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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和優(yōu)勢，例如污染低、噪聲低和不會出現(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重的城市中實行，它是城市交通網(wǎng)中一個重要的組成部分。隨著我國人口的不斷增加和城市化進程的加快，我國大多數(shù)城市中都出現(xiàn)了嚴重的交通擁堵情況，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，但是又有著自身獨特的特點和優(yōu)勢，并不是把其他的軌道交通的設計方案直接搬運到了城市軌道交通的建設中來[1]。雖然城市軌道交通是一種新型的城市交通形式，但是在國內和國外都有著很多軌道交通的研究數(shù)據(jù)和運營實驗，目前我國對城市軌道交通的研究主要集中在供電系統(tǒng)的安全和保護系統(tǒng)的內容上，通過對城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)的主要技術進行研究和探討，從而為我國以后的軌道交通工程設計提供相應的幫助。
2. 2 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)的構成
和其他的軌道交通相同，城市軌道交通供電系統(tǒng)的主要構成部分分別為外部電源、主變電所、中壓供電網(wǎng)絡、牽引變電所、接觸網(wǎng)(或接觸軌)、降壓變電所、動力照明配電系統(tǒng)、雜散電流腐蝕防護系統(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，而動力照明配電系統(tǒng)和降壓變電所共同組成了動力照明配電系統(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變成城市軌道中除動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)主要負責的是對軌道交通中的各種供電設備和供電系統(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)有關技術的探討
3. 1 直流牽引供電系統(tǒng)接地技術和保護配置
因為城市軌道交通中的直流牽引供電系統(tǒng)中存在嚴重的迷流問題，所以必須要能夠在機組的直流負極和正極中設置對地絕緣保護。如果讓軌道交通中供電系統(tǒng)中的負極直接接地，直流電源的負極很容易出現(xiàn)通過地網(wǎng)回流迷流回路，這樣不僅會很大程度減低迷流回路的電阻，而且還將會對相關的金屬設備產生非常大的危害。此外，當直流牽引負極在直流設備出現(xiàn)短路的時候接觸到地面，這樣就會形成直流電源設備出現(xiàn)嚴重的短路現(xiàn)象，嚴重的時候會產生上千安的電流沖擊[4]，當保護裝置不能夠把故障設備和其他設備的連接進行切斷的時候，會嚴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，在進行城市軌道直流牽引供電系統(tǒng)設計的時候，要能夠把直流正負極設置成絕緣狀態(tài)，這樣不僅能夠對降低迷流對供電系統(tǒng)的威脅，而且還能夠防止出現(xiàn)嚴重的短路的危害。
3. 2 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)漏電保護技術
的探討
根據(jù)相關的研究分析，城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)中漏電保護技術主要有3 個方面：(1)在城市軌道車站中建設相關的接地軌，橋體通過和接地軌的連接能夠幫助直流供電系統(tǒng)良好的接地得到實現(xiàn)，當軌道交通進入到車站之后，能夠做到良好的接地，從而釋放出在內運行過程中產生的大量的電荷，對軌道交通的相關設備和乘客的人身安全進行保障[5];
(2)把接地軌架設到城市軌道交通的全程，這種供電系統(tǒng)漏電保護技術能夠讓軌道交通運行的全過程都處于接地的狀態(tài)，這樣軌道交通不易在運行的過程中產生靜電電荷，是對軌道列車最全面最可靠的保護;
(3) 把負極軌和軌道車體進行連接，然后把負極軌設置到牽引變電所的接地的地方。這種直流牽引供電系統(tǒng)漏電保護技術不僅能夠防止列車在運行的時候積累靜電電荷，而且還節(jié)省了接地軌的建設。但是這種技術對列車的保護裝置和電氣絕緣有著很高的要求。
4 結語
通過對城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)相關技術的探討，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)中的結構特點，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。通過對城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)的結構、功能和相應的保護技術分析，能夠為城市軌道交通的安全的運行提供技術支持，從而保護人們在乘坐城市軌道交通的人身安全和財產安全。
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