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城市轨道交通中牵引供电电力技术的应用

2020-06-12 676 上传者：管理员

摘要：改革开放至今,我国社会经济发展迅速,人们生活水平不断提高,交通运输行业在经济水平发展和科学技术发展的影响下,迎来发展的黄金时期。城市轨道交通运输行业的发展,为城市交通提供了极大的便利。牵引供电系统是城市轨道交通的核心系统之一,在推动城市轨道交通产业发展方面发挥着重要作用。文章主要针对城市轨道交通牵引供电系统和电力技术进行分析。

关键词：
供电系统
城市轨道交通
牵引供电
电力技术
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城镇化建设步伐不断推进,城市范围逐渐扩大,城市人口急剧增加,城市交通问题也越发突出。我国科学技术水平的提高,为我国交通系统提供更有力的支撑,交通系统技术发展成熟,类型丰富多样。城市轨道交通作为一种新的交通方式,具有多方面优势,速度快、污染低,减少城市交通拥堵,是我国城市交通未来发展主要方向。虽然我国交通系统发展成熟,技术手段高,但相应的难题也随之增加。不断创新技术手段,同时还要重视关键技术,如牵引供电系统,不断优化改善,才能确保电力技术的应用功能充分发挥,保障城市轨道交通安全发展。

1、城市轨道交通发展现状

地铁、轻轨、公交车等公共性交通都属于城市轨道交通。轨道交通最早出现于18世纪50年代初,于英国兴建,名为大都会铁路,耗时9年时间完工,1863年初正式投入运营。主要运营动力来源于蒸汽机,将此作为牵引动力,带动其运作与发展。随着世界经济的发展,人口数量的增加,交通拥堵问题存在于世界各国中,且拥堵形势更加严重,一些发达国家在交通建设发展中逐渐开始重视城市轨道交通的发展[1]。当前,世界上城市轨道交通运营里程最长的3个国家中就包括中国,另外两个是美国和韩国。我国以北京、上海城市交通轨道发展要更加发达。

2、城市轨道交通牵引供电系统

当前比较常见、并用于城市轨道交通牵引供电的系统类型有两种,分别是交流制牵引供电和直流制牵引供电。但随着近代科学技术的发展与技术水平的提高,为了促进我国交通行业进一步发展,推动交通轨道技术发展更加成熟,相关领域专家提出交流制牵引供电模式与直流制牵引供电模式相结合的工作形式,主要是因为这种工作形式优势更加明显,工作效率极强,双制式供电系统的建立与应用,为城市轨道交通中的地铁、电公交车以及轻轨等提供充足的电力。全面深入研究城市交通牵引供电系统和电力技术,能全面解决轨道交通安全问题,保障市民交通出行安全,进一步促进我国城市交通运输业的发展,维护社会稳定,保障社会交通秩序[2]。

2.1 直流制牵引供电系统

我国城市轨道牵引供电系统运行中对于直流制牵引供电系统应用是比较少见的,但也存在,主要应用于一些特殊的城市接触网、牵引网以及变电站的建设中,采取1500V直流电供电方式。城市轨道交通牵引供电网通常采取双边供电方式,如果某一边供电线路出现故障,可立即更换为另一边正常供电线路,保障交通牵引供电用电需求,维护人们使用安全。另外,还可采取杂散的电流保护方法,完成直流牵引供电网的搭建,只有这样才能保证输送给各个供电网络的电能是均匀的,不受输送距离的限制。但因为直流制本身属于变电模式,必须缩短供电距离,建设成本增加,加上直流牵引供电系统传输效率不高,这也是其极少被应用的主要原因,很难满足供电需求,直流制牵引供电系统的建设优势并不明显[3]。具体的直流制牵引供电系统如图1所示。

图1 直流制牵引供电系统示意图

2.2 交流制牵引供电系统

交流制牵引供电系统模式在我国城市轨道交通牵引供电系统中被广泛应用,采取单项链接方式,即在变电站内部安装两个变压器,借助双绕组单项变压方式,最终形成开口三角形的结构,这种结构的稳定性非常强,维护系统正常运行。电网接入端是高压端口,保障整个用电工作的稳定性。交流制牵引供电系统必须具备自动降压能力,因此会到应用降压系统,针对整个供电系统,对不同区间的供电需求进行设置,确保整个供电系统安全运行[4]。在交流制牵引供电系统上安装的设备必须有超强的耐磨损功能,保障牵引供电系统稳定运行的同时,还延长供电系统的使用寿命。

3、城市轨道交通牵引供电的电力技术

电力技术支撑着城市轨道交通牵引供电系统稳定的运行,所以合理应用电力技术,发挥电力技术优势,才能保障整个牵引供电网络稳定运行,促进工作效率不断提高。接触网是优化改善供电网络的重要途径。在接触网的应用和布置中,通常会应用到以下三种电力技术。

3.1 柔性接触网

柔性接触网是城市轨道交通供电系统布置中最常见的方式之一,布置方式有链形悬挂和简单悬挂等。其中简单悬挂方式具有较强的便捷性,因为在处理过程中无需布置承力线,只需布置导线即可,结构简单,支柱高度低,通常适用于轻轨和无轨电车供电系统建设中。虽然简单悬挂方式具有上述优势,但也有明显的缺陷,它的跨度非常小,存在悬挂硬点,容易终导致上下振荡问题产生。链形悬挂利用悬索完成连接,确保承力线与导线之间有效衔接,跨度大,速度高,规避简单悬挂的缺陷与不足,该方式不仅适用于电气化铁路,而且还比较适用于城市内速度快的地铁系统运行中,维护整体牵引供电系统的供电功能。

3.2 刚性接触网

对刚性接触网的应用在我国城市轨道交通牵引供电系统运行中的成效更加显著。刚性接触网通过对硬质金属条的应用,取代传统导线,确保悬挂效果。综合实践应用表明,对刚性接触网的应用,优势明显,增加接触面积,消除传统城市轨道交通牵引供电系统存在的问题。我国大多数城市内部轨道交通系统多为从下到上,这种转换对刚性接触网的应用,使得其应用优势更加明显,实现无缝对接,无需更换操作。刚性接触网的结构设置一般采用集电弓方式进行布置,传统接触网应用过程中出现脱落的问题被全面规避,接触网的布置与应用更加稳定、可靠,通常比较适用于速度快的城市轨道交通系统。

3.3 第三轨

第三轨主要由六种部分组成,分别是接触轨、接触轨头、端部弯头、防爬器和安装底座。接触轨采用钢铝复合轨,因为这种材料耐磨损、重量轻、导电率高。接触轨头分为温度伸缩接头和正常街头两种。温度伸缩接头的优势使其能根据接触轨道温度变化而变化。正常接头是在导电轨固定铝制鱼尾板,无缝安装,不预留温度伸缩缝,支持点与接头的距离范围在550mm之内。集电靴与断轨处对接时要顺利通过,必须依靠端部弯头实现。防爬器的作用是限制接触轨自由伸缩的膨胀伸缩量。安装底座地材料要使用绝缘体,安装部位主要是轻枕和轨道整体道床上。

4、结束语

城市轨道交通建设范围扩大、建设水平提高,加强城市之间的连通性,实现以大城市带动小城市经济发展,提升工作与生活品质,促进城市经济提升、维护社会秩序稳定。重视城市轨道交通建设,地铁、轻轨运营数量增加,人们出行更加便利,人们生活质量提高,交通拥堵率大幅度降低。将关键性技术提升作为牵引供电系统发展的首要任务,节省建设成本,保证运行安全。

参考文献：

[1]罗益.城市轨道交通牵引供电及电力技术分析[J].科技经济导刊,2018,26(21):81.

[2]陈海山.城市轨道交通牵引供电及电力技术[J].工程技术研究,2018(6):105-106.

[3]程泽华,张凌云,黄明暘,等.城市轨道交通供电系统功能核验测试方案研究[J].现代城市轨道交通,2020(3):38-41.

[4]陈杰.城市轨道交通牵引供电系统的技术发展研究[J].装备维修技术,2019(3):192.

胡银全,张浩然,刘杰.城市轨道交通牵引供电及电力技术[J].南方农机,2020,51(08):203-204.