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一、供電系統(tǒng)的簡(jiǎn)介及中壓網(wǎng)絡(luò)的概念

1、城市軌道交通供電系統(tǒng)的功能

城市軌道交通供電系統(tǒng)，擔(dān)負(fù)著運(yùn)行所需的一切電能的供應(yīng)與傳輸，是城市軌道交通安全可靠運(yùn)行的重要保證。

城市軌道交通的用電負(fù)荷按其功能不同可分為兩大用電群體。一是電動(dòng)客車(chē)運(yùn)行所需要的牽引負(fù)荷，二是車(chē)站、區(qū)間、車(chē)輛段、控制中心等其他建筑物所需要的動(dòng)力照明用電，諸如：通風(fēng)機(jī)、空調(diào)、自動(dòng)扶梯、電梯、水泵、照明、AFC系統(tǒng)、FAS、BAS、通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)等。

在上述用電群體中，有不同電壓等級(jí)直流負(fù)荷、不同電壓等級(jí)交流負(fù)荷；有固定負(fù)荷、有時(shí)刻在變化的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。每種用電設(shè)備都有自己的用電要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而且這種要求和標(biāo)準(zhǔn)又相差甚遠(yuǎn)。城市軌道交通供電系統(tǒng)就是要滿(mǎn)足這些不同用戶(hù)對(duì)電能的不同需求，以使其發(fā)揮各自的功能與作用。

保證電動(dòng)客車(chē)暢行，安全、可靠、迅捷、舒適地運(yùn)送乘客，是供電系統(tǒng)的根本目的。

2、供電系統(tǒng)的構(gòu)成

根據(jù)功能的不同，對(duì)于集中式供電，城市軌道交通供電系統(tǒng)可分成以下幾部分：外部電源、主變電所、牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)。對(duì)于分散式供電，城市軌道交通供電系統(tǒng)則可分成以下幾部分：外部電源、(電源開(kāi)閉所)、牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)，又可分成牽引變電所與牽引網(wǎng)系統(tǒng)。動(dòng)力照明配電系統(tǒng)，又可分成降壓變電所與動(dòng)力照明。

但在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)時(shí)，為便于設(shè)計(jì)管理，供電系統(tǒng)往往被劃分成：系統(tǒng)設(shè)計(jì)；主變電所設(shè)計(jì)；牽引變電所(或牽引降壓混合變電所)及降壓變電所設(shè)計(jì)；牽引網(wǎng)設(shè)計(jì)；電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)；雜散電流腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)(注：動(dòng)力照明隨同土建一起設(shè)計(jì))。

3、外部電源方案

城市軌道交通系統(tǒng)的外部電源方案，根據(jù)城市電網(wǎng)構(gòu)成的不同特點(diǎn)，可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。

(1)確定外部電源方案的原則

城市軌道交通作為城市電網(wǎng)的特殊用戶(hù)，一般用電范圍多在10km~30km之間。城市軌道交通系統(tǒng)的外部電源方案，主要有集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟采用何種方式，應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定需要負(fù)荷之后，根據(jù)城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃、城市電網(wǎng)構(gòu)成特點(diǎn)、工程實(shí)際情況綜合分析確定。

(2)集中式供電

在城市軌道交通沿線(xiàn)，根據(jù)用電容量和線(xiàn)路長(zhǎng)短，建設(shè)專(zhuān)用的主變電所，這種由主變電所構(gòu)成的供電方案，稱(chēng)為集中式供電。主變電所進(jìn)線(xiàn)電壓一般為110kV，經(jīng)降壓后變成35kV或10kV，供牽引變電所與降壓變電所。主變電所應(yīng)有兩路獨(dú)立的進(jìn)線(xiàn)電源。集中式供電，有利于城市軌道交通供電形成獨(dú)立體系，便于管理和運(yùn)營(yíng)。上海、廣州、南京、香港、德黑蘭地鐵等即為集中式供電方案。

(3)分散式供電

根據(jù)城市軌道交通供電的需要，在地鐵沿線(xiàn)直接由城市電網(wǎng)引入多路電源，構(gòu)成供電系統(tǒng)，稱(chēng)為分散式供電。這種供電方式一般為10kV電壓級(jí)。分散式供電要保證每座牽引變電所和降壓變電所均獲得雙路電源，要求城市軌道交通沿線(xiàn)有足夠的電源引入點(diǎn)及備用容量。建設(shè)中的沈陽(yáng)地鐵、長(zhǎng)春輕軌、大連輕軌、北京城鐵、北京八通線(xiàn)、北京地鐵5號(hào)線(xiàn)等即為分散式供電方案。

(4)混合式供電

將前兩種供電方式結(jié)合起來(lái)，一般以集中式供電為主，個(gè)別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式供電的補(bǔ)充，使供電系統(tǒng)更加完善和可靠。這種方式稱(chēng)為混合式供電。北京地鐵一線(xiàn)和環(huán)線(xiàn)、建設(shè)中的武漢軌道交通工程、青島地鐵南北線(xiàn)工程等即為混合式供電方案。

通過(guò)中壓電纜，縱向把上級(jí)主變電所和下級(jí)牽引變電所、降壓變電所連接起來(lái)，橫向把全線(xiàn)的各個(gè)牽引變電所、降壓變電所連接起來(lái)，便形成了中壓網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能的不同，把為牽引變電所供電的中壓網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為牽引網(wǎng)絡(luò)；同樣，把為降壓變電所供電的中壓網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)。

中壓網(wǎng)絡(luò)有兩大屬性：一是電壓等級(jí)，二是構(gòu)成形式。

中壓網(wǎng)絡(luò)不是供電系統(tǒng)中獨(dú)立的子系統(tǒng)，但是它卻是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它的設(shè)計(jì)牽扯到外部電源方案、主變電所的位置及數(shù)量、牽引變電所及降壓變電所的位置與數(shù)量、牽引變電所與降壓變電所的主接線(xiàn)等。

摘要：本文從城市軌道交通供電系統(tǒng)的功能、構(gòu)成、以及系統(tǒng)的外部電源方案等方面對(duì)城市軌道交通供電系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)述。在此基礎(chǔ)上引入了城市軌道交通供電系統(tǒng)中壓網(wǎng)絡(luò)的概念，中壓網(wǎng)絡(luò)有兩大屬性：一是電壓等級(jí)，二是構(gòu)成形式。同時(shí)結(jié)合國(guó)家中壓配電現(xiàn)狀及發(fā)展趨向、國(guó)內(nèi)城市軌道交通中壓網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及發(fā)展思路、以及不同電壓等級(jí)的中壓網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，對(duì)中壓網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)的特點(diǎn)進(jìn)行了綜合比較，并對(duì)其構(gòu)成進(jìn)行了系統(tǒng)分析。最后提出了一種新型接線(xiàn)方式-20kV牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞：牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)城市軌道交通供電系統(tǒng)中壓網(wǎng)絡(luò)