DC1500V，但部分线路是采用三轨供电制式DC750V，不同的供电制式的接触网以及接触面是不同的。

（中车大连电力牵引研发中心有限公司辽宁大连 116052）摘要：DC1500V和DC750V是两种供电制式，在我国城市轨道交通中一般采用牵引供电制式DC1500V，但部分线路是采用三轨供电制式DC750V，不同的供电制式的接触网以及接触面是不同的。

而随着节能减排目标的提出，提高能效成为轨道交通首要考虑的问题。

近些年，城际铁路和地铁的发展缓解了城市交通状况，同时也对牵引供电技术以及动车传动控制系统提出较高的要求，而在地铁交通中，采用的是DC1500V供电。

从技术角度来分析，地铁可以采用其他供电制式，但DC1500V更能满足节能高效的表现，符合现代城市轨道交通能效要求。

关键词：城市轨道；交通；牵引供电制式；直流供电；交流供电引言城市轨道交通在牵引供电制式上，采用的是电流制等馈电方式，而城市中的轨道交通供电制式将会对整段线路的供电设施及交通车辆配置造成影响，甚至会影响社会稳定和经济发展，由此可见，牵引供电制式是城市轨道交通规划中重要的内容。

其实，不同的牵引供电制式具有不同的表现，主要体现在电压、交变电流、接触网或者接触轨等问题上。

而判断供电制式的优劣性不能单依据一种因素来考虑，应基于轨道交通建设所承受的运输能力、车辆配套的程度、交通管制系统的复杂度以及可靠度等多方面因素来综合考虑。

一、轨道交通供电系统在城市运输运行当中，轨道交通供电系统担负着交通运行所用的电力，确保整个轨道交通的用电状况，加强交通运行可靠性和安全性。

（一）牵引供电系统牵引供电系统是将三项高压交流电转换成适合电动车辆运行的低压直流电，而馈电线再将直流电输送到接触网上。

城市轨道交通牵引供电系统分析摘要：近年来，轨道交通的运输规模不断增加，给人们的出行带来更加便捷体验的同时，也引起了很多人的担忧。

因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加，这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。

这需要不断引进新的技术，不断消化吸收，努力进行创新和再创新，同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高，所以对于其关键技术进行研究是有必要的。

关键词：城市；轨道交通；牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营，我们必须做好地铁供电系统的运行工作。

其关键作用是为地铁及其电气设备供电。

在地铁供电系统中，关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。

高压电源可以立即应用于市政工程的用电。

在供电的情况下，一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。

地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。

牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。

然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网，地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。

在地铁照明灯具供电系统中，不仅需要给照明灯具供电，还需要给离心泵和离心风机供电。

该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。

2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成，整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。

其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段；直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极，负极仍保留直流控制柜内的隔离开关，且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。

传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。

直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护；直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护，各种保护相互配合，从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。

地铁和电气化铁路的牵引供电系统比较研究摘要：我国电力牵引系统技术的发展已走在世界的前沿，牵引供电系统是一套结构复杂、精度极高的系统，因此要在实际的运行中保障其安全性，使其供给合格、稳定的电力，从而确保了地铁和电气化铁路的安全运行。

关键词：地铁；电气化铁路；牵引供电；比较1 地铁牵引供电系统的基本构成1.1 地铁牵引供电系统供配电方式地铁牵引供电系统所使用的供配电方式主要为两种，即集中供电方式与分散供电方式。

我国地铁供电一般采用直流1500V电压等级。

1.1.1集中供电方式集中供电方式是城市地铁供电系统最常用的，是从城市电网接入电源，并且根据用电容量和城市轨道的长短来建立专门的变电站，沿着地铁线通常要建立2～3座110kV和220kV的主变电所。

35kV中压网络纵向连接上级变电所、下级牵引变电所以及降压变电所，构成电网的主体，下级各变电所以横向连通的的方式形成轨道交通的内部供电网络，这样集中供电的好处是便于城轨公司的集中管理，在出现任何供电问题时也能够集中解决。

另外，各个牵引变电所之间由35kV和10kV环网电缆供电，提升了电路系统的可靠性。

1.1.2分散供电方式分散供电方式是按照城规供电的原则来接入的，从城市电网引入多路电源，并由区域变电所进行降压供电，通常供电所使用的电压为35kV，以分散供电方式来为地铁供电可以保障每一座牵引变电所和降压变电所都能获得双路电源，提升了供电的稳定性。

1.2 地铁车辆供电系统构成地铁供电系统负责向地铁和用电设备提供电能，一般分为高压供电部分和地铁内部供电部分。

其中高压供电部分直接从城市电网取电，供电方式一般包括集中式供电、分散式供电和混合式供电。

而地铁内部供电主要包括牵引供电系统和照明供电系统，牵引供电系统会将三项高压交流电变成适合地铁车辆应用的低压直流电。

馈电线会将牵引变电所的直流电送到接触网上，地铁会通过受流器直接在接触网上获得电能。

动力照明供电系统主要提供照明、风机、水泵等动力机械的供电，主要由降压变电所和动力照明配电线路组成。

浅析地铁和电气化铁路的牵引供电系统发表时间：2019-04-11T16:14:55.360Z 来源：《电力设备》2018年第30期作者：任超[导读] 摘要：近年来电气自动化行业对我国的发展做出了重要贡献，在地铁以及电气化铁路等交通运输中，电气自动化技术也体现着极其重要的价值。

(中铁十一局集团电务工程有限公司) 摘要：近年来电气自动化行业对我国的发展做出了重要贡献，在地铁以及电气化铁路等交通运输中，电气自动化技术也体现着极其重要的价值。

在交通系统中，地铁与电气化铁路列车的运行是靠电力机车来牵引的，其所需动力来源都是依靠牵引供电系统来提供的；牵引供电系统结构相对较为复杂，同时又要求必须具有较高的精度，如此才能为地铁和电气化铁路列车提供安全且稳定的电力，实现地铁和电气化铁路列车的稳定运行，所以说，牵引供电系统在其中十分关键，因此本文对地铁和电气化铁路的牵引供电系统结构以及供配电方式进行了简要分析。

关键词：地铁；电气化铁路；牵引供电系统引言伴随着我国对交通运输需求量的增多，城市内地铁以及电气化铁路的建设规模正在逐步增加，以此来解决城市内交通运载能力与效率低下的问题。

近年来我国在电力牵引系统的技术研究上已取得优异的成绩，特别是地铁及高铁等快速、安全的运行与牵引供电系统出色的性能是分不开的。

由于地铁与电气化铁路在实际使用中的需求不同，所以对牵引供电系统的要求也就存在着一定差异，其主要体现在供电方式上，而且不同的牵引供电系统也有不同的特点，对其进行科学合理的设计，是提升牵引供电系统经济性与安全性的关键。

1 地铁的牵引供电系统 1.1 地铁牵引供电系统特点地铁的牵引供电系统是地铁动力的主要来源，其与照明供电系统不同，主要是由牵引变电站以及牵引网构成，现阶段对地铁牵引供电系统的建设，通常是通过对中压干线电缆、牵引变电所、馈电线、回流线、接触网（或接触轨）、轨道以及开闭所等系统结构进行建设来完成的。

地铁牵引供电系统的建设工程量相对于其他电气化铁路较小，使得在建设以及管理上更加便捷。

技术前沿2018.6 电力系统装备丨225Technology Frontier2018年第6期2018 No.6电力系统装备Electric Power System Equipment 随着经济与科技的发展，我国地铁及电气化铁路网络规模在空间上不断扩大，提升了社会的整体运行效率，其中，牵引供电系统的发展成熟及其广泛应用直接促进了地铁和电气化铁路的发展进步。

与此同时，牵引系统的安全性和稳定性也受到越来越多的关注，因其一旦出现故障将会带来重大的生命财产损失。

因此，需加强系统研究。

1 地铁牵引供电系统1.1 工程案例青岛-海阳城际（蓝色硅谷段）轨道交通工程采用混合供电方式，全线设置2座35 kV 电源开闭所、1座110kV/35 kV 主变电所，35 kV 电源开闭所分别位于海洋大学站和皋虞站，110kV/35 kV 主变电所位于浦里站附近，中压供电网络采用牵引和动力照明混合供电网络，全线共设电源开闭所（以下简称开闭所）2座、主变电所（以下简称主所）1座、牵引降压混合变电所（以下简称混合所）20座、降压变电所（以下简称降压所）7座、跟随式降压变电所（以下简称跟随所）5座，牵引网系统采用DC1500V 下部授流钢铝复合接触轨供电走行轨回流。

（1）正线牵引变电所中的两套整流机组并联工作并组成等效24脉波整流方式，与相邻牵引变电所共同对正线接触轨实行双边供电；（2）车辆基地牵引变电所中的两套整流机组并联工作并组成等效24脉波整流方式，向车辆基地范围内的接触轨单边供电。

1.2 选择供电方式（1）在线路南端中高压输配电网络电压等级为220 kV 、35 kV ，没有设置110 kV 电压等级，不具有建设110 kV 高压变电站的条件，而建设220 kV 高压变电站其造价很高，不仅会浪费城市宝贵的电力资源，而且会导致工程投资大幅度增加，降低地铁建设的经济效益和社会效益。

因此在线路的南半部分目前暂不具备建设主变电所的条件。

城市轨道交通牵引供电及电力技术分析摘要：城市轨道交通是一种新型的交通方式，得到了更多的应用。

在城市轨道交通牵引供电系统中，包含着直流供电以及交流供电两种。

通过使用基于接触网的供电网络技术、基于第三轨的供电技术等电力技术，使城市交通牵引供电系统的运行更加安全，耗能更低，电能传输的效率更高。

关键词：城市轨道交通；牵引供电；电力技术1城市轨道交通牵引供电系统分析1.1城市轨道交通牵引交流供电系统与城市轨道交通牵引直流供电系统不同，城市轨道交通牵引交流供电系统在搭建中使用的是单向连接的方式。

将两台变压器同时安装在变电站内，并使用双绕组的单项变压。

这样的搭建方式能够使得整个结构呈现出开口的三角形。

低压端口位于接地一侧，高压端口在电网接入端，其他的端口则要与牵引母线进行连接。

在进行城市轨道交通牵引交流供电系统的建设中，降压系统要设置在供电系统的终端以及线路的区间，这样的设置能够为城市轨道交通牵引交流供电系统的正常运行提供保障，尤其是对于线路中的照明系统的工作进行了更好的保护。

城市轨道交通牵引交流供电系统系统上的设备都要具有较强的耐磨性，使得供电系统能够更好的抵御运行中较大的瞬间接触压力。

1.2直流制牵引供电就我国目前阶段的供电方式来说，大部分的城市为了保障为人们的日常工作和生活提供稳定的电流和电压，都会在城市的变电站、牵引网、接触网的安置和运行过程中，采取1500V 直流电的供电方式。

而双轨道交通牵引作为一种对用电需求更高的城市轨道交通方式，需要在实际的运行过程中采取两边都供电的模式，这一模式的采用是为了防止当一边的供电系统出现故障时，另一边的供电系统能够接替进行工作，从而保障城市轨道交通的正常运行，不会造成城市交通故障，对使用者也是一种保障。

此外，还会辅助以直流牵引供电网的保护，借助杂散电流的保护方法，将使用的电能、电压、电能等均匀地分配到每一个运输网络，从而保证每一个用电器都能够保持正常的工作，而且对于长距离的运输线路来说，也具有一定的保障作用，不会由于线路过长而出现故障。

城市轨道交通牵引供电及电力技术分析摘要：随着我国城市化进程的不断发展，城市轨道交通已然成为城市交通的主力军，不仅为人民的出行提供了很多的便利，其自身的出行效率也十分的高。

同时也正是因为城市轨道交通的自身优点，促使其成为城市发展过程中的交通宠儿。

但是，城市轨道交通在运行过程中也需要牵引供电及电力技术的支持。

因此，本文主要将通过对城市轨道交通牵引供电及电力技术进行相关的研究分析，以便为技术的革新提供良好的基础。

关键词：交通；城市轨道交通；牵引供电及系统；电力技术引言：目前，城市轨道交通还是一种比较新型的交通工具，但是由于其自身所具备的一些适合当下环境的优点，已经成为我国多个城市交通网络的重要组成部分，为城市的交通减轻了大部分的压力。

其与汽车、公交等交通方式的不同之处在于城市轨道交通具备显著的低污染、低噪声以及载客量大等优势。

在当前这个社会环境下，尤其是一些交通比较拥堵的城市，比如:北、上、广、深等特大城市，城市轨道交通也因为自身低污染以及低噪声的优势而受到了社会的认可和使用。

从某个角度来讲，城市轨道交通已经成为城市交通网中不可或缺的一部分，在交通运输、缓解交通压力等方面都起到了重要作用，因此，加快对我国城市轨道交通牵引供电系统及相关技术进行探究也显得更加重要和迫不及待。

1.城市轨道交通现状的概述城市轨道交通并不仅仅是指一种交通工具，它是对轻轨、地铁以及公交车等交通工具的总称。

世界上最早的轨道交通是出现在1850年代花费九年时间所建设的大都会铁路，并于1863年在英国正式投入运营。

那时轨道交通的牵引力来源为蒸汽机，并在时代的发展下不断的发生转变，直到现如今，轨道交通的牵引力来源已经用电能代替。

在当前经济不断发展的环境下，由于人口的增长，城镇化的发展，越来越多的人从农村涌入城市，使得城市化进程在不断加快，路面红绿灯的增加，汽车数量的增加等原因导致了严重的交通拥堵问题，基于此很多的发达国家越发地重视轨道交通，以便于缓解城市交通的压力。

城市轨道交通供电系统及电力技术分析随着城市发展和人口增长，城市交通问题日益突出。

轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，对于缓解城市交通拥堵、改善环境质量、提高出行效率具有重要意义。

而轨道交通供电系统和电力技术是确保轨道交通安全、高效运行的关键。

本文将从城市轨道交通供电系统和电力技术的角度进行分析，探讨其在城市轨道交通发展中的重要作用和发展趋势。

一、城市轨道交通供电系统概述城市轨道交通供电系统是指为城市地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通提供电力的系统，主要包括牵引供电系统和辅助供电系统两部分。

1. 牵引供电系统牵引供电系统是为轨道交通列车提供牵引电力的系统，一般采用直流750V或交流1500V/3000V供电。

其主要包括接触网、供电设备、牵引变流器等组成部分。

接触网是牵引供电系统的核心，通过接触网与列车上的受电弓实现电能传输，为列车提供所需的牵引电力。

供电设备一般包括变电所、配电设备等，用于将电能从电网输送至接触网。

牵引变流器则是将接触网提供的直流或交流电能转换为适合列车牵引用的电能。

二、城市轨道交通电力技术分析城市轨道交通电力技术是保障轨道交通设备安全、高效运行的关键。

随着城市轨道交通的快速发展，相关电力技术也在不断创新和完善，主要体现在以下几个方面。

牵引电力技术是影响轨道交通列车动力性能和运行效率的关键技术。

传统的牵引电力技术主要包括直流牵引和交流牵引两种。

在直流牵引技术中，采用直流电机驱动列车运行，具有良好的启动和加速性能，适用于地铁等短途快速运行的轨道交通系统；在交流牵引技术中，采用交流感应电动机或交流同步电动机驱动列车运行，具有较大的功率范围和较高的效率，适用于城市轨道交通系统中的长途高速运行。

随着磁悬浮技术的不断进步，利用磁悬浮技术实现牵引动力已成为轨道交通发展的新趋势，具有运行速度快、噪音低、能耗低等优势。

供电系统技术是保障轨道交通列车牵引供电的关键技术。

随着轨道交通系统的不断完善和扩建，其供电方式也在不断创新和优化。

地铁牵引供电回流系统主要问题分析摘要：自开通电气化铁路以后，牵引回流对轨道电路造成的影响逐渐增多，供电专业在进行停电作业时，对停电的设备加挂地线，消除感应电对人身的影响。

在此过程中，牵引回流发生变化，影响铁路钢轨两侧电流的分布，对轨道电路产生一定影响。

通过原因分析、系统总结和归纳有效治理措施，并对直流回流系统提出了新的思路及建议。

关键词：地铁；牵引供电；直流回流系统；问题地铁牵引回流系统的核心为回流电缆与钢轨，两者的连接是整个牵引回流系统的薄弱点，也是地铁牵引回流系统维护保养的重中之重。

国内地铁行业电客车牵引电源均采用直流牵引供电系统。

直流牵引系统可简单分为牵引电源、电客车和牵引回流三个子系统。

牵引电源大部分为DC1500V供电制式，包括整流变压器、整流器、正极直流母排和负极直流母排。

牵引回流系统是由回流钢轨、回流电缆、轨电位限制装置、单向导通装置、排流柜以及隧道结构钢筋等组成的，各部分相辅相成，共同构成了牵引电流的回流通路，保证牵引电流常规情况和故障情况下都能顺利回流到电源负极。

因此，牵引回流系统作为牵引供电主回路的关键系统具有非常重要的作用，一旦发生故障将直接影响行车，造成地铁运营中断。

回流电缆是地铁牵引回流系统中直流电回到变电所负极的重要一环，其与钢轨的连接方式，将直接影响回流通路性能。

一、回流系统的组成及应用（一）常态下回流系统及其应用介绍地铁直流1500V供电系统与国铁27.5kv交流系统供电的回流方式存在很大的区别，国铁回流系统中有轨回流和回流线回流两种方式将负电流传输至牵引变电所中负极；而在地铁直流供电系统中，回流系统主要由回流钢轨、回流电缆、轨电位限制装置、单向导通装置、排流柜以及隧道（桥体）结构钢筋等组成；主要回流方式为钢轨回流，在理想状态下，牵引所正极直流母排，再经馈线开关、上网电缆和上网刀闸将牵引电输送至接触网；电客车经受电弓从接触网上引入直流取电，经电客车内主逆变器负极流出至电客车的轮对；电客车轮对再将主逆变器负极的电流传至与其直接接触的回流钢轨；由于回流钢轨与道床之间有一层绝缘性能良好的橡胶垫，因此大部分回流都经过钢轨回流流至牵引所附近的回流点，只有一小部分回流通过绝缘不良的地方流入道床或隧道结构，这部分电流则形成了地铁杂散电流；钢轨回流直接通过回流电缆流回牵引所负极直流母排，杂散电流则经过具备单相导通功能的排流柜流回牵引所负极直流母排，完成一个完整的牵引回流过程。

电气化铁路牵引用电分析摘要：电气化铁路的用电成本是企业主要成本之一，所以如何节能降耗是企业管理的职责所在。

本文从企业电费的构成，企业用电统计及情况说明，企业用电管理可能存在的问题等几方面进行了分析并提出了改进意见及建议。

关键词：电气化铁路：用电分析为进一步了解电气化铁路用电情况，对电气化铁路的生产生活用电量和用电电费进行统计分析，以便于公司优化用电现状，合理分配电能，节约电费，减少电费成本。

1.企业电费的构成电气化铁路的用电隶属于大工业用电范畴，牵引电费执行国家两部制电价格政策，主要是由基本电费和电度电费构成，电度电费中包含各种附加电费。

具体来说，牵引电费是由电度电费、基本电费、国家规定附加电费（库区移民基金、重大水利基金、可再生能源附加、小型水库移民后期扶持基金）、功率因数调整电费构成。

根据发改委的相关文件，铁路用电的电费主要由电度电费、基本电费以及功率因数调整电费这三部分构成。

铁路用电电费的具体计算公式为：电费金额=电度电费＋基本电费＋功率因数调整电费。

（一）基本电费：指的是由用户最大需量(kW)或受电变压器容量(kVA)以及国家规定的基本电价计算而来的电费。

基本电费有两种计收方式，一是按照变压器（额定）容量计收，二是按最大需量计收。

用电户按照本单位用电负荷的变化情况可以选择按变压器容量或最大需量计收基本电费的，一般应在用电和供电方签订的《供用电合同》中进行明确，同时在合同的有效期内不得更改基本电费的收取方式，一般规定变压器容量在315千伏安及以上的工业客户都收取基本电费。

铁路用电基本电价按变压器容量或最大需量计算，按月进行计算收取。

对于牵引变电所来说，一般情况下主变压器是一台主用一台备用，基本电费也是按一台主用来收取的。

目前的收取标准以国家发改委文件为准：西部电网规定大工业用户基本电费计收标准为19元／千伏安／月。

基本电费的计算公式，基本电费＝变压器容量（或最大需量）X基本电价。

受电变压器容量包含不通过专用变压器接用的高压电动机（千瓦视同千伏安），按最大需量收取基本电费的客户必须安装最大需量表，按表指示的数值计算最大需量值。

地铁和电气化铁路的牵引供电系统比较研究作者：于洋来源：《科学与信息化》2019年第02期摘要我国电力牵引系统技术的发展已走在世界的前沿，牵引供电系统是一套结构复杂、精度极高的系统，因此要在实际的运行中保障其安全性，使其供给合格、稳定的电力，从而确保了地铁和电气化铁路的安全运行。

在地铁和电气化铁路的运行过程中要做好牵引供电系统的检查和维护工作，寻找系统的薄弱环节，同时要制定相应的应急预案，全方位地提升高铁与电气化铁路牵引供电系统可靠性。

关键词地铁；电气化铁路；牵引供电系统1 地铁牵引供电系统供配电方式1.1 集中供电方式集中供电方式是城市地铁供电系统最常用的，是从城市电网接入电源，并且根据用电容量和城市轨道的长短来建立专门的变电站，沿着地铁线通常要建立2-3座110kV和220kV的主变电所。

35kV中压网络纵向连接上级变电所、下级牵引变电所以及降压变电所，构成电网的主体，下级各变电所以横向连通的方式形成轨道交通的内部供电网络，这样集中供电的好处是便于城轨公司的集中管理，在出现任何供电问题时也能够集中解决。

另外，各个牵引变电所之间由35kV和10kV环网电缆供电，提升了电路系统的可靠性。

1.2 分散供电方式分散供电方式是按照城规供电的原则来接入的，从城市电网引入多路电源，并由区域变电所进行降压供电，通常供电所使用的电压为19kV，以分散供电方式来为地铁供电可以保障每一座牵引变电所和降压变电所都能获得双路电源，提升了供电的稳定性[1]。

2 电气化铁路的牵引供电系统概览2.1 铁路牵引供电系统的供电方式（1）直接供电方式。

电气化铁路牵引系统的直接供电方式又被称为单边供电方式，供电原理是使用电力化铁路产生单项交流负荷并且能够在周围的接触网上产生交变磁场，形成电磁波，从而会对附近的通信设备和无线电装置造成干扰，一定程度上影响了铁路周边的正常生产生活。

目前我国铁路通信采用高屏性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响很小，无须使用任何防护措施，对周边的生产生活的影响可以忽略不计。

城市轨道交通牵引供电方式的比较摘要：目前我国城市轨道交通牵引供电制式以DC1500V上部悬挂接触网为主，有些线路采用De750V三轨供电制式。

随着城市轨道交通的不断发展，为节能减排提高能效，有必要提高牵引供电电压。

近年来城际铁路和地铁的大力发展，使牵引供电技术和动车传动控制技术都得到了极大提高，无论是高铁或地铁动车都采用了先进的交流传动技术，不同的仅是高铁、城际铁路采用单相交流27.5kV供电，而地铁采用的是DC150供电。

从技术上讲地铁也可采用与其上部绝缘净空尺寸相应电压等级的单相交流供电，这无疑是一种节能减排、减少地下杂散电流，又可与高铁、城际铁路线路贯通的新型模式。

关键词：轨道交通；牵引供电制式；直流供电；交流供电；前言：城市轨道交通发展迅速，已成为其所在城市的最大耗电户之一。

创新发展、节能减排、降低运营成本是众多城市轨道交通运营企业可持续发展的必由途径。

2013年5月深圳地铁有限公司拟将原有线路的De1500V牵引供电制式升级为DC3000V牵引供电制式，预计牵引耗电可节能30％左右。

升级供电制式可减少线路上的电耗值，增大牵引所问距离，减少牵引所(站)数目。

基于国内外轨道交通牵引系统与新技术的发展，研发一种安全快捷和低能耗的城市轨道牵引供电新制式十分必要。

曹建猷教授在1956年底提出充分的论据，建议采用工频单相交流制[1]。

这种制式被采用在我国第一条电气化铁路(宝鸡到凤州段)上，并一直沿用至今，而且目前仍能适合我国城市轨道交通的发展需要。

1.城市轨道交通中的牵引供电制式城市轨道交通动车牵引分为两大类，即直流牵引和交流牵引。

直流牵引一般采用直流串励电动机或以串励为主，并励为辅的复励电动机作为牵引动力；交流牵引一般采用交流三相异步电动机作为牵引动力。

早期的电机，依靠经典的方法调节转速。

虽然三相异步电动机具有体积小、重量轻、价格廉、可靠性高和功率/重量比高的优点，但由于三相异步电动机的起动性能、工作和机械特性、调速性能较差，比较而言，直流串励电动机更适合于电力牵引。

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。

地铁和电气化铁路的牵引供电系统有很大区别下面就通过对电气化铁道与城轨交通供电方式比较分析来进一步说明两者供电方式的异同。

以帮助人们进一步了解。

1铁路牵引供电系统的供电方式1.1 直接供电方式电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。

我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。

随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。

目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。

从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。

电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。

但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。

如图所示；直接供电方式1.2 吸流变压器（BT）供电方式这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。

由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。

如图所示吸流变压器（BT）供电方式1.3 自耦变压器（AT）供电方式采用AT供电方式时，牵引变电所主输出电压为55kV，经AT（自耦变压器，变比2:1）向接触网供电，一端接接触网，另一端接正馈线（简称AF线，亦架在田野侧，与接触悬挂等高），其中点抽头则与钢轨相连。