城市轨道交通运行图优化节能方案研究(5)
图4地铁牵引供电系统
（1）牵引供电系统的构成
牵引供电系统由两部分构成:牵引变电所和牵引网。牵引变电所是牵引供电的核心，根据牵引供电计算，沿城市轨道交通线路设置。目前我国地下通道的牵引网普遍采用两种，一种是DC750V接触轨授电，标称额定电压为直流750V，允许电压波动范围为500V-900V。另一种是DC1500V架空接触网授电，额定电压为直流1500V，允许电压波动范围为1000V-1800V。
牵引变电所的位置和容量，是根据运行高峰小时的车流密度、车辆编组及车辆型式通过牵引供电计算，经过多方案比较后确定。牵引变电所容量设置遵循以下原则进行设计:(l)、供电合理，运营方便，满足高峰运营时最大负荷的需要。
(2)、系统中任何相隔两座的牵引变电所故障解列时，靠其相邻牵引变电所的过负荷能力，仍应能保证列车的正常运行，不影响运送客流的能力。牵引变电所一般设两套牵引整流机组，其容量按远期运量设计。牵引整流机组的过负荷能力按EIC-146标准，城市轨道交通牵引属班类负荷，其过负荷能力应满足:100%In连续运行;150%In 2h;300%In 1min(其中In为额定负荷电流)。为抑制牵引供电系统产生的谐波电流注入电网，牵引机组至少应采用12脉波整流。
城市轨道交通系统的牵引网是沿线路敷设的专为电动车辆供给电源的装置。它由正极接触网供电，负极走行轨回流两部分组成。世界城市轨道交通除巴黎个别线路为第四轨回流外，全都采用走行轨回流。接触网可分为接触轨和架空接触网两种基本形式。根据与电动车辆受流器的接触面不同，接触轨可分为:上部接触式，接触轨面朝上固定安装;下部接触式，接触轨面朝下固定安装。架空接触网又分为刚性和柔性悬挂两种基本形式。除日本个别城市采用刚性悬挂外，城市轨道交通多采用柔性悬挂形式。接触轨和接触网两种供电方式，究竟采用何种方式，各城市应根据自己的特点，车辆编组和客流的大小，经过技术、经济比较确定。现在世界上采用接触轨供电方式的城市占70%，采用架空接触网的城市占30%。两种供电方式各有其优缺点，在技术上是同时并存的。接触轨的主要优点是:使用寿命长、文修量小，在地面对城市景观没有影响，适应于电压较低的制式。主要缺点是:车辆不能脱离电源;电压偏低，对于大运量的车辆供电，使得牵引变电所的距离较近。北京地铁即采用了750V接触轨供电的方式。
（2）牵引供电系统运行方式
牵引供电系统的运行方式有两种，即正常运行方式和任一牵引变电所解列时的运行方式。正常运行方式为正线各供电区间，均由相邻牵引变电所双边供电;车辆段内接触网由车辆段牵引变电所供电;停车场内接触网由停车场牵引变电所供电。任一牵引变电所解列时的运行方式是当任一牵引变电所解列(不含线路端头牵引变电所)，由相邻变电所越区“大双边”供电。
当正线线路端头的牵引变电所解列，分别由相邻的牵引变电所单边供电。
车辆段或停车场牵引变电所解列时，由正线牵引变电所通过合上正线与车辆段或停车场接触网分段隔离开关向车辆段或停车场牵引网供电，而车辆段或停车场牵引变电所不向正线支援的任务。
※动力与照明供电系统
城市轨道交通除了直流电动车辆外，其它所有交流低压负荷都由动力与照明供电系统供电。动力与照明管道系统由两部分组成:降压变电所和动力照明。
地铁动力照明供电系统如图5所示。
图5地铁动力照明供电系统
（1）降压变电所
每个车站都应设降压变电所承担本站及区间动力照明负荷。若地下车站负荷较大，一般于站台两端设降压变电所，各负责半个车站和相邻半个区间的供电。其中一端可以和牵引变电所合建为混和变电所;若地面车站负荷较小，可设一个降压变电所。