论地铁供电系统的可靠性研究

高乐功

摘 要：随着我国经济的发展，运输业在我国国民经济的发展中占据着越来越重要的作用，地铁作为联系城市经济脉络的枢纽，其供电系统的可靠性和安全性是保障地铁顺利运行的必要条件。一旦地铁供电系统出现故障，将会造成整个城市交通的瘫痪，甚至会危害到乘客的生命安全。针对地铁供电系统的结构及运行程序，探讨了提高地铁供电系统可靠性的方法，以便广大读者参考借阅。

关键词：地铁；供电系统；可靠性

城市规模的扩大，依靠传统的地上交通已不能满足城市发展的需求，人们之间交互的频繁，越来越依赖地铁这种便捷、方便、快速的交通工具，它在城市发展和市民日常工作生活中正发挥着越来越重要的作用。供电系统作为地铁运输的重要组成部分，加强和提高整个系统的运营安全性与可靠性水平成为越来越需要关注的话题。

1 提高供电系统可靠性的意义

1.1 保证地铁运营安全

地铁供电系统是为城市地铁运营提供所需电能的系统，它不仅为电力机车提供牵引供电，而且还为地铁运营服务的其他设施提供电能，如照明、通风、空调、给水排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等。在地铁的运营中，供电一旦中断不仅会造成交通运输的瘫痪，而且还会危及乘客生命安全和造成财产损失。因此，高度安全、可靠而又经济合理的电力供给是地铁正常运营的重要保证和前提，分析研究地铁供电系统的运营及维护，完善我国地铁建设发展之路，就具有重要的现实意义。

1.2 保证地铁运营的便捷通畅

提高供电可靠性是提高电能质量的重要前提。电力系统从发电厂、变电站、输配电线路到电力用户，有成千上万的设备及其控制和保护装置，它们分布在各种不同的环境和地区，都可能发生不同类型的故障或事故，影响电力系统正常运行和对用户的正常供电。在当今全球社会经济高速发展的形势下，提高供电可靠性已成为全社会众多方面客观而迫切的要求，具有十分重要的现实意义。目前在我国社会经济发展的过程中，城市人口的密集度也在不断的增大，这就给我国城市交通带来巨大的压力，因此人们就将地铁建设作为城市交通建设中重要的内容来对其进行规划。提高地铁供电系统的可靠性是保证地铁运营便捷通畅的前提。

2 地铁供电系统的主要结构

2.1 外部电源及主变电所

地铁供电系统的外部电源就是向地铁供电系统主变电所供电的外部城市电网电源。外部电源方案的形式有集中式供电、分散式供电、混合式供电。集中式供电通常从城市电网110kV侧引入两回电源，按照地铁设计规范要求，至少有一回电源为专线。主变电所的功能是接受城网高压电源（通常为110kV），经降压为牵引降压混合变电所、降压变电所提供中压电源（通常为35kV或10kV），主变电所适用于集中式供电。主变电所接线方式为线变式或桥型接线。主变电所的位置、容量的确定应根据牵引供电系统计算和供配电系统计算结果确定，最终应征得供电、规划部门的确认。遵循靠近线路、负荷平衡、资源共享的原则，达到节能的效果。主变电所位置的选择应尽量靠近铁路沿线、接近负荷中心。各主变电所的负荷平衡，并使其两侧的供电距离基本相等。并且靠近地铁站，以缩短电缆通道的距离，减少和城市地下管网的交叉和干扰，具体位置应与城市供电部门和规划部门共同商讨。除此之外，应考虑路网规划和其他地铁线路资源共享，并预留电缆通道和容量。

2.2 牵引供电系统

牵引供电系统的功能是将交流中压经降压整流变成直流1500V或直流750V电压，为地铁列车提供牵引供电，系统包括牵引变电所与牵引网，牵引网包括接触网与回流网。接触网有架空接触网（直流1500V）和接触轨（直流1500V或750V）两种悬挂方式，大多数工程利用走行轨兼作回流网；少数工程单独设置回流轨。牵引供电系统是城市轨道交通系统中重要的基础设施，该系统的主要功能就是为城市轨道交通系统中的电力车辆提供电能，从而可以确保轨道交通列车车辆的正常稳定运行。

2.3 动力照明系统

设置降压变电所的目的是为车站和区间的通信、信号等设备提供动力、照明。该降压变电所可单独设置，或与直流牵引变电所合并构成牵引、降压混合变电所。

地铁各车站宜根据负荷情况设1座或2座降压变电所，并尽可能位于负荷中心。当车站仅设1座降压变电所时，应将该变电所设于车站重负荷（冷水机组）端，并视负荷分布情况在车站另一端设置低压配电室。地铁的动力照明用电按供电负荷的性质及重要程度，划分以下三个等级：（1）一级负荷：消防系统、防灾报警、信号、通信等。一级负荷平时由两路互为备用的独立电源供电，末端切换以实现不间断供电。应急照明还应设置蓄电池作为备用电源。（2）二级负荷：自动扶梯、电梯、一般照明、节电照明等。平时由两路互为备用的独立电源供电，当地铁电网只有一路电源时，允许其从电网中切除。（3）三级负荷：空调机、冷水机组及其配套设备、电热设备、广告照明、清扫机械等。它平时由一路电源供电，若该电源发生故障时，可中断供电；当变电所只有一路电源时应将其从电网中自动切除。

2.4 电力监控系统

电力监控系统的功能是实时对地铁变电所、接触网设备进行远程数据采集和监控。在城市轨道交通控制中心，通过调度端、通信通道和变电所综合自动化系统对主要电气设备进行四遥控制，实现对整个供电系统的运营调度和管理。

3 影响其可靠性的因素

3.1 外部因素

地铁供电系统本身是由电力系统所组成的，由于其工程的浩大性，所以对设备进行定期的维修就需要花费大量的资金。缺少合理的维修计划与预算，就会造成维修次数与时间不当，长久下去势必会造成隐藏的巨大隐患，影响地铁电力系统的可靠性与安全性。

3.2 系统自身因素

大量电力设施的构成是整个系统处于高速运转的状态，就容易出现某个环节的事故，某个线路的老化，过强的电流经过就容易烧毁电路，使整个电力系统处于瘫痪状态，无法保证地铁的安全平稳运行。

4 提高地铁供电系统可靠性的方法

4.1 提高地铁供电设备的性能

地铁供电系统本身就是由供电设备组成，所以供电系统能否正常的运行与这些设备息息相关。首先从采购设备方面来说，地铁采购部门不能为求廉价就引进一些存在隐患的设备，而且采购前要对采购设备有很深刻的了解，以保证采购设备的性能。其次，要保持地铁供电系统长周期的正常运行，就要求对各类设施设备及时维护保养，以减少随机故障的影响。当故障产生时我们需要制作好供电系统设备的故障模式后果分析表，内容包括处理方法和设备失效的后果，从而对故障进行定性，找到适合的解决办法。

4.2 完善地铁应急预案

为了做好城市地铁事故灾难的防范与处置工作，最大程度地减少人员伤亡和财产损失，维护社会稳定，必须要制定合理的地铁应急预案。虽然我国大大小小的地铁应急预案有很多，但是每个地区都不同，而且至今都没有一个规范的标准。我们现在必须要做的就是统一现有的预案，并且为预案注入实用的元素。

4.3 制定合理的维修计划，减少认为的误操作

针对地铁运行现状，制定合理的维修计划，降低维修费用是当务之急。每年地铁建设企业在地铁供电系统设各的维修上要花费大量的金钱，这不仅浪费了维修资源，也大大地增加了地铁的运营成本。可是如果维修的频率过低，即使维修费用降低了，但是相应的地铁供电系统的故障发生率会有十分大的提高，从而对地铁的安全性与可靠性造成了极大的威胁。地铁供电系统一旦出现故障，造成的经济损失是之前频繁维修的费用所无法相比的。维修的次数增加能够有效的降低地铁供电系统的故障发生率，保证地铁正常的运行。所以，必须要通过安全性与可靠性的分析，得出系统的安全运行时间，从而制定出合理的维修计划。这样不仅降低了运营成本，还保障了地铁的正常安全的运营。同时建设员工的素质也是必须提高的，为此，应加强对建设员工的操作培训，定期组织员工进行地铁突发事故应急演练，加强对突发事故的处理能力。并且定期组织建设员工出国进修，从而提升地铁运行的稳定性。

5 结语

地铁在其自身发展过程中，以其本身的优越特性，在各大城市中得到了巨大的发展。但是在它运行过程中也存在诸多安全隐患。提高地铁供电系统的稳定性是解决这些安全隐患的关键。我们有必要对地铁供电系统的可靠性进行研究和探讨，保证地铁的安全运行，进而保证整个社会的和谐安定。

参考文献

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[2] 胡寿国.地铁轨道交通供电系统及其安全性分析[J].科技创新与应用，2013.

[3] 王鸿.地铁供电系统可靠性分析[J].技术与市场，2012.