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地铁是怎么供电的?

2018-10-15 18:59:12
作为城市交通的主动脉,地铁的安全平稳运行事关重大,在这背后,一套可靠的供电系统必不可少。
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电从何来 ?
地铁需要的电能不是给地铁车厢装上电池、晚上收车后充充电这么简单。地铁需要的电能一般通过地铁隧道顶部的接触网或者行走轨侧面的第三根钢轨引至列车上,即接触网受流和第三轨受流。
接触网受流,也称牵引网受流。相信大家应该见过沿铁路线上空架设的向电力机车供电的输电电线,这些电线就是接触网。列车运行过程中会升起受电弓与接触网相接触,引入电能。地铁也是一样,可以通过在隧道里架设接触网来给地铁机车供电。但为了适应地铁隧道里空间狭小的情况,一般隧道里的接触网都采用刚性接触网直接安装在隧道顶部。地铁机车的受电弓与接触网接触后,将电能引入机车。下图中最上面的就是刚性接触网。

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(刚性接触网)
另一种应用较多的受流方式是第三轨受流。第三轨是独立于行走铁轨之外、位于线路侧面的第三条轨道,列车运行的过程中,列车上的受流器和三轨的上表面或下表面接触完成供电。

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(北京地铁上的受流器)
电能引入机车后,流过牵引电机,然后又由机车流出,通过轨道回流至牵引变电所,形成电流回路,为机车提供不间断稳定可靠供电。
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交流变直流
目前我们城市电网中最常见的是220V交流电,而我国的地铁大多采用750V/1500V的直流供电系统,从220V交流电到750V/1500V直流
电是如何实现的?这要从变电站说起。
主变电站从上一级的城市电网区域变电所获得高压(110kV或220kV),经过主变电所降压后,以中压供给牵引变电所和降压变电所。考虑到地铁用电的需求和供电特殊性,一般应设置两所以上的主变电所。

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(地铁变电站)
牵引变电所从城市电网或地铁主变电所获得电能,经过降压和整流变成所需的直流电。牵引变电所一般设置在地铁沿线若干车站和车辆段附近,相邻的牵引变电所距离在2-4km左右。
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(牵引变电所)
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(地铁一次供电系统示意图)
供电“双保险”
地铁作为一个重要的用电部门,其供电与一般工业和民用的供电不同,目前国内地铁普遍采用两路独立的电源双边供电,当任何一路电源发生故障停电时,另外一路电源也能保证地铁的正常供电。
双边供电指的是两个供电分区通过开关设备,在电路上连通,两个供电分区可同时从两个牵引变电所获得电能。

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以广西南宁地铁1号线为例,1号线采用集中供电方式,设置了两座110kV主变电站,每个主变电站有两路独立电源进线,一路电源为专线,一路电源为T接线路。若一路电源失电,将由另一路电源供电,若两路电源同时失电,则由另外一个主变电站承担全线供电。这样即使某一段线路坏了,也可以从其他线路实现转供电。

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在地铁运行系统中,牵引系统是双边供电。就算其中一个牵引所出问题了,上图所示的"大双边"供电也能保证地铁正常运行。由此可见,地铁的供电是十分安全可靠的。