城市轨道交通直流牵引供电系统构成及运行方式优缺点分析

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。

论述地铁供电系统的主要方式与各自优缺点一、城市轨道交通供电系统的组成部分包括地铁在内的城市轨道交通的电源都是由城市电网负责供应的，在城市轨道交通的供电系统中，需要由城市电力系统对电压进行输送，并实现对电压等级的转换。

只有这样，轨道交通的各种用电设备才能使用到等级恰当的电力资源。

通常情况下，城市轨道交通的供电系统由五个职能系统组成，即负责外部供电的外部电源；负责电源控制和转换的主变电所；负责牵引功能的供电系统；负责照明及风水电机的供电系统和负责对电力进行监控的综自系统。

其中，负责牵引供电系统和负责照明及风水电机的供电系统共同组成了城市轨道交通的内部供电系统。

城市轨道交通不能直接使用高压交流电，所以就需要负责牵引供电的部分，利用牵引变电所的功能，将交流电转变为低压直流电，以满足电力车辆的行驶需求。

在牵引变电所进行交-直转换的过程中，馈电线会将已经转换过的低压直流电输送到接触网上，电动车辆上会利用受流器直接和接触网进行接触，以获得所需要的电能资源。

负责照明的供电系统，顾名思义，就是负责提供车站和车厢内照明的部分。

这一部分是由降压变电所和动力照明的配电线共同组成的，负责照明的同时还要负责车站和车辆内的电梯、风机和水泵等动力设备的电源。

此外，它还要负责车站和车辆中的通信、信号和自动化设备的电源。

二、地铁中高压供电的三种方式（一）采用集中供电的方式采用这种方式进行供电之前，需要根据地铁的线路走向，计算出线路的长短和用电量的多少，然后根据这些数据建立一个地铁专用的主变电所。

主变电所中必须有两条独立的110kV电源线路，地铁运行时，内部供电需要的电压等级为35kV或者是10kV，电压等级的转换需要由主变电所来完成。

这种由主变电所组成的供电方式就叫做集中式供电。

集中式供电中一个很重要的组成部分就是中压网络，用电的多少，供电距离的远近、城市电网的发展和规划等因素都会影响到它的电压等级。

在综合考虑这些因素的基础上，经过经济和技术的比较之后才能最终确定中压网络的电压等级。

基于城市轨道交通的直流牵引供电系统分析论文基于城市轨道交通的直流牵引供电系统分析论文在我国众多城市中，轨道交通是一种正在不断兴起的新型交通工具，城市轨道交通有着公交车和汽车等一些交通方式不同的特点和优势，例如污染低、噪声低和不会出现交通拥堵等多方面的优势，特别适合在人口较多和交通拥堵情况严重的城市中实行，它是城市交通网中一个重要的组成部分。

随着我国人口的不断增加和城市化进程的加快，我国大多数城市中都出现了严重的交通拥堵情况，为了缓解城市中日渐恶化的交通，地铁和轻轨等轨道交通逐渐发展起来，并在缓解我国城市交通压力上有着非常重要的作用。

2 城市轨道交供电系统的构成和功能2. 1 城市轨道交通直流牵引供电系统城市轨道交通中电能的唯一来源就是直流牵引供电系统，所以它在轨道交通中有着非常重要的作用。

城市轨道交通和其他的轨道交通之间有着很多相似的地方，但是又有着自身独特的特点和优势，并不是把其他的轨道交通的设计方案直接搬运到了城市轨道交通的建设中来[1]。

虽然城市轨道交通是一种新型的城市交通形式，但是在国内和国外都有着很多轨道交通的研究数据和运营实验，目前我国对城市轨道交通的研究主要集中在供电系统的安全和保护系统的内容上，通过对城市轨道交通直流牵引供电系统的主要技术进行研究和探讨，从而为我国以后的轨道交通工程设计提供相应的帮助。

2. 2 城市轨道交通直流牵引供电系统的构成和其他的轨道交通相同，城市轨道交通供电系统的主要构成部分分别为外部电源、主变电所、中压供电网络、牵引变电所、接触网(或接触轨)、降压变电所、动力照明配电系统、杂散电流腐蚀防护系统、防雷及接地系统以及供电车间等[2]。

其中直流牵引供电系统中又包括了接触轨和牵引变电所，而动力照明配电系统和降压变电所共同组成了动力照明配电系统。

2. 3 城市轨道交通直流牵引供电系统的主要功能城市轨道交通中的外部电源主要是由轨道交通专用主变电所和城市电网变电所以及二者之间相互连接的高压电线组成，通过外部电源，城市轨道交通能够从城市电网系统中取得相应的电源[3]。

城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析城市轨道交通牵引供电系统是确保城市轨道交通车辆正常运行的关键部分，其电能损耗分析对于提高能源利用效率、降低运营成本具有重要意义。

本文将从城市轨道交通牵引供电系统的组成、电能损耗的主要因素、电能损耗的计算方法以及降低电能损耗的策略等方面进行探讨。

一、城市轨道交通牵引供电系统的组成城市轨道交通牵引供电系统主要由变电所、接触网（或第三轨）、牵引变流器、牵引电动机等组成。

变电所负责将高压交流电转换为适合轨道交通车辆使用的低压直流电或交流电。

接触网或第三轨则是将电能传输到车辆的媒介。

牵引变流器将变电所提供的电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式，而牵引电动机则是将电能转换为机械能，驱动车辆运行。

二、电能损耗的主要因素在城市轨道交通牵引供电系统中，电能损耗主要发生在以下几个方面：1. 变电所的转换损耗：在高压交流电转换为低压直流电或交流电的过程中，由于变压器、整流器等设备的损耗，会产生一定的电能损失。

2. 接触网或第三轨的传输损耗：电能在通过接触网或第三轨传输到车辆的过程中，由于电阻、电感等因素的影响，也会产生电能损失。

3. 牵引变流器的转换损耗：牵引变流器在将电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式时，由于器件的损耗，同样会产生电能损失。

4. 牵引电动机的损耗：牵引电动机在将电能转换为机械能的过程中，由于铜损、铁损等因素的影响，也会产生电能损失。

5. 车辆运行中的损耗：车辆在运行过程中，由于空气阻力、摩擦力等因素的影响，也会消耗一部分电能。

三、电能损耗的计算方法电能损耗的计算方法通常包括理论计算和实测两种方式。

理论计算主要是根据牵引供电系统的组成和各部分的损耗特性，通过数学模型进行计算。

实测则是通过在实际运行中测量各部分的电能损耗，然后进行分析。

具体计算方法如下：1. 变电所损耗计算：可以通过测量变压器的输入功率和输出功率，计算出变压器的损耗功率。

2. 接触网或第三轨损耗计算：可以通过测量接触网或第三轨的电流和电压，计算出线路的损耗功率。

城市轨道交通供电系统及电力技术分析城市轨道交通供电系统是指为城市中的地铁、轻轨等轨道交通提供电力的系统。

这个供电系统的设计和技术对于轨道交通运营的安全、效率和可靠性具有重要影响。

以下是对城市轨道交通供电系统及电力技术的分析。

城市轨道交通供电系统的主要组成部分包括接触网、架空线路、变电所和地铁车辆等。

接触网是用于传输电能的装置，通过供电车辆与接触网的接触来获取所需的电能。

架空线路则用于连接接触网和变电所，将电能传输到需要的地方。

变电所则是将高压电能转变为供给轨道交通车辆使用的低压电能的设施。

城市轨道交通供电系统中的电力技术主要包括直流供电和交流供电。

直流供电是一种较为常见的供电方式，具有电压稳定、可控性强和传输损耗小等优点。

而交流供电则可以利用交流输电网的优势，实现供电设备之间的互联互通，但其传输损耗较大。

根据轨道交通对供电系统的需求和实际情况，选择适合的电力技术非常重要。

为了确保城市轨道交通供电系统的稳定和安全，需要对供电系统进行合理的规划和设计，并进行定期的维护和检修。

供电系统的规划应该考虑到轨道交通线路的长度、车辆数量和载荷等因素，以确定合适的供电容量和线路布置。

而供电系统的维护和检修工作则需要对接触网、架空线路和变电所等设备进行定期巡检、清理和维修，以确保设备的正常运行。

电力技术的发展对于城市轨道交通供电系统也产生了重要影响。

新的电力技术可以提高供电系统的效率和可靠性，降低能耗和成本。

智能化的变电所可以通过自动化管理系统实现电能的实时监测和控制，提高供电系统的运行效率和稳定性。

新的电力技术还可以提供更加环保和可持续的供电方案，例如利用可再生能源以减少对传统能源的依赖。

城市轨道交通供电系统及电力技术分析【摘要】本文通过对城市轨道交通供电系统及电力技术的分析，探讨了其在城市轨道交通发展中的重要性和作用。

首先介绍了城市轨道交通的现状和研究背景，然后详细描述了城市轨道交通供电系统的组成与作用，以及现有的电力技术应用情况。

接着分析了供电系统存在的问题与挑战，并探讨了电力技术在城市轨道交通中的应用前景。

最后对城市轨道交通供电系统及电力技术的未来发展趋势和对城市轨道交通可持续发展的影响进行了总结和展望。

通过本文的研究，可以为城市轨道交通领域的发展提供技术支持和决策参考，推动城市轨道交通的可持续发展。

【关键词】城市轨道交通、供电系统、电力技术、发展现状、问题、挑战、应用、发展趋势、未来方向、可持续发展1. 引言1.1 城市轨道交通供电系统及电力技术分析的重要性城市轨道交通供电系统及电力技术分析的重要性在城市轨道交通系统中，供电系统是不可或缺的重要组成部分。

供电系统的稳定性和效率直接影响到城市轨道交通的正常运行和安全性。

通过对城市轨道交通供电系统及电力技术的分析，可以更好地了解这些系统的结构和运行机理，帮助运营管理者更好地指导和监控城市轨道交通系统的运行。

通过对电力技术的分析和研究，可以不断提高城市轨道交通系统的能效和可靠性，降低能源消耗和运营成本，促进城市轨道交通系统的可持续发展。

深入研究城市轨道交通供电系统及电力技术，对于提升城市轨道交通系统的运行效率、改善城市交通运输环境，具有非常重要的意义。

1.2 城市轨道交通发展现状随着城市化进程的加快和交通需求的增长，城市轨道交通系统在各大城市中扮演着越来越重要的角色。

目前，世界各地的城市都在积极建设和完善城市轨道交通网络，以提高城市交通效率，缓解交通拥堵，改善环境质量。

在中国，城市轨道交通的发展也取得了明显的成就。

据统计，截至2020年底，全国共有40个城市拥有城市轨道交通系统，运营里程超过8000公里，成为世界上轨道交通发展最快的国家之一。

城市轨道交通牵引供电直流系统的运行和常见故障分析摘要：新时期发展背景下，城市经济明显的好转，城市轨道交通事业也有了进一步的发展，新型轨道交通工具得到了广泛的应用，为城市居民的出行提供了便利。

但是，纵观我国城市轨道交通事业的发展现状，由于在牵引供电直流系统方面的研究和开发起步较晚，这就导致城市轨道交通牵引供电直流系统的运行存在着一定的故障，影响城市轨道交通的正常运营。

对此，文章之中分析了城市轨道交通牵引供电直流系统的运行和常见故障，提出几点解决措施。

关键词：城市轨道交通；牵引供电；直流系统；运行故障目前，城市化建设水平的提升，推动了城市交通事业的发展，轨道交通的建设已经成为衡量城市化建设水平的重要指标之一。

轨道交通工具有着准时、环保、节能等诸多优势，成为了城市缓解交通压力的重要措施。

但是，城市轨道交通工具使用的时候存在着一定的问题，主要是因为牵引供电系统所引起的，维持牵引供电系统的正常运行，方可维持城市轨道交通的正常运营。

所以，当前必须研究城市轨道交通牵引供电直流系统的运行与常见故障，探索解决措施，才能够推进城市轨道交通事业的发展。

一、城市轨道交通牵引供电直流系统的运行和常见故障分析（一）交直流系统参数不稳定引发的运行故障就城市轨道交通来看，在其直流牵引系统之中，主要涉及到的就是直流的变换过程，这个过程中，交直流系统参数的变化，会对直流牵引网故障稳态过程带来很大的影响。

在直流的变换过程中，如果直流系统运行参数缺少稳定性，既会对直流牵引网的安全运行带来不利的影响，还会在一定程度上增加运行故障的发生几率，降低系统的运行效率。

另外，交直流系统参数不稳定的话，还会在一定程度上增加直流牵引系统当中的交流电阻和电感之比，此时短路电流的幅值会提升，必然会对轨道交通直流牵引系统的安全运行带来消极的影响。

（二）轨道暂态电气参数引发的故障就城市轨道交通牵引供电直流系统用来看，一旦直流参数发生变化，必然会对比系统自身的故障暂态过程产生消极的影响。

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。

城市轨道交通牵引供电及电力技术分析城市轨道交通能够更好地缓解城市的交通压力，受到了更多的关注，对城市轨道交通牵引供电系统及相关技术进行探究也更加重要。

基于此，阐述城市轨道牵引直流供电系统和城市轨道牵引沟通供电系统，分析基于接触网、第三轨的供电网络技术和直流、沟通供电系统建设时的电力系统爱护技术，具有现实的意义。

关键词：城市轨道交通；牵引供电系统；电力技术一、城市轨道交通牵引供电系统分析在系统设计、建设及运营三个环节，从系统综合优化的角度动身，提高性能、强化功能、提升能源利用率，降低建设成本和运用维护成本，全面提高全寿命周期的经济技术指标。

建设智能化城市轨道交通牵引供电系统，支撑国家城市轨道交通建设的可持续发展，到2025年使新一代智能化城市轨道交通牵引供电系统走向世界，总体技术居国际领先水平。

目前我国的城市轨道交通中，主要应用着两种牵引供电系统：城市轨道交通牵引直流供电系统以及沟通供电系统。

下面分别对两种供电系统进行分析。

（一）城市轨道交通牵引直流供电系统在城市轨道交通牵引直流供电系统的建设中，与城市的变电站等建设不同，直流牵引主要采纳双边供电的方式。

这样的方式就能够实现一旦出现某一供电线路的故障，另一个供电线路仍能连续对此牵引供电区段进行供电，满意牵引供电的需求，保证城市轨道交通的正常运行。

城市轨道交通牵引直流供电系统在进行搭建的过程中，可以使用杂散的电流爱护方式，完成对各个供电网络的电能匀称传送，同时还能够实现远距离的电能传送。

但是，城市轨道交通牵引直流供电系统在使用中照旧受到自身变电模式的限制，使得供电的距离减小，电能传送的效率较低，所以并不是城市轨道交通牵引供电系统的最优选择。

（二）城市轨道交通牵引沟通供电系统与城市轨道交通牵引直流供电系统不同，城市轨道交通牵引沟通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。