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地鐵供電系統(tǒng)的可靠性研究論文
摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)輸業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中占據(jù)著越來越重要的作用，地鐵作為聯(lián)系城市經(jīng)濟(jì)脈絡(luò)的樞紐，其供電系統(tǒng)的可靠性和安全性是保障地鐵順利運(yùn)行的必要條件。一旦地鐵供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將會(huì)造成整個(gè)城市交通的癱瘓，甚至?xí)：Φ匠丝偷纳踩�。針�?duì)地鐵供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行程序，探討了提高地鐵供電系統(tǒng)可靠性的方法，以便廣大讀者參考借閱。
關(guān)鍵詞：地鐵；供電系統(tǒng)；可靠性
城市規(guī)模的擴(kuò)大，依靠傳統(tǒng)的地上交通已不能滿足城市發(fā)展的需求，人們之間交互的頻繁，越來越依賴地鐵這種便捷、方便、快速的交通工具，它在城市發(fā)展和市民日常工作生活中正發(fā)揮著越來越重要的作用。供電系統(tǒng)作為地鐵運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，加強(qiáng)和提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)營安全性與可靠性水平成為越來越需要關(guān)注的話題。
1提高供電系統(tǒng)可靠性的意義
1.1保證地鐵運(yùn)營安全
地鐵供電系統(tǒng)是為城市地鐵運(yùn)營提供所需電能的系統(tǒng)，它不僅為電力機(jī)車提供牽引供電，而且還為地鐵運(yùn)營服務(wù)的其他設(shè)施提供電能，如照明、通風(fēng)、空調(diào)、給水排水、通信、信號(hào)、防災(zāi)報(bào)警、自動(dòng)扶梯等。在地鐵的運(yùn)營中，供電一旦中斷不僅會(huì)造成交通運(yùn)輸?shù)陌c瘓，而且還會(huì)危及乘客生命安全和造成財(cái)產(chǎn)損失。因此，高度安全、可靠而又經(jīng)濟(jì)合理的電力供給是地鐵正常運(yùn)營的重要保證和前提，分析研究地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)營及維護(hù)，完善我國地鐵建設(shè)發(fā)展之路，就具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.2保證地鐵運(yùn)營的便捷通暢
提高供電可靠性是提高電能質(zhì)量的重要前提。電力系統(tǒng)從發(fā)電廠、變電站、輸配電線路到電力用戶，有成千上萬的設(shè)備及其控制和保護(hù)裝置，它們分布在各種不同的環(huán)境和地區(qū)，都可能發(fā)生不同類型的故障或事故，影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和對(duì)用戶的正常供電。在當(dāng)今全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的形勢(shì)下，提高供電可靠性已成為全社會(huì)眾多方面客觀而迫切的要求，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，城市人口的密集度也在不斷的增大，這就給我國城市交通帶來巨大的壓力，因此人們就將地鐵建設(shè)作為城市交通建設(shè)中重要的內(nèi)容來對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃。提高地鐵供電系統(tǒng)的可靠性是保證地鐵運(yùn)營便捷通暢的前提。
2地鐵供電系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)
2.1外部電源及主變電所
地鐵供電系統(tǒng)的外部電源就是向地鐵供電系統(tǒng)主變電所供電的外部城市電網(wǎng)電源。外部電源方案的形式有集中式供電、分散式供電、混合式供電。集中式供電通常從城市電網(wǎng)110kV側(cè)引入兩回電源，按照地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范要求，至少有一回電源為專線。主變電所的功能是接受城網(wǎng)高壓電源（通常為110kV），經(jīng)降壓為牽引降壓混合變電所、降壓變電所提供中壓電源（通常為35kV或10kV），主變電所適用于集中式供電。主變電所接線方式為線變式或橋型接線。主變電所的位置、容量的確定應(yīng)根據(jù)牽引供電系統(tǒng)計(jì)算和供配電系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果確定，最終應(yīng)征得供電、規(guī)劃部門的確認(rèn)。遵循靠近線路、負(fù)荷平衡、資源共享的原則，達(dá)到節(jié)能的效果。主變電所位置的選擇應(yīng)盡量靠近鐵路沿線、接近負(fù)荷中心。各主變電所的負(fù)荷平衡，并使其兩側(cè)的供電距離基本相等。并且靠近地鐵站，以縮短電纜通道的距離，減少和城市地下管網(wǎng)的交叉和干擾，具體位置應(yīng)與城市供電部門和規(guī)劃部門共同商討。除此之外，應(yīng)考慮路網(wǎng)規(guī)劃和其他地鐵線路資源共享，并預(yù)留電纜通道和容量。
2.2牽引供電系統(tǒng)
牽引供電系統(tǒng)的功能是將交流中壓經(jīng)降壓整流變成直流1500V或直流750V電壓，為地鐵列車提供牽引供電，系統(tǒng)包括牽引變電所與牽引網(wǎng)，牽引網(wǎng)包括接觸網(wǎng)與回流網(wǎng)。接觸網(wǎng)有架空接觸網(wǎng)（直流1500V）和接觸軌（直流1500V或750V）兩種懸掛方式，大多數(shù)工程利用走行軌兼作回流網(wǎng)；少數(shù)工程單獨(dú)設(shè)置回流軌。牽引供電系統(tǒng)是城市軌道交通系統(tǒng)中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，該系統(tǒng)的主要功能就是為城市軌道交通系統(tǒng)中的電力車輛提供電能，從而可以確保軌道交通列車車輛的正常穩(wěn)定運(yùn)行。
2.3動(dòng)力照明系統(tǒng)
設(shè)置降壓變電所的目的是為車站和區(qū)間的通信、信號(hào)等設(shè)備提供動(dòng)力、照明。該降壓變電所可單獨(dú)設(shè)置，或與直流牽引變電所合并構(gòu)成牽引、降壓混合變電所。
地鐵各車站宜根據(jù)負(fù)荷情況設(shè)1座或2座降壓變電所，并盡可能位于負(fù)荷中心。當(dāng)車站僅設(shè)1座降壓變電所時(shí)，應(yīng)將該變電所設(shè)于車站重負(fù)荷（冷水機(jī)組）端，并視負(fù)荷分布情況在車站另一端設(shè)置低壓配電室。地鐵的動(dòng)力照明用電按供電負(fù)荷的性質(zhì)及重要程度，劃分以下三個(gè)等級(jí)：
（1）一級(jí)負(fù)荷：消防系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)警、信號(hào)、通信等。一級(jí)負(fù)荷平時(shí)由兩路互為備用的獨(dú)立電源供電，末端切換以實(shí)現(xiàn)不間斷供電。應(yīng)急照明還應(yīng)設(shè)置蓄電池作為備用電源。
（2）二級(jí)負(fù)荷：自動(dòng)扶梯、電梯、一般照明、節(jié)電照明等。平時(shí)由兩路互為備用的獨(dú)立電源供電，當(dāng)?shù)罔F電網(wǎng)只有一路電源時(shí)，允許其從電網(wǎng)中切除。
（3）三級(jí)負(fù)荷：空調(diào)機(jī)、冷水機(jī)組及其配套設(shè)備、電熱設(shè)備、廣告照明、清掃機(jī)械等。它平時(shí)由一路電源供電，若該電源發(fā)生故障時(shí)，可中斷供電；當(dāng)變電所只有一路電源時(shí)應(yīng)將其從電網(wǎng)中自動(dòng)切除。
2.4電力監(jiān)控系統(tǒng)
電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能是實(shí)時(shí)對(duì)地鐵變電所、接觸網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。在城市軌道交通控制中心，通過調(diào)度端、通信通道和變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)主要電氣設(shè)備進(jìn)行四遙控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的運(yùn)營調(diào)度和管理。
3影響其可靠性的因素
3.1外部因素
地鐵供電系統(tǒng)本身是由電力系統(tǒng)所組成的，由于其工程的浩大性，所以對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的維修就需要花費(fèi)大量的資金。缺少合理的維修計(jì)劃與預(yù)算，就會(huì)造成維修次數(shù)與時(shí)間不當(dāng)，長久下去勢(shì)必會(huì)造成隱藏的巨大隱患，影響地鐵電力系統(tǒng)的可靠性與安全性。
3.2系統(tǒng)自身因素
大量電力設(shè)施的構(gòu)成是整個(gè)系統(tǒng)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，就容易出現(xiàn)某個(gè)環(huán)節(jié)的事故，某個(gè)線路的老化，過強(qiáng)的電流經(jīng)過就容易燒毀電路，使整個(gè)電力系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，無法保證地鐵的安全平穩(wěn)運(yùn)行。
4提高地鐵供電系統(tǒng)可靠性的方法
4.1提高地鐵供電設(shè)備的性能
地鐵供電系統(tǒng)本身就是由供電設(shè)備組成，所以供電系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行與這些設(shè)備息息相關(guān)。首先從采購設(shè)備方面來說，地鐵采購部門不能為求廉價(jià)就引進(jìn)一些存在隱患的設(shè)備，而且采購前要對(duì)采購設(shè)備有很深刻的了解，以保證采購設(shè)備的性能。其次，要保持地鐵供電系統(tǒng)長周期的正常運(yùn)行，就要求對(duì)各類設(shè)施設(shè)備及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)，以減少隨機(jī)故障的影響。當(dāng)故障產(chǎn)生時(shí)我們需要制作好供電系統(tǒng)設(shè)備的故障模式后果分析表，內(nèi)容包括處理方法和設(shè)備失效的后果，從而對(duì)故障進(jìn)行定性，找到適合的解決辦法。
4.2完善地鐵應(yīng)急預(yù)案
為了做好城市地鐵事故災(zāi)難的防范與處置工作，最大程度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，必須要制定合理的地鐵應(yīng)急預(yù)案。雖然我國大大小小的地鐵應(yīng)急預(yù)案有很多，但是每個(gè)地區(qū)都不同，而且至今都沒有一個(gè)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。我們現(xiàn)在必須要做的就是統(tǒng)一現(xiàn)有的預(yù)案，并且為預(yù)案注入實(shí)用的元素。
4.3制定合理的維修計(jì)劃，減少認(rèn)為的誤操作
針對(duì)地鐵運(yùn)行現(xiàn)狀，制定合理的維修計(jì)劃，降低維修費(fèi)用是當(dāng)務(wù)之急。每年地鐵建設(shè)企業(yè)在地鐵供電系統(tǒng)設(shè)各的維修上要花費(fèi)大量的金錢，這不僅浪費(fèi)了維修資源，也大大地增加了地鐵的運(yùn)營成本。可是如果維修的頻率過低，即使維修費(fèi)用降低了，但是相應(yīng)的地鐵供電系統(tǒng)的故障發(fā)生率會(huì)有十分大的提高，從而對(duì)地鐵的安全性與可靠性造成了極大的威脅。地鐵供電系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，造成的經(jīng)濟(jì)損失是之前頻繁維修的費(fèi)用所無法相比的。維修的次數(shù)增加能夠有效的降低地鐵供電系統(tǒng)的故障發(fā)生率，保證地鐵正常的運(yùn)行。所以，必須要通過安全性與可靠性的分析，得出系統(tǒng)的安全運(yùn)行時(shí)間，從而制定出合理的維修計(jì)劃。這樣不僅降低了運(yùn)營成本，還保障了地鐵的正常安全的運(yùn)營。同時(shí)建設(shè)員工的素質(zhì)也是必須提高的，為此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建設(shè)員工的操作培訓(xùn)，定期組織員工進(jìn)行地鐵突發(fā)事故應(yīng)急演練，加強(qiáng)對(duì)突發(fā)事故的處理能力。并且定期組織建設(shè)員工出國進(jìn)修，從而提升地鐵運(yùn)行的穩(wěn)定性。
5結(jié)語
地鐵在其自身發(fā)展過程中，以其本身的優(yōu)越特性，在各大城市中得到了巨大的發(fā)展。但是在它運(yùn)行過程中也存在諸多安全隱患。提高地鐵供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性是解決這些安全隱患的關(guān)鍵。我們有必要對(duì)地鐵供電系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行研究和探討，保證地鐵的安全運(yùn)行，進(jìn)而保證整個(gè)社會(huì)的和諧安定。
參考文獻(xiàn)
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[3]王鴻.地鐵供電系統(tǒng)可靠性分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2012.
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