城市轨道交通牵引供电及电力技术

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1、城市轨道交通牵引供电及电力技术韩孟中铁电气化局集团有限公司电气化公司第四项目分公司摘要:为了使城市轨道交通牵引供电系统更好地缓解城市交通压力，对城市轨道交通牵引供电及电力技术展开相应的研究，首先对城市轨道交通牵引供电系统进行了阐述，然后介绍了接触网和第三轨，最后深入分析了三者的优缺点，希望能够给予相关人员一定参考借鉴，以便各个城市根据自身条件选择合适的城市轨道交通牵引供电方式。关键词：城市轨道交通;牵引供电系统;接触网;第三轨;作者简介：韩孟（1987—）,男，工程师，研究方向为地铁施工。收稿日期:2017-07-28Received：2017-07-280引言在众多城市中，作

2、为一种新兴的新型交通工具，城市轨道交通与汽车、公交车等交通方式有着迥然不同的特点与优势。例如噪声低、污染低，不会产生交通拥堵等。特别是人口数量较多且交通特别拥堵的城市，尤其需要城市轨道交通，而也正是在这样的城市里，城市轨道交通才能够将白身作用充分体现出來。可以说，城市轨道交通如今已经成为城市交通网非常重要的组成部分，在缓解城市交通压力方面做出了重要贡献。由此可见，研究探讨城市轨道交通牵引供电及电力技术具有尤为重要的意义和作用。1城市轨道交通牵引供电系统城市轨道交通牵引供电系统主要是为交通路线上的电动机车、轻轨、地铁等供电,供电方式为经牵引网络输送电流。最初，城市轨道交通有交流、

3、直流这两种牵引供电形式，伴随着技术的发展，结合两种形式的双制式供电也被相关专家研究开发出来。伴随着社会的不断发展，城市人口数量的增多以及交通拥堵情况的日益严峻，城市轨道交通牵引供电系统可谓是直接关乎人们的交通出行顺畅与否。下面就城市轨道交通牵引供电系统的两种供电形式进行详细介绍。1.1直流制在许多城市的接触网、牵引网、变电站的建设中，部分采用的直流1500V供电方式，而对于城市轨道交通牵引供电网而言，则采用的双边供电，究其原因主要还是在于一旦某一供电线路发牛故障，就可以实现线路的立即更换，从而更好地确保交通牵引供电的用电需求。此外，如果是搭建直流牵引供电网，还可以釆用杂散的电流

4、保护办法，由此能够实现将电能均匀地输送到各个供电网络，并且能够传送更远的距离。当然，由于直流制自身的变电模式，所以会缩短供电距离，从而导致工程建设投入成本增加，再加之直流牵引供电系统的传输效率并不高，事实上很难满足实际供电需要，因此直流牵引供电系统没有建设优势。1.2交流制交流牵引供电系统采用的是单向的链接方式，是在变电站内同时安装两台变压器，采用双绕组的单项变压，使得整个结构呈开口三角形，电网接入端属于高压端。这里面有两个端口以及一个公共端口，其他的端口与牵引母线分别连接，低压端口则位于接地的一侧。就交流牵引供电系统的降压系统而言，不仅在供电系统的终端设置了加压系统，在整个线

5、路的区间也设置了加压系统，可以更好地保障线路上的照明系统能够实现正常工作。交流牵引供电系统由于长时间处于动态取流状态，因此会造成较大的瞬间接触压力，所以对于交流牵引供电系统上的设备而言，必须非常耐磨。2接触网2.1接触网概述接触网又被称Z为架空接触网、架空电缆、高架电缆，在城市轨道交通系统屮，是常用的供电网络方式之一，另一种为第三轨供电。接触网仅有导线的一个电极,在集电装置取电之后，电力机车再通过金属轮轨实现电流的回流。如果是使用胶轮的系统（比如无轨电车），则接触网会有两根导线，这两根导线互不接触，主要通过两个集电杆实现取电。按悬挂类型的不同，接触网大致分为链形悬挂、简单悬挂、

6、刚性悬挂三种。其中链形悬挂、简单悬挂均属于柔性悬挂，因此接触网也可以分为柔性、刚性接触网两种。2.2柔性接触网简单悬挂没有承力线，只有导线，优点是支柱高度低，结构简单，在支撑点所承受的负荷比较轻，所以在无轨电车、城市轻轨中，简单悬挂得到了广泛的使用。简单悬挂的缺点是悬挂点有硬点，跨度小，在运行过程屮，导线会存在上下振荡的情况，因此无法用于高速铁路。链形悬挂则是用悬索将承力线与导线两者连接了起来，解决了在简单悬挂中存在的有硬点、跨度小两个问题。因此在大跨度、高速度、长距离的电气化铁路中，链形悬挂得到了大量使用。而在城市地铁屮，如果使用链形悬挂，则运行速度甚至可以达到120km/h

7、以上。2.3刚性接触网刚性悬挂则是用硕质的金属条来取代传统的软质的导线这一新型悬挂方式。伴随结构力学和材料科学的发展，刚性悬挂实现了对第三轨供电的接触面积大这一优点的利用，较好地克服了因钢轨过重而导致无法悬挂这一缺点。当城市轨道交通从地上线路开到地下线路的吋候，直接与刚性悬挂的线路实现无缝对接，并不需要再次更换机车。此外，刚性悬挂由于使用集电弓，因此并不会出现使用集电靴容易脱落这一缺点，从而使运行速度变得更高。3第三轨的组成及特点3.1第三轨的组成第三轨主要由接触轨、接触轨接头、端部弯头、防