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基于城市軌道交通的直流牽引供電系統(tǒng)分析論文
在我國眾多城市中，軌道交通是一種正在不斷興起的新型交通工具，城市軌道交通有著公交車和汽車等一些交通方式不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢，例如污染低、噪聲低和不會(huì)出現(xiàn)交通擁堵等多方面的優(yōu)勢，特別適合在人口較多和交通擁堵情況嚴(yán)重的城市中實(shí)行，它是城市交通網(wǎng)中一個(gè)重要的組成部分。隨著我國人口的不斷增加和城市化進(jìn)程的加快，我國大多數(shù)城市中都出現(xiàn)了嚴(yán)重的交通擁堵情況，為了緩解城市中日漸惡化的交通，地鐵和輕軌等軌道交通逐漸發(fā)展起來，并在緩解我國城市交通壓力上有著非常重要的作用。
2 城市軌道交供電系統(tǒng)的構(gòu)成和功能
2. 1 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)
城市軌道交通中電能的唯一來源就是直流牽引供電系統(tǒng)，所以它在軌道交通中有著非常重要的作用。城市軌道交通和其他的軌道交通之間有著很多相似的地方，但是又有著自身獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢，并不是把其他的軌道交通的設(shè)計(jì)方案直接搬運(yùn)到了城市軌道交通的建設(shè)中來[1]。雖然城市軌道交通是一種新型的城市交通形式，但是在國內(nèi)和國外都有著很多軌道交通的研究數(shù)據(jù)和運(yùn)營實(shí)驗(yàn)，目前我國對(duì)城市軌道交通的研究主要集中在供電系統(tǒng)的安全和保護(hù)系統(tǒng)的內(nèi)容上，通過對(duì)城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)的主要技術(shù)進(jìn)行研究和探討，從而為我國以后的軌道交通工程設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的幫助。
2. 2 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成
和其他的軌道交通相同，城市軌道交通供電系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分分別為外部電源、主變電所、中壓供電網(wǎng)絡(luò)、牽引變電所、接觸網(wǎng)(或接觸軌)、降壓變電所、動(dòng)力照明配電系統(tǒng)、雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)、防雷及接地系統(tǒng)以及供電車間等[2]。其中直流牽引供電系統(tǒng)中又包括了接觸軌和牽引變電所，而動(dòng)力照明配電系統(tǒng)和降壓變電所共同組成了動(dòng)力照明配電系統(tǒng)。
2. 3 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)的主要功能
城市軌道交通中的外部電源主要是由軌道交通專用主變電所和城市電網(wǎng)變電所以及二者之間相互連接的高壓電線組成，通過外部電源，城市軌道交通能夠從城市電網(wǎng)系統(tǒng)中取得相應(yīng)的電源[3]。主變電所從城市電網(wǎng)中獲得高壓電源，然后經(jīng)過相應(yīng)的分配和降壓給城市軌道沿線的直流牽引供電系統(tǒng)提供電源;中亞供電網(wǎng)絡(luò)是把降壓變電、牽引變電所和主變電所之間相互連接起來;牽引變電所是把主變電所降壓之后的中壓交流變成了城市軌道交通所使用的直流電能;降壓變電所是把中壓電流轉(zhuǎn)變成城市軌道中除動(dòng)力照明之外所使用的電流;城市軌道交通供電系統(tǒng)中的電力監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)的是對(duì)軌道交通中的各種供電設(shè)備和供電系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)收集、整理和分析的工作，是對(duì)城市軌道交通中電力控制的中心。
3 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)有關(guān)技術(shù)的探討
3. 1 直流牽引供電系統(tǒng)接地技術(shù)和保護(hù)配置
因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ㄖ械闹绷鳡恳╇娤到y(tǒng)中存在嚴(yán)重的迷流問題，所以必須要能夠在機(jī)組的直流負(fù)極和正極中設(shè)置對(duì)地絕緣保護(hù)。如果讓軌道交通中供電系統(tǒng)中的負(fù)極直接接地，直流電源的負(fù)極很容易出現(xiàn)通過地網(wǎng)回流迷流回路，這樣不僅會(huì)很大程度減低迷流回路的電阻，而且還將會(huì)對(duì)相關(guān)的金屬設(shè)備產(chǎn)生非常大的危害。此外，當(dāng)直流牽引負(fù)極在直流設(shè)備出現(xiàn)短路的時(shí)候接觸到地面，這樣就會(huì)形成直流電源設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重的短路現(xiàn)象，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生上千安的電流沖擊[4]，當(dāng)保護(hù)裝置不能夠把故障設(shè)備和其他設(shè)備的連接進(jìn)行切斷的時(shí)候，會(huì)嚴(yán)重威脅到直流牽引供電系統(tǒng)的安全。為了避免出現(xiàn)上述問題，在進(jìn)行城市軌道直流牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要能夠把直流正負(fù)極設(shè)置成絕緣狀態(tài)，這樣不僅能夠?qū)档兔粤鲗?duì)供電系統(tǒng)的威脅，而且還能夠防止出現(xiàn)嚴(yán)重的短路的危害。
3. 2 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)漏電保護(hù)技術(shù)
的探討
根據(jù)相關(guān)的研究分析，城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)中漏電保護(hù)技術(shù)主要有3 個(gè)方面：(1)在城市軌道車站中建設(shè)相關(guān)的接地軌，橋體通過和接地軌的連接能夠幫助直流供電系統(tǒng)良好的接地得到實(shí)現(xiàn)，當(dāng)軌道交通進(jìn)入到車站之后，能夠做到良好的接地，從而釋放出在內(nèi)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的大量的電荷，對(duì)軌道交通的相關(guān)設(shè)備和乘客的人身安全進(jìn)行保障[5];
(2)把接地軌架設(shè)到城市軌道交通的全程，這種供電系統(tǒng)漏電保護(hù)技術(shù)能夠讓軌道交通運(yùn)行的全過程都處于接地的狀態(tài)，這樣軌道交通不易在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生靜電電荷，是對(duì)軌道列車最全面最可靠的保護(hù);
(3) 把負(fù)極軌和軌道車體進(jìn)行連接，然后把負(fù)極軌設(shè)置到牽引變電所的接地的地方。這種直流牽引供電系統(tǒng)漏電保護(hù)技術(shù)不僅能夠防止列車在運(yùn)行的時(shí)候積累靜電電荷，而且還節(jié)省了接地軌的建設(shè)。但是這種技術(shù)對(duì)列車的保護(hù)裝置和電氣絕緣有著很高的要求。
4 結(jié)語
通過對(duì)城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的探討，分析軌道交通在供電系統(tǒng)中的特殊要求和直流牽引供電系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)城市軌道中的直流牽引供電系統(tǒng)中的不斷變化的雜散電流。通過對(duì)城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和相應(yīng)的保護(hù)技術(shù)分析，能夠?yàn)槌鞘熊壍澜煌ǖ陌踩倪\(yùn)行提供技術(shù)支持，從而保護(hù)人們?cè)诔俗鞘熊壍澜煌ǖ娜松戆踩拓?cái)產(chǎn)安全。
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