城市轨道交通供电系统智能化探索与应用

城市轨道交通供电系统智能化探索与应用

作者：张衍鹏

来源：《中国科技博览》2018年第25期

[摘 要]供电系统在整个城市轨道交通运营过程中发挥着重要作用。当前智能化已经成为了城市轨道交通供电系统必然的发展趋势。当然，要实现这一点还需要一个漫长的过程。本文对城市轨道交通供电系统智能化探索与应用进行了分析探讨，仅供参考。 [关键词]城市轨道交通；供电系统；智能化

中图分类号：U223.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0199-01 一、城市轨道交通供电系统 1、供电系统介绍

城市轨道供电系统主要由以下三个部分组成，分别称为外部供电系统（主变电所）、牵引供电系统（牵引变电所）和动力照明系统（降压变电所）：第一，主变电所接线方式主要有内桥接线和线路—变压器接线两种形式，主要承担向全线提供可靠电源的任务，将来自城市电网110kV电源降为35kV电源；第二，牵引变电所一般设置在站台层，主要承担向牵引电网输送电能的任务，将中压35kV电源降压后整流成直流1500V供城轨车辆使用；第三，降压变电所担负向车站、区间动力系统、照明系统提供电源的任务，广泛用于每个车站将中压35kV或10kV电源降为380V或220V。 2、 供电系统不足

第一，供电系统的供电电压不足，当牵引负荷不断增大时，机车的带电电流急剧增加，一个供电臂上同时存在的列车也在不断增加，这就造成了供电电压的损失不断增大，使得牵引网的末端电压降低，导致不能满足机车运行的电压需求；第二，供电系统的容量较低，随着铁路系统向重载方向发展，牵引负荷不断增大，传统牵引变压器的容量越来越不能满足铁路发展的需要，同时由于牵引变压器长期处在过负荷的运行状态，不仅大大降低了牵引变压器本身的使用寿命，同时也带来了很多的安全隐患，造成断电停运等故障，影响整个牵引供电系统的可靠性，因此对牵引变压器进行增容改造势在必行。伴随着中国电网建设向特高压、超高压的方向发展，给牵引变压器的发展带来了良好的契机。城市轨道交通供电系统的牵引变压器也在向高电压，大容量的方向发展。

二、城市轨道交通供电系统智能化

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

1、智能照明供电系统 1.1 智能电力监控系统结构

智能电力照明系统主要分为三个部分：第一，输入输出部分，包括开关控制、RS-232接口模块等；第二，现场控制部分，包括彩色触摸屏、智能传感器等；第三，监控调试部分，包括系统管理软件、系统调试软件等。各模块部分通过屏蔽数据双绞线进行连接，从而形成了一个能够对系统内所有设备进行智能化控制的网络。 1.2 智能电力监控系统功能

第一，工作人员根据现场实际需求来对场景模式、照度需求等进行设置，从而使得开关能够根据要求自动完成开闭等动作，这样既能满足不同场景需求，还能够有效节约用电量；第二，有的开关具有自我反馈功能，即对设备运行时间、运行电流值等进行实时检测与储存，然后工作人员就可以参考这些数据来制定节能、灯具寿命延长等方案。另外，这些数据还能够为设备维修提供参考，从而节约工作人员维修、检查时间；第三，系统中工作人员会进行各种场景的设置，然后工作人员在触摸屏、场景控制面板上，只需要简单的一键操作就能够实现各种场景模式的来回转换，从而满足各种不同的照明需求，提升环境舒适度，为乘客提供更为良好的服务；第四，智能照明供电系统还具有智能预警功能，即可以准确判断灯具的运行状态，当回路中电流、电压等参数超出允许范围后，系统主界面就会进行提示，从而便于工作人员能够尽快对该问题进行分析与处理。如果较长时间仍未解决，系统会采取自我保护动作，自动切断回路，以避免发生更为严重的事故。 2、智能电力监控系统 2.1智能电力监控系统结构

智能电力监控系统主要是由高速光纤进行通讯，通过主控制进行统一监控、管理与调度，其他设备则处于分散状态。各变电所设置智能通信管理机，而现场保护与监控设备则通过屏蔽双绞线与智能管理机之间进行连接，然后，智能通信管理机再通过光纤通讯网络与各管理所电力监控计算机进行实时通讯。 2.2 智能电力监控系统功能

第一，数据采集与处理。系统可以对模拟量、开关量以及各种事件信息进行实时收集、计算与分析。另外，还能够对设备的日常故障与维护等信息进行保存，从而为故障检修与预防工作提供有效的参考依据。第二，自动报警处理。系统中设置着各种预告信号以及事故信号。其中预告信号包括线路超负荷、变压器温度越线等，这样就能够起到提前预防作用，工作人员可以及时采取有效措施，避免事故的发生。事故信号包括保护装置动作、开关变位等。除了这些

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

自我保护动作外，当事故发生时，该系统还会立即通过闪光、声音报警、画面显示等各种方式来进行故障报警。第三，事故追忆并显示画面。上述已经提到，当故障发生时，该系统会作出一系列的保护动作，在采取这些动作的同时，其还会启动开启数据记录功能，对整个事故发生的过程进行详细记录。当维修人员到场之后就以根据实际需要选择想要查看的数据，包括接线图、工况图等，这样就能够有效缩短故障排查时间，缩短停电时间，而且还能为之后的维修保养计划提供数据参考。第四，系统能够实现远程操控。系统中各个现场设备能够与电力调度中心实现互通互联，这样，工作人员只需要在电力调度中心点击鼠标、敲击键盘，就能够对站内的分合闸进行远程控制。此外，为了保证各项操作的准确性，避免误操作带来的损失，系统设置了多级口令，只有当各级口令均通过后，才能实现该项操作。第五，自动存储历史数据。该系统主站中设置历史数据库，其可以对设备一个周期内的运行、故障、维修等数据进行自动保存，并且保存时间至少为两年。当然，工作人员可以根据实际情况来对记录周期进行设置。这样完备的历史记录储存能够为维修人员提供可靠的参考依据，进而为城市轨道交通的正常运营奠定基础。 结束语

综上所属，相关人员应积极进行研究与探索，让更多先进的设备与技术应用到供电系统当中不断提升其智能化水平，为城市轨道交通提供更为安全、可靠以及多元化的供电服务。 参考文献

[1]章莉，张文翰，陈竹，孙雅娜.滑动供电系统在城市轨道交通中的应用[J].城市轨道交通研究，2015，18（11）：121-123.

[2]韩冶.数字化变电站在城市轨道交通的应用 城市轨道交通供电环网面临的问题[J].电气应用，2015，34（12）：18.

[3]朱凯迪. RTOS下CAN通信在UPS并机系统中的应用[D].合肥工业大学，2015. [4]刘铭铭.基于DSP的地铁直流供电系统保护装置的设计研究[J].电子制作，2014（22）：18.