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摘要:在城市轨道交通运行方面,供电系统是重要的基础保障。城市轨道交通供电系统由主变电所、牵引变电系统以及变配电系统三部分组成。集中式供电中,根据功能对交通供电系统进行划分,可以分为:主变电所、外部电源、电力监控系统、牵引供电系统,而在分散式供电中,城市轨道交通供电系统可以分为:外部电源、牵引供电系统、(电源开闭所)、电力监控系统以及动力照明配电系统。
关键词:城市;轨道交通;供电方案;研究
前言:
随着国家经济的飞速发展和城市化进程的加快,城市轨道交通也进入大发展时期。轨道交通配电作为轨道交通的重要构成部分,起着非常重要的作用。通作为城市公共交通系统的一个重要组成部分,目前有地铁、轻轨、有轨电车以及悬浮列车轨道交等多种类型,号称“城市交通的主动脉”。它具有节能、省地、全天候、运量大、安全等特点,属绿色环保交通体系,符合我国可持续发展的原则,特别适应于大中城市。
1城市轨道交通供系统电模式
城市轨道交通供电系统的作用是变压、整流、传输或馈送电流。目前的供电模式有集中供电模式,分散供电模式和混合式供电模式。
1.1集中供电模式
即设置专门的主变电所,城轨电力系统所有电能均通过主变电所获取。其优点有:
(1)受电点少,要求公用电网提供的备用容量低:
(2)隧道外电缆敷设量少,通道易解决,隧道内敷设量多,有利于电缆的施工和维护:
(3)受外部电网影响小,有利于形成轨道交通电网,可靠性、安全性高;
(4)供电资源共享,可提高供电可靠性;
(5)与公用电网相互影响小,可监测和处理谐波源;
(6)在运行过程中便于集中管理,电网损耗相对较低。
经济性方面,集中供电模式下,对交叉和邻近线路供电,节约投资土地资源,可以充分利用公用电网的电力资源,但需要建立主变电所和电力通道,投资相对较高。
1.2分散供电方式
即不设置专门的主变电所,根据城市电网的实际情况,分别从不同地点获取电能。该方式不便于集中管理和实施综合控制技术(如行车调度、电力调度、环境控制等一体化管理)。其优点是可以降低城轨交通系统建设的一次性投资,充分利用国家的电力资源。随着国家电网运行水平的提高,分散供电方式也逐步得到广泛应用。
不论何种供电模式,城市轨道交通系统的变电所主要有:主变电所,即高压变电所、牵引压价混合变电所、配电所,即降压变电所。
设置主变电所时,每一座主变电所由110kV电网的两条独立线路供电,每路电源各带一台三相三绕组110kV/35kV主变压器。
不设置主变电所时,一般是牵引降压混合变电所由沿线城市电力网引进一路10kV电源。
目前,北京城市轨道交通采用的是分散供电模式,上海和广东采用的是集中供电模式。
1.3混合式供电
通常以集中式为主,将上述两种方式相结合,一些地区作为集中供电的补充使用城网电源,如此供电系统更加稳定完善,但保护和管理也随之复杂。天津地铁、北京地铁一线等采用混合式供电。
2城市轨道新型供电运行安全生产管理系统
世界各地的城市轨道交通均采用电力牵引,电力的传输和供应除了给地铁车辆提供动力外,还承担着保证通风、照明、温控、自动扶梯、屏蔽门、自动售检票、通信信号、消防设施等维持城市轨道交通运转所需设备正常运行的职责。供电系统是城市轨道交通的能源大动脉,是城市轨道交通的关键和核心系统之一。
2.1安全生产管理系统
目前,供电系统作业的工作票、操作票靠手工书写,开票效率较低;同时,大量纸质工作票和操作票的管理、统计、分析困难;另外,工作票和操作票的审核和流程控制使用电话、传真等传统方式,操作顺序靠人为控制,安全措施难以保障。新型供电系统安全生产管理系统具有操作票、工作票专家系统功能,能根据作业令生成工作票及相关的工作模板,实现电子化开票、防误逻辑判断、网络化流转控制及管理功能,提高了工作效率,保证了工作票内容的安全性。
2.2接触网直流验电闭锁技术
由于接触网验电和接地操作频繁,又没有采用技术手段进行有效的控制,所以这方面的误操作事故时有发生。新型接触网直流验电闭锁技术把接触网验电操作及验电结果引入到接触网接地操作流程中,并实现了技术关联。在现场操作前,必须经过防误主机的模拟预演和防误逻辑判断。按照防误逻辑,只能生成先验电后挂接地线的操作票,操作票生成后传入电脑钥匙,操作过程和操作顺序由电脑钥匙按操作票顺序执行。
2.3接地线管理技术
采用新型接地线管理技术,对变电所和接触网的地线实现规范管理,防止地线的漏拆、漏挂、误挂、误拆,同时实现接触网挂接地线之前的强制验电、接地线状态的远程上报及地线操作过程的远程监视等功能。此外,通过智能地线柜和内置的地线管理器主机、地线检测闭锁机构,实现地线的强制闭锁和规范管理。地线管理器主机用于管理、控制、检测闭锁机构,并向防误系统提供地线的当前状态,执行防误系统的解锁、闭锁命令。检测闭锁机构用于检测识别解锁、闭锁地线,检测闭锁机构的个数可根据地线数量配置。地线柜用于对地线进行规范存放。智能地线检测装置是安装在地线上的无线通信装置,能实现对临时接地线所挂接的地线桩的识别,并与远方主机通信,实时上传地线位置与状态。
2.4接触网智能验电接地技术
接触网挂接地线操作使用的接地棒和验电操作使用的验电棒为两个独立设备,相互之间没有联锁关系,操作不安全;另外,由于接触网验电棒和接地棒很长,挂接操作非常不便。所以,急需一种既能解决接触网接地安全,又能简化操作、提高工作效率的验电接地装置。新型接触网智能验电接地技术,就是通过一种智能装置,融合在线验电、人工验电、接地操作、接触网带电状态监视等功能,并实现验电和接地之间的安全联锁,保证接触网在带电状态下无法进行接地操作,确保接地操作安全;同时,简化验电、接地操作方式,仅在智能验电接地柜上用便捷的操作完成就地验电和接地操作,或通过远方后台在判断条件允许的情况下采用遥控方式完成接地操作,而不采用传统的验电棒和接地棒直接对接触网进行操作,提高工作效率。接触网智能验电接地技术是在直流验电闭锁技术基础之上,对验电装置和接地装置进行了融合,并实现了安全联锁。
2.5远程视频联动监护技术
远程视频监视技术实现了对现场电气设备操作过程的视频联动监护、告警联动监视、巡检联动监视、事故录像及回放等功能。通过操作视频联动监护,值班人员在监控中心对远方设备进行模拟操作或遥控操作时,可以实时了解现场设备的操作情况以及相关设备操作前后的运行状况;另外,也可以对作业人员在现场的就地操作过程进行远程监护,确保操作安全。通过告警视频联动,值班人员可以在监控中心第一时间了解告警设备及告警相关区域的实时状况,提高事故处理的及时性。通过巡检视频联动,值班人员可以在监控中心定时对现场设备及相关场所进行远方巡视,减少巡检人员前往现场的频率和时间,提高工作效率。通过视频录像及回放功能,提供事故发生期间的场景资料,有利于事故的追溯和分析。
结束语:
为了有效的提高城市的交通运输能力,中国的各个城市都积极的建设城市轨道,以适应城市的发展需求。在如今的城市轨道交通运行方面,供电系统是保证城市轨道稳定运行的基础前提,对于城市轨道的稳定运行具有重要的意义。所以应该对供电系统的安全性以及可靠性不断的研究,以确保城市轨道的正常稳定运行。
参考文献:
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