【摘要】:随着时代经济的快速发展,人口数量逐渐的扩大,同时给城市交通带来了极大的不便,交通拥堵的问题日益严重,为了更好的解决这一矛盾,越来越多的城市逐渐修建地铁和轻轨,进而带动了城市轨道交通建设的蓬勃发展。随着科学技术的日新月异,城市轨道交通供电方式更加的趋向于安全性和科学性,为现代化城市轨道交通带来了极大的便利。本文主要通过对城市轨道交通常用的DC750V和DC1500V电压制式进行比较,进而从根本上对第三轨馈电和接触网馈电方式作了主要的论述,最后着重对城轨道交通建设的供电制式以及其馈电方式提出了选型建议。
【关键词】:城市轨道交通;供电制式;馈电方式;接触网;第三轨
中***分类号: C913 文献标识码: A
现如今,城市轨道交通供电的方式主要有架空接触网和第三轨两种供电方式,并且架空接触网和第三轨这两种供电方式在一定程度上均可满足750V和1500V的情况,对于现代化城市轨道交通的建设发展提供了实质性的经济效益,对于城市轨道交通建设有着极其重要的作用。因此本文对城市轨道交通两种不同供电方式进行比较有一定的现实意义。
一、概述国内外城市轨道交通发展情况
(一)目前已经建成的城市轨道交通系统
通过对已经建成的城市轨道交通系统进行统计,目前全球上大概有116个城市已经对城市轨道系统进行了修建,甚至有些城市轨道交通运行里程远远超过了七千千米,当前城市轨道交通主要是对钢轮钢轨系统的采用,也有极少的一些城市其轨道是对橡胶轮系统、独轨系统以及其它系统的采用。
(二)车辆的供电电压制式和受流制式
现如今,城市轨道系统主要有DC600V、DC750V、DC825V以及DC1500V等几种供电电压制式。第二次世界大战前,英国和美国在对城市轨道系统进行修建的时候,主要是对DC600V电压制式的采用,而在前苏联时期,各个城市的轨道系统主要是对DC825V供电制式的采用。现如今,城市轨道系统最主要的两种电压制式主要是DC750V和DC1500这两种。基于DC750V和DC1500这两种电压制式下,城市轨道交通中的电流主要有集电靴式和受电弓式两种受流方式。同时其车辆的馈电方式主要表现为接触网和第三轨。一般来说,第三轨供电方式相对来说是比较常见的一种供电方式,促进了城市轨道交通建设的全面发展。
二、城市轨道交通供电电压制式的相关标准规定
城市轨道交通往往需要更加规范性的电压制式,进而保证城市轨道交通的安全正常进行。为了更好的对城市轨道交通的供电电压制式有效的加以规范,国际电工委员会、国际铁路联盟以及欧洲标准化委员会都曾做出了一定的标准。
首先就其国际电工委员会对城市交通直流牵引系统的相关标准而言明确推荐对750V,500V,3000V电压的使用。而国际铁路联盟规定城市交通直流牵引系统也必须使用750V,1500V,3000V电压。
最后就欧洲标准化委员会而言,对于未来架设的有轨电车以及地方铁路馈电的直流牵引系统而言,必须使用750V,1500V,3000V电压,同时在再生制动的请款下,电压的最高持续值为800V是可以允许的,又在一定程度上允许非持续最高电压的值为1000V。
三、分析比较DC750V和DC1500V电压制式的特点
就目前而言,我国对于城市轨道交通电压制式的选择主要是DC750V和DC1500V电压制式的选用,基于这样的选择一方面是与国家和国际标准化规定相符合,另一方面也在一定程度上符合我国的经济发展情况。
DC750V和DC1500V两种电压制式对于城市轨道交通的供电距离有各自的特点,首先就DC750V而言,当车辆的编组形式为4M2T时,其供电的距离≤2km,当车辆编组形式为2M2T时,其供电距离≤3km;就DC1500V这种电压制式而言,当车辆的编组形式为4M2T时,其供电的距离≤2.5km,当车辆编组形式为2M2T时,其供电距离≤4.5km;同时这两种电压制式在一定程度上都限制于回流轨道电位升高,但是电压提高之后的牵引变电所间距并不是成倍提高的。
最后就DC750V馈电制式和DC1500V馈电制式的其它技术指标而言,DC750V馈电制式的峰值电流主要为7200A~10000A,其电压损耗和杂散电流的影响相对较大,但是可承受的客流量也是极其的小,车辆再生制度对电压有着极大的影响,其馈电方式主要为第三轨,供电系统综合造价也是基本相当的。而DC1500V馈电制式的峰值电流主要为3600A~5000A,其电压损耗和杂散电流的影响相对较小,但是可承受的客流量也是极其的大,车辆再生制度对电压有着极小的影响,其馈电方式主要为接触网,供电系统综合造价也是基本相当的。
四、分析说明第三轨馈电和接触网馈电方式的特点
(一)分析第三轨馈电方式的特点
一般来说,城市轨道交通DC750V馈电方式主要是对第三轨馈电的采用,而这种馈电方式的受电流方式主要为集电靴,通过合理的调控集电靴和第三轨,并在一定程度上在车辆的走行轨旁设置耐磨式和下磨式,1.4m为其间的中心距离,0.44m则为距轨面的高度,其主要的组成成分则是接触轨、端部弯头、防爬器、隔离开关以及防护罩,并通过绝缘子作为支撑力量。
(二)接触网馈电方式的特点
目前城市轨道交通接触网馈电方式其受流方式主要是对受电弓式的采用,车辆的走行轨上方设置一定的馈电接触网,尽可能的使得走行轨中心呈“之”形走向,轨面的最小高度设置为4.0m,洞外的距离约为5.0m,在隧道中采取柔性悬挂的方式和刚性悬挂方式,而弹性悬挂方式长用于特质的专用弹性定位器,主要有接触导线、导电连接线、辅助馈电线以及弹性定位器组成的。往往接触网馈电方式比较适用于电压相对偏高,电流相对较小的电压供电中。
(三)第三轨和接触网馈电方式比较
就第三轨馈电方式而言,其系统的构成相对简单,导电部分的材质主要是由掺铝钢轨组成的,单位电阻率为0.125 ,实际的截面积为6400~7000,有着相对较多的支撑点,允许车辆最高运行的速度≤90,系统的造价相对较低,维护的工作量相对较小,就要在一定程度上完全封闭其线路,运行中发生突发性事件时必须得到可靠停电通知后进行移动。
就接触网馈电方式而言,其系统的构成相对复杂,导电部分的材质主要是由铝或铜合金组成的,单位电阻率为0.0178 ,实际的截面积为800,有着相对较少的支撑点,允许车辆最高运行的速度≥120,系统的造价相对较高,维护的工作量相对较大,往往这种线路并不需要完全的封闭,运行中发生突发性事件时车辆可以脱离带电接触网。
五、总结城市轨道交通的供电选型建议
首先城市轨道交通DC750V和DC1500V两种电压制式在一程度上都符合国家和国家化标准的相关规定,当车辆形式相对灵活的时候,其轻轨系统的供电制式应严格的控制在DC750V和DC1500V两种电压制式之间。
其次,伴随着人口数量的增加,就要从根本上提高城市轨道交通所采用的供电电压。在客流量相对较大的时候,尽可能的选用DC1500V供电方式。
最后,DC1500V供电制式的牵引变电所间距相对较大,其接触网馈电方式往往又具有一定的安全性,但是其造价相对来说是比较的高。
结语:
总而言之,为了加快城市轨道交通建设发展的步伐,就要从根本上出发,从实际出发,统一各城市的轨道交通供电制式,尽可能的对城市轨道交通各线路的客流量以及出行时间有着高度的重视,并对其供电方式合理的进行选择。
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