地铁供电分段设置原则浅析

地铁供电分段设置原则浅析

在地铁建设快速发展的今天，由于各运营公司的不同设计理念和不同重点，制定了各种适合每个地铁的线性接触网的供电分工配置原则。从各个投入运营的地铁安全生产情况来看,未发现由于供电分段设置不合理引起较大的运营安全事故。现对目前各个地铁的设置原则进行浅析析,探寻最优的配置方案。1正输入和负输入网络的供电段形式和功能1.1列车受流能力测试这两种形式的存在主要是由于安装空间条件的限制和安装形式对行车质量的限制。绝缘锚段关节形式主要用于正线线路上需要进行电分段的地方,这些地方要求有足够的空间进行空气绝缘。电分段处两个相邻供电分区的接触线平行重叠,基本消除列车受电弓过电分段时的拉弧现象,保证了列车受流质量,但是对空间需求量比较大,在一些狭小的空间无法安装使用。分段绝缘器方式一般用于存车线、渡线处必须进行电分段的地方,这些地方空间狭小无法设置绝缘关节。缺点:列车受电弓滑过电分段时,因导线与分段绝缘器连接处存在受力“硬点”,容易造成受电弓离线并出现较为明显的拉弧现象,影响列车的受流质量,在有分段绝缘器的地方,列车有限速要求根据线路条件进行设置。1.2分段供电,保证供电质量供电分段的作用是将接触网分隔成若干个从结构和电气上相互隔离的区段,各供电分区由对应的牵引变电所分别供电,实现分段供电,保证供电质量。同时,在接触网故障时,将接触网故障分区有效切除,缩小故障范围,保证无故障区段正常营运,实现安全、可靠运营。2当前投资中的电源分段配置方法目前投入使用的供电设置方式有以下三种:供电分段设置在车站进站端;供电分段设置在离变电所比较近的一端;供电分段设置在出站端。2.1供电臂末端电压不同《地铁设计规范》(GB50157-2003)规定:“14.3.13接触网的电分段应设置在以下各处:1、有牵引变电所车站的车辆惰性处…”。即按照设计规范要求,早期及至目前为止,大部分设计都是按照此设计原则进行供电分段的设置。此设计原则的初衷是从铁路上接触网供电分段设计原则上面演变而来,由于线路压降的原因,导致在供电臂末端电压比较低,在功率一定的情况下,导致启动电流增大,容易造成拉弧现象,对导线造成烧伤,特别是牵引机车启动时,会有较大的启动电流存在,更容易造成拉弧烧伤导线。遵从此设计原则就能够有效避免此种情况,保证供电设备安全。地铁采用的是双边供电的方式,正常运行的方式情况下,不存在供电臂末端的概念,供电臂的两端都有上网点,基本保证了供电臂两端的电压水平保持不变。只有供电出现故障,采用单边供电或是大双边供电时,才会有供电臂末端的情况出现,这种故障概率是比较低的,而且出现这种情况时,地铁的运营方式会进行相应的调整,线路的客运车辆密度将会进行调整,减少供电臂上的负荷,电压降过大的情况将不会出现,所以大电流造成拉弧烧伤导线的情况将不会出现。上海轨道交通3号线(柔性架空接触网)、广州地铁2号线(刚性架空接触网),杭州地铁1号线有存在供电分区不是设置在牵引变电所车站的车辆惰性处,但是这些地方未发现明显的拉弧现象存在。早期投运的地铁线路都是采用这种方式进行供电分段设置。2.2电力段位于靠近变量接近的一端上海轨道交通3号线(柔性架空接触网)、广州地铁2号线(刚性架空接触网),杭州地铁1号线采用这种方式进行供电分段设置。3运营单位设定地铁故障零故障现象是不可能实现的,只能尽量减少故障发生的概率,在小概率事件发生时,通过有效的服务补救措施,尽量减小故障对地铁营运质量的影响,这是每个地铁运营方在不断努力的目标。供电分段设置在离变电所比较近的一端,这个设置方法主要考虑的是运营服务质量,一旦相邻供电臂发生故障时,能够将非故障区间的列车放进车站,在站台上进行清客,减少了区间清客的现象,这样能够减少旅客对运营故障带来不便的怨言,能够有效的提高运营服务质量。目前出于安全方面的考虑,没有地铁采用此种方式进行设置,但是运营单位正在努力推行此种设置方式。对上面三种供电分段设置原则进行汇总分析,见表1。在这三种供电分段的设置原则的基础上,根据地铁线路的配线图,结合运营交路的需要,增设绝缘关节,然后利用联络隔离开关进行短接。正常运营模式式情况下,联络隔开闭合,一旦线路发生故障,打开联络隔开,甩开故障点,利用渡线、存车线进行车辆折返,形成小交路,有效缩小故障范围,提高服务质量。增设联络隔离开关有以下方面需要注意:3.1运营维护的压力增加隔离开关数量会带来以下问题:提高建设成本;增加运营维护的工作量;增加故障概率。所以隔开的增设,要根据运营交路的需要,有必要形成交路的地方才考虑增设隔开。3.2事故方面的压力联络隔开设置距离道岔的长度要满足机车折返的需要,而且要考虑司机的反应时间,防止机车误闯无电区,但是距离也不能太长,设置距离过远,能够甩开的故障的线路长度将大大缩短,设置联络隔开甩开故障线路的意义就弱化了。供电分段设置这三种设置方案各有优缺点,但是在物质文明和精神文明日益发展的今天,在运营质量方面,旅客也会有更高的服务要求,在保证设备安全的基础上,建议侧重运营质量的改善方面。建议在方案三这个大原则的基础上,结合运营交路需要设置必要的联络隔开,实现地铁正线接触网供电分段设置,在小概率事件发生时,通过站台清客和小交路运行等方式,尽量减小故障对地铁营运质量的影响,从而实现地铁高品质的服务。目前正线接触网供电分段形式主要有两种:一种是采用分段绝缘器方式,另一种是采用绝缘关节的形式。供电分段设置在离变电所比较近的一端,这样就可以避免从车站一头铺设上网电