论城市轨道交通供电系统中的中压网络

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【摘要】城市轨道交通供电系统，按所属内容可将其分为中压网络、动力照明供电系统和牵引供电系统三个组成部分。其中，中压网络是城市轨道交通系统的关键性组成部分，所以积极做好中压网络相关规划与设计对于整个城市轨道交通的供电系统具有重要意义。本文在充分了解中压网络的结构和组成的基础上，对如何选择中压网络电压等级、如何做好中压网络的保护设置进行了分析与探究。

【关键词】城市轨道；交通供电系统；中压网络；电压等级；保护设置

自我国进入21世纪以来，城市轨道交通取得了较大程度的进步与发展。中压网络是城市轨道交通供电系统中的主要组成部分之一，因此加强对中压网络的研究与探讨，具有优化系统供电方案、降低系统造价的红药作用，同时中压网络的合理规划与设计，更方便于日后对其的维护与管理。对于城市轨道交通系统中的中压网络的研究，首先应充分了解中压网络的结构和组成，而后分别从电压等级选择和保护设置两方面进行相关的分析与论述，以实现对中压网络方案的最大优化，从而确保城市轨道供电系统的合理性、完善性和高效性。

1　中压网络的组成和结构概述

要切实地做好中压网络相关工作，首先应深刻了解并掌握中压网络的组成和结构，以便于中压网络电压等级的合理选择。

1.1　中压网络的组成

城市轨道供电系统中的中压网络，即由两条以上与城市轨道交通线路平行敷设的电缆线路构成。中压网络是城市轨道交通供电系统的重要组成部分，其所发挥的作用可从两方面来讲：一是，具有将纵向上级主变电所与下级牵引变电所、降压变电相互连接的作用；二是，具有将横向各个全线牵引变电所与降压变电所相互连接的作用。中压网络，从实质上讲，是城市轨道交通供电系统中唯一具有电能传输作用的通道。在正常的工作中，应有效确保中压网络中的每个回线电缆容量的有效性。

1.2　中压网络的结构

中压网络的组网结构，通常是根据城市轨道交通供电系统外部电源的供电方式而定。城市轨道的交通供电系统按供电的形式可分为集中供电和分散供电，其中集中供电一般选用树形结构的中压网络；而分散式供电多数选用点对点结构的中压网络。树形结构如图1，点对点结构如图2：

就目前来看，多数城市轨道交通供电系统采用集中供电方式，因此决定了中压网络的树形结构。树形结构的中压网络，具有形式种类多、灵活性高等特点。通常情况下，树形结构的中压网络按用电负荷性质可分为混合网络构架和独立网络构架两种，其中混合网络构架具有结构简单、投资较小和利用效率高等优点，独立网络构架供电质量高，但资金投入较大。对此，应根据中压网络的用电负荷性质和具体的实际情况，选用合适的网络构架。

2　城市轨道交通供电系统中压网络电压等级的选择

城市轨道佳通供电系统中，中压网络电压等级选择的合理与否，将影响到整个供电系统的正常运营，包括其供电质量、资金投入及系统接线等诸多问题。目前，我国常用的中压网络电压等级分别为10kv、20kv和35kv，其中20kv和30kv为国际标准电压。通常来讲不同电压等级的中压网络，具有不同的特点：10kv的中压网络属我国标准电压等级，适合于输电容量小、距离短的中压网络，具有操作灵活、构成保护简单及资金投入小等特点，普遍应用于国内外的地铁交通中；20kv的中压网络适合于输电容量、输送距离适中的中压网络，具有车站体量小、土建投资少且操作灵活，国外地铁多采用20kv等级中压网络；35kv的中压网络，适用于长距离、大容量的电能输送，截至目前我国广州、上海等地以采用此电压等级的中压网络。

总之中压网络电压等级的选择，并不是一成不变的，需经过严格的计算和分析，其中包括对线路电压耗损和电压的计算、分析。然后将计算所得结果与该地区的实际情况相结合，以便于中压网络电压等级的合理选择。

3　城市轨道交通供电系统中压网络的保护设置

中压网络属城市轨道交通供电系统中的重要组成部分，因此中压网络的任何一项工作都不容忽视。除了上述要合理选择中压网络的电压等级外，还应积极做好中压网络的保护设置，具体可从以下几方面做起：

3.1　保护设置的选择

对中压网络的保护即对中压供电双环网络接线形式的保护，对此应合理选择与之相符和的保护设置，否则将会引起供电事故的发生。电流选跳保护是当今社会中一种新型的保护技术，有利于彻底解决选择性配合的问题。但是电流选跳保护在一定程度上是依赖于通信网络，因此不能有效确保电流选跳保护可靠性和稳定性，基于此，国内城市轨道交通供电系统多不采用电流选跳保护。

3.2　对线路故障的保护设置

城市轨道交通供电系统中，中压网络多采用双环网络接线形式的保护设置。要实现对中压网络线路故障的综合保护，可加强对纵差的保护、过流的保护和零存过流的保护。其中纵差保护是指是线路故障的主要保护，而过流保护和零存过流保护主要是针对线路故障的后备保护。我国北京地铁5号线和上海地铁1号线就采用了此种对中压网络的保护设置。

3.3　备用电源的保护设置

对于城市轨道交通供电系统的中压网络备用电源的保护多采用备用电源自投保护装置，即在供电系统正常运营期间，两路进线电源分别给两段母线提供电源，并且母线的分段开关处于分闸状态。一旦任一路进线电源失电，进线开关就会因失压而跳闸，从而母线分段开关自动合闸。如此使得另外一路进线电源可持续供电状态，进而起到备用电源的保护作用。除此之外，对于备用电源的保护，还可通过充电条件、启动条件、闭锁自备投及各自投装置等实现。

总而言之，中压网络在城市轨道交通供电系统中占据着重要的枢纽位置，积极做好中压网络的电压等级选择和保护设置具有重要意义。不同城市、不同电压负荷，城市轨道交通供电系统中压网络的选择也不尽相同，对此没有固定的规定、定式，唯有确保中压网络电压等级选择和中压网络保护设置的合理性，才能确保城市轨道供电系统的正常运行。