轨道交通牵引供电系统综述

摘要：随着时间的推移，城市化进程进一步加快的同时，城市规模扩大以及城市人口不断增多。为了缓解城市人口交通出行压力，落实轨道交通建设工作是一件很有必要的事情。在城市交通中轨道交通占据着重要地位，为了提升运行的稳定性，就要求加大对城市轨道交通牵引供电系统的关注度，本文就此进行一系列研究，希望能够提高城市轨道运行质量，满足人们的出行需求。

关键词：轨道交通；牵引供电系统

引言

本文首先阐述了牵引供电系统以及系统内部组成情况，介绍了城市轨道牵引供电系统，并从实际情况出发对城市轨道牵引供电系统运行所涉及的关键技术进行详细分析，希望能够不断完善城市轨道牵引供电系统，提升轨道运行效果。

一、简述牵引供电系统

牵引供电系统由两部分组成，包括牵引网和牵引变电所。在轨道交通系统中人们更加关注牵引变压器的种类和牵引变电所的接线方式，并需要综合分析所选择的供电方式将会对牵引网的电压水平产生什么影响。

（一）牵引变压器

普通铁路一般会安装两个牵引变压器，主要是为了防止其中一个变压器损坏之后给铁路交通正常运输造成负面影响。接线牵引变压器一般适用于高速铁路，这类变压器由钢轨链接、接触网、中间轴头等几部分组成。

（二）牵引供电系统

尽管说不是每一个车站都安装牵引降压混合变压器，但是由牵引变电站和降压变压器构成的牵引降压混合变压器仍然比较常见。安装牵引变压器需要遵循一定程序，且牵扯多方面内容。比如说在设定牵引变压器过程中，需要加大对牵引网电压损失、牵引系统网络结构、线路损耗等问题的关注度。与此同时，还需要了解牵引变压站的设备组成。就开关柜而言，最好选择应用绝缘全封闭组合电器，进而减少占地面积，但是有可能增大成本或者提高安全事故发生的概率。为了防止雷电波侵入，需要将避雷器安装在开关柜的进线部位。

二、牵引供电系统的内部组成

（一）供电方式

以城市轨道交通中比较常见的地铁为例，一般采用双边供电方式，也就是发挥两侧牵引变电所的积极作用，以便于最大程度上降低牵引网的电压损失。这种集中供电方式有利于提升城市轨道交通发展的稳定性，有效维护社会秩序。就普通铁路而言，一般多应用带回流线直接供电、自耦变压器等供电方式。这些供电方式主要是利用了吸流线对电流的返回牵引，可以通过有效控制钢轨产生电流和回路之间形成的阻抗，进而降低对通信造成的干扰。再加上这种供电方式结构简单，后期维护相对方便，在牵引供电系统中得到了广泛应用。

（二）接触网

在城市轨道交通系统中接触网供电网络方式比较常见，这种方式需要利用金属轮轨和导线的电机，以便于实现电流回流，比较常用的包括刚性接触网和柔性接触网。就后者而言，主要是发挥导线性能的优势，以此来减少支撑点需要承载的负荷，通常应用在轻轨和无轨电车上面。但是由于这类接触网整体跨度小且悬挂点硬度大，以至于在应用过程中容易出现轻微震荡，所以不适合应用在高速行驶交通形式当中。由于在运行过程中不需要进行轨道和列车的更换，所以发挥集电弓的积极作用能够实现提升整体运行速率。

三、城市轨道交通牵引供电系统

（一）直流供电系统

这种供电系统就是指当一路供电线路因故障无法正常运行时，可以发挥另一条线路的积极作用，以便于牵引供电区实现供电，保证城市轨道运行不受影响。而且应用该系统可以发挥回流系统和电流保护措施的积极作用，以便于实现均匀分布电能，提升供电系统的稳定性。但是这种供电系统受变电模式的影响，电能传送效率低且供电距离短，一旦出现运行故障，维护措施相对繁杂，而且还会增大维护成本。

（二）交流供电系统

交流供电系统在城市轨道交通中应用相对广泛，主要是发挥单向连接供电方式的积极作用，也就是说，要求变电站同时安装并使用两台变压器，并且要保证变压器的类型为双绕组单项变压。因为整体结构造型为开口的三角形形状，有利于提高供电系统运行效率。为了确保交流供电系统稳定运行，就应当将降压系统设置在线路区间和供电系统终端。除此之外，还可以安装照明系统，以便于实现线路保护。另外，对于此系统的设备而言，务必要拥有较好的耐磨性，确保其在动态取流状态下能够稳定运行，进而延长系统使用时间。

四、牵引供电系统的关键技术分析

（一）明确交流供电系统中变电站的方位

为了提升交流供电系统运行的高效性，需要工作人员实地测量车站的位置和距离，明确牵引网电压和牵引系统网络结构，并以此为基础确定变电站的所处位置。另外，还需要做好电压损失计算、保证供电质量等工作，进而确保所选择的变电站位置科学合理。

（二）第三轨供电技术

这类供电技术主要是发挥第三轨供电网络的积极作用，通常在网络中应用钢铝复合型材料，导电性能突出。利用这类供电网络有利于降低电能损耗，而且不需要在轨道沿线设置馈电电缆，一定程度上降低成本。第三轨供电技术主要包括防爬器、接触轨接头、端部弯头等。其中，接触轨接头包含温度伸缩接头和正常接头两种。正常接头在固定时需要应用铝制的鱼尾，并使其与支撑点之间的间隔超过60厘米。而温度伸缩接头可以避免环境温度变化产生接触轨伸缩问题。

（三）电缆牵引网分段供电与保护技术

就交流牵引供电系统而言，为了有效控制传输过程中造成的电能损耗，不仅需要安装电缆牵引网，同时还要使牵引网采取分段供电方式。这时就需要应用上下两条线路支撑牵引网，并确保线路之间以并联方式连接。另外，为了避免断电停电影响城市轨道交通正常运行，给人们的出行造成不便，就应当落实保护交流牵引供电系统工作，做好安装电流保护速断装置工作，以便于实现稳定供电。而且这种保护装置除了发挥保护作用之外，还能够在一定程度上降低母线与馈线发生故障的概率，并可以在综合分析短路电流大小的基础上灵活调整保护装置的启动时间，提升安全防护效率，最大程度上降低故障对供电系统造成的影响。

（四）直流供电系统保护技术

调查研究表明，城市轨道交通直流牵引供电系统在运行过程中面临的比较突出的一个问题就是迷流问题。所以应当对机组直流正极和负极开展对地绝缘保护工作。在具体实践过程中，一旦轨道交通供电系统中的负极直接接地，就会面临迷流回路、地网回流等情况。这样不但会损坏相关金属设备，而且还将降低迷流回路的电阻。

（五）直流供电系统漏电保护技术

漏电保护技术在城市轨道交通直流牵引供电系统中扮演着重要角色，以下是对其应用的具体介绍。城市轨道车站中需要做好接地轨设置工作，将接地轨与桥体连接能够提升直流供电系统接地效果，保证轨道进入车站后可以实现良好接地，并在运行过程中实现电荷释放，以此来确保设备稳定运行，保障乘客人身安全。在城市轨道交通当中落实接地轨架设工作，可以发挥漏电保护技术的积极作用，确保轨道交通位于接地状态，最大程度上避免轨道在运行过程中产生静电电荷，进而确保轨道列车安全运行，避免在运行过程中出现意外，增加不必要的经济损失。将轨道车身与负极轨连接，再在牵引变电站接地位置实现修建负极轨。这样既能够防止轨道列车在运行过程中聚集静电电荷，并且还能够节省修建负极轨的成本支出。但是从实际情况来看，漏电保护技术对列车的电气绝缘和保护装置提出了一定要求。

结束语

总而言之，经济水平进一步提升的同时，人们的交通出行方式发生了一定变化，城市轨道交通受到了越来越多的关注。为了确保城市轨道交通供电系统安全稳定运行，就应当综合分析牵引供电系统。在具体实践过程中，需要发挥接触网供电系统技术的积极作用，找准变电站所处方位，并需要合理利用各种现代化技术，进而保证城市轨道交通正常运行，满足人们的出行需求。

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