浅谈地铁供电系统与安全措施

浅谈地铁供电系统与安全措施

王晖（中铁十一局集团电务工程有限公司，湖北武汉4300

摘要：随着社会进步、城市规模不断扩大、人口密度迅速增加，人们对地铁的需求不断增加，对地铁安全性要求也越来越高。供电系统是地铁的重要组成部分，没有供电系统的可靠安全供电，就不可能有地铁的正常运行。针对地铁供电系统进行了分析并探讨了提高地铁供电系统安全性方法与措施。

关键词：地铁安全性；供电系统；方法；措施

引言

供电系统是地铁所有用电用户的电能源泉，是机车和机电系统运行的动力保证。一旦供电系统发生故障，将使整条线路失去运营能力，造成重大经济损失。随着地铁线路的不断增多，地铁供电系统复杂程度越来越高，出现事故的可能性和故障波及的范围、造成的损失也不断增大。供电系统能否安全可靠运行将直接关系到地铁的安全、稳定运营，为了保证地铁安全可靠地运行，探讨其供电系统安全措施是极其有意义的。

1地铁供电系统分析

1.1高压供电系统。一般地，城市电网对城市轨道交通进行供电的方式有三种:集中式供电、分散式供电和混合式供电。

1.1.1集中供电方式。沿城市轨道交通线路，根据用电量和线路的长短，建设城市轨道交通专用主变电所。主变电所应有两路独立的110KV电源。再由主变电所变压为城市轨道交通内部供电系统所需的电压级（35KV或10KV等）。由主变电所构成的供电方案为集中式供电。

1.1.2分散供电方式。分散供电方式是指不设主变电所，而直接由城市电网区域变电所的35（33）KV或10KV中压输电线直接向城市轨道交通沿线设置的牵引变电所、降压变电所供电并行车环网。采用这种方式的环境必须是城市电网比较发达，在有关车站附近有符合可靠性要求的供电电源。其中压网络的电压等级应与城市电网相一致。在这种方式下，可设置电源开闭所，并可与车站变电所合建。

1.1.3混合供电方式。即前两种供电方式的结合，以集中式供电方式为主，个别地段引入城市电网电源作为集中供电的补充，使供电系统更加完善和可靠。武汉轨道交通、北京地铁1号线和环线即为此种供电方式。

1.2牵引供电系统及其运行方式。

1.2.1牵引供电系统组成。在城市轨道交通牵引供电系统中，电能从牵引变电所经馈电线、接触网输送给电动列车，再从电动列车经钢轨（称轨道回路）、回流线流回牵引变电所。由馈电线、接触网、轨道回路及回流线组成的供电网络称为牵引网。牵引供电系统即由牵引变电所和牵引网组成，其中牵引变电所和接触网是牵引供电系统的主要组成部分。

1.2.2牵引供电系统运行方式。

（1）正常运行方式。正线各供电区间，均由相邻牵引变电所双边供电；车辆段内接触网由车辆段牵引变电所供电：停车场内接触网由停车场牵引变电所供电。

（2）任一牵引变电所解列时的运行方式。当任一牵引变电所解列（不含线路端头牵引变电所），由相邻变电所越区“大双边”供电。当正线线路端头的牵引变电所解列，分别由相邻的牵引变电所单边供电。

1.3动力照明供电系统。

1.3.1系统构成。城市轨道交通除了直流电动车辆外，其它所有交流低压负荷都由动力照明供电系统供电。动力与照明配电系统由降压变电所、动力配电系统和照明配电系统构成。降压变电所与牵引变电所共用AC35KV供电网络，降压变电所将AC35KV降压成AC0.4KV后向动力与照明配电系统供电。动力与照明配电系统的供电范围为车站、区间、车辆段和控制中心的所有动力照明负荷。根据各种用电负荷对供电可靠性的要求，地铁动力照明负荷一般分为三级。

一级负荷:包括消防用电设备及地铁运行中特别重要的负荷两部分。消防设备有消防泵、水喷淋泵、防灾报警系统（FAS）、区间隧道通风机、排风/排烟机及相应风阀、直升电梯、事故照明等。地铁运行中的重要负荷包括设备监控系统（BAS）、通信、信号、无线传输、售检票、变电所自用电、直流屏电源及废水泵等。

二级负荷:包括站厅、站台层公共区的一般照明、节电照明；各设备用房的照明、出入口照明、集水泵、一般风机等。

三级负荷:主要包括空调冷水机组及其配套设备、自动扶梯、广告照明、电热设备、清洗机械等。三级负荷为单电源供电，由降压变电所单母线馈出，当供电系统为非正常运行方式时，允许将其切除。

1.3.2降压变电所。每个车站都应设降压变电所承担本站及区间动力照明负荷。若地下车站负荷较大，一般于站台两端设降压变电所，各负责半个车站和相邻半个区间的供电。其中一端可以和牵引变电所合建为混合变电所，若地面车站负荷较小，可设一个降压变电所。降压变电所的两路电源可以来自主变电所，也可来自相邻牵引变电所。单母线分段，根据系统需要，也可以不设分段开关。

1.3.3动力照明。动力照明系统采用380/220V三相五线制系统（TN-S系统）配电。基本上采用放射式供电，个别负荷可采用树干式供电。一类负荷要求双电源、双电缆，供电末端自动切换，来电自复；二类负荷为双电源、单电缆；三类负荷为单电源、单电缆。

1.4电力监控系统。电力监控系统实现在控制中心（OCC）对供电系统进行集中管理和调度、实时控制和数据采集。除利用“四遥”（遥控、遥信、遥测、遥调）功能监控供电系统设备的运行情况，及时掌握和处理供电系统的各种事故、报警事件功能外，利用该系统的后台站还可以对系统进行数据归档和统计报表功能，以更好地管理供电系统。

电力监控系统作用是保证控制中心对供电系统的主变电所、牵引变电所、降压变电所等供电设备的运行状态监视、控制和数据采集。它由设在控制中心的主机、设在各变电所的远程控制终端以及联接终端与中心的通信网络三部分组成。

电力监控系统的结构宜采用1对N的集中监控方式，即1个主站监控N个子站的方式。系统的硬件、软件一般要求充分考虑可靠性、可维护性和可扩性，并具备故障诊断、在线修改功能，同时遵循模块化和冗余的原则。远动数据通道宜采用通信系统提供的数据通道。

2提高地铁供电系统安全性方法与措施

2.1对供电系统设备设施的日常维护。保持地铁供电系统长周期的正常运行，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。从防灾、抗灾的角度来讲，日常安全维护制度还要确保牵引变电所内设备的完备性，灭火装置的充分性及可用性。

2.2完备的供电系统监测系统、安全装置、消防设施和信息传输系统地铁供电系统也要严格贯彻“安全第一，预防为主”的方针。对于内和线路情况进行实时监测就是一项重要手段。在牵引变电所内安装摄头，可以监测到任何牵引变电所故障情况。地铁供电系统安全装置一般包括所内报警按钮、智能烟感探头、紧急照明和通风系统。消防设施包括灭火器、自动水喷淋装置和排烟装置等。

当发生爆炸、火灾、毒气时，第一时间掌握现场情况尤为重要。应急时应备有4个渠道:（1）FAS火灾自动报警系统；（2）无线电通讯；（3）有线电通讯；（4）站台内的CCTV视频传输系统。

2.3完备的供电系统安全管理制度。规范完备的供电系统安全管理制度是实现地铁运营安全的基础。目前从保障我国地铁安全运营的实际情况来看，急需建立地铁灾害应急处理制度、地铁设施设备日常安全维护制度、地铁紧急状况定期演练机制及国民地铁供电系统安全教育计划。

参考文献

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[2]孙彰林.地铁供电系统可靠性设计[J].现代城市轨道交通，2006.

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