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摘要：在科学技术不断发展的背景下，地铁供电系统建设应该在技术上不断创新，在理念上有所转变，做到与时俱进，在不断的摸索中提高继电保护装置的可靠性，为供电系统的安全稳定运行创造有利的条件。文章分析其供电系统，探讨其完善的方法。
关键词：地铁供电系统；特点；问题
中图分类号：U223文献标识码： A
引言
随着我国经济的不断发展，地铁逐渐成为了大型城市形象建设的重要工程，近几年来，城市地铁建设步伐加快，相继有项目获批、动工并开通运营。供电系统为整个地铁运行提供电能，因此，城市地铁供电系统的建设很重要，这也是保证地铁能够安全顺利运行的前提。
一、地铁供电系统
1、外部电源。所谓地铁供电系统的外部电源指的是城市电网的电源。城市各项用电是整个城市电网来实现正常供给的，每个城市都有自己的电网电源，负责对电进行分配和调节，地铁所用电能也是引自城市电网电源。
2、主变电所。主变电所是地铁供电系统的电压处理部分，变电所接收的城市电网电源电压为110kv，电压远远高于使用电压，需要对初始电压进行降压处理，达到10kv，这项工作在主变电所进行。
3、牵引供电系统。由于地铁牵引供电系统多采用750v或者1500v的直流电，如北京地铁四号线、十四号线，分别采用以上两种不同的电压等级，在主变电所处理后的电压，还是不能够被地铁牵引电力机车使用，电压高于牵引电力机车的使用电压，需要牵引供电系统进行再次变压，并且将交流电进行直流化处理。
4、动力照明供电系统。地铁中许多的设备所需要的电压是380v或者220v交流电，如灯光照明设施、广播设备、显示设备等，牵引供电系统处理后的电压是750v或者1500v的直流电，不符合以上设备用电要求。这个变压的过程是在独立的动力照明供电系统中完成。
5、杂散电流腐蚀防护系统。由于在以上的电压、电流处理环节及电能传输过程中，一些电流会泄漏到钢轨道床及结构洞体中，会产生一些杂散的电流，附着在这些结构中金属上，这些电流会对地铁建筑中的钢筋、金属管道等设备进行一定程度的腐蚀，这就需要对这些电流进行统一的监护和防护，并做好收集、引流措施，输送到变电所，这些工序需要杂散电流腐蚀防护系统来完成。
6、SCADA电力监控系统。地铁的供电系统是一个设备繁多，步骤繁琐的系统，但是又十分重要，需要对其进行严格的监控，这就需要电力监控系统对每一个环节和步骤进行远程信息采集和管理。SCADA电力监控系统可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能,即我们所知的"四遥"功能。
二、地铁供电系统的结构分析
地铁供电电源通常取自城市电网，通过城市电网一次电力系统和地铁供电系统实现输送或变换，然后以适当的电压等级供给地铁各类设备。根据用电性质的不同，地铁供电系统可分为两部分：由牵引变电所为主组成的牵引供电系统和以降压变电所为主组成的动力照明供电系统。牵引供电系统主要由主变电所、牵引变电所、接触网（轨）、电力监控、供电缆网等组成。提供地铁车辆的牵引动力电源。动力照明供电系统主要由降压变电所、低压母线排、配电设备、线缆、用电设备等组成。提供地铁机电设备动力电源和照明电源。此外，还应设置地铁应急电源系统，如小型发电机、ＥＰＳ电源、ＵＰＳ电源等。
供电系统是地铁的重要组成部分，没有供电系统的可靠安全供电，就不可能有地铁的正常运行。地铁供电系统由高压供电系统、牵引供电系统、动力照明供电系统、杂散电流腐蚀防护系统和电力监控系统组成。其中以牵引供电系统为主。牵引供电系统由牵引变电所和接触网（轨）两大部分组成。牵引变电所是指供给城市轨道交通一定区域内牵引电能的变电所。而相对之下，接触网（轨）则是指经过电动列车的受电弓（器）向电动列车供给电能的导电网。两者具有本质上的差别。地铁供电系统一般都直接从城市电网取得电能，无需单独建设电厂。
城市电网对地铁供电方式有三种：集中式供电、分散式供电和混合式供电。分散供电方式是指沿地铁线路的城市电网（通常是10KV电压等级）分别向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。其前提条件是城市电网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量，并能满足地铁牵引供电的可靠性要求。如早期的北京地铁采取的就是这种供电方式。集中供电方式是指城市电网（通常是110KV或66KV电压等级）向地铁的专用主变电所供电，主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电，地铁自身组成完整的供电网络系统。近几年新建的地铁系统多采用集中供电方式，如上海、广州、深圳地铁等。分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合，可充分利用城市电网的资源，节约投资，但供电可靠性不如集中供电方式，管理亦不够方便。可以说，三种供电方式各有其自身的优缺点，需要根据地铁运行的实际情况来进行选择。
三、影响地铁供电系统安全性与可靠性的因素
1、地铁供电系统本身就是由供电设备组成，所以供电系统能否正常的运行与这些设备的老化程度息息相关。一旦设备使用时间过长，那么地铁供电系统的故障发生率就会提高，给地铁的正常运行带来了安全隐患。所以我们需要制作好牽引供电系统设备的故障模式后果分析表，需要包含有问题的处理方法和设备失效的后果，从而对故障进行定性的分析。在得到分析结果后，还需要根据分析结果找出地铁供电系统安全性与可靠性的薄弱环节，最大程度地降低设备故障发生的概率，减少停电的时间。
2、把建立地铁供电系统的安全评估指标体系作为基础，采用安全性与可靠性的分析方法，对地铁供电系统进行全面的分析，评价的方法能够以组织管理、设备设施、人员配备和外界环境等方面安全因素为基础，指导工作人员有效地对设备与人员进行管理。对系统的安全性与可靠性进行了分析，不仅节约了地铁管理与运行费用，还有效地推动了地铁运营服务水平的提高。
3、制定合理的维修计划，降低维修费用。每年企业在地铁供电系统设备的维修上要花费大量的费用，这大大地增加了地铁的运营成本。可是如果维修的频率过低，即使降低了维修费用，但是会提高地铁供电系统的故障发生率，从而对地铁的安全性与可靠性造成了极大的威胁。系统一旦出现故障，那么造成的经济损失是维修费用所无法相比的。维修的次数增加能够降低地铁供电系统的故障发生率，保证了地铁正常的运行，同时也会产生高额的维修费用。所以，必须要通过安全性与可靠性的分析，得出系统的安全运行时间，从而制定出合理的维修计划。这样不仅降低了运营成本，还保障了地铁的正常安全的运营。
四、提高地铁供电系统可靠性的方法
1、提高地铁供电设备的性能
地铁供电系统本身就是由供电设备组成，所以供电系统能否正常的运行与这些设备息息相关。首先从采购设备方面来说，地铁采购部门不能为求廉价就引进一些存在隐患的设备，而且采购前要对采购设备有很深刻的了解，以保证采购设备的性能。其次，要保持地铁供电系统长周期的正常运行，就要求对各类设施设备及时维护保养，以减少随机故障的影响。当故障产生时我们需要制作好供电系统设备的故障模式后果分析表，内容包括处理方法和设备失效的后果，从而对故障进行定性，找到适合的解决办法。
2、完善地铁应急预案
为了做好城市地铁事故灾难的防范与处置工作，最大程度地减少人员伤亡和财产损失，维护社会稳定，必须要制定合理的地铁应急预案。虽然我国大大小小的地铁应急预案有很多，但是每个地区都不同，而且至今都没有一个规范的标准。我们现在必须要做的就是统一现有的预案，并且为预案注入实用的元素。
3、制定合理的维修计划，减少人为的误操作
针对地铁运行现状，制定合理的维修计划，降低维修费用是当务之急。每年地铁建设企业在地铁供电系统设备的维修上要花费大量的金钱，这不仅浪费了维修资源，也大大地增加了地铁的运营成本。可是如果维修的频率过低，即使维修费用降低了，但是相应的地铁供电系统的故障发生率会有十分大的提高，从而对地铁的安全性与可靠性造成了极大的威胁。地铁供电系统一旦出现故障，造成的经济损失是之前频繁维修的费用所无法相比的。维修的次数增加能够有效的降低地铁供电系统的故障发生率，保证地铁正常的运行。所以，必须要通过安全性与可靠性的分析，得出系统的安全运行时间，从而制定出合理的维修计划。这样不仅降低了运营成本，还保障了地铁的正常安全的运营。同时建设员工的素质也是必须提高的，为此，应加强对建设员工的操作培训，定期组织员工进行地铁突发事故应急演练，加强对突发事故的处理能力。并且定期组织建设员工进修学习，从而提升地铁运行的稳定性。
五、配电自动化技术在铁路供电系统中的应用
1、配电自动化的分布控制
配电自动化技术在铁路供电系统中的应用，将铁路供电系统中的牵引变电所保护与控制设备的电力系统由传统的集成电路保护和电磁保护转变成电脑自动化、网络化、智能化的保护，实现了数据通讯、测量、监控与保护的一体化发展。配电自动化的分布控制指的是FTU（配电自动化终端）具有自动诊断、定位、隔离故障的能力，它能通过系统之间的相互配合，在不需要主站参与的前提下，完成整个铁路供电系统的重组。配电自动化的分布控制主要包括电流计数型和电压时间型2种。由于控制原理的限制，配电自动化的分布控制方式存在2种缺陷：其一，当采用该种方式时，需要改变变电站的重合闸动作方式和出线保护定值；其二，如果分段较多，则系统之间的配合相对困难，动作保护缺乏选择性。因此，该种配电自动化的控制方式只适合于接线相对简单的铁路供电系统，而对供电可靠性要求较高的铁路供电系统不适用。
2、配电自动化的集中控制
配电自动化的集中控制是以功能强大的主站控制系统为核心建立与实施的，该种控制方式中的配电自动化应用模块能够处理和应对复杂的供电网络结构和故障状况。配电自动化的集中控制即由配电自动化终端收集信息并传输到供电系统主站的控制中心，由该控制中心的应用模块经过分析和处理后判断该供电系统是否存在故障，并确定故障存在的区段，然后提出相应的故障隔离方案以及恢复供电方案，并将相应的指令传递给配电自动化终端执行。
结语
综上所述，为了保障铁路供电系统的正常、高效运行，通过将配电自动化技术应用到铁路供电系统中，形成了配电自动化系统，利用该系统可对铁路供电系统进行有效管理。
参考文献：
[1]顾新.地鐵高压供电系统的方式及对比研究[J].电源技术应用,2014,02:112.
[2]陈静.地铁供电系统自动重合闸与线路测试[J].城市轨道交通研究,2014,07:140-143.
[3]吴嘉颖.浅谈地铁低压供电系统故障检修及处理[J].科技创新与应用,2014,19:296
关键词：地铁供电系统；特点；问题
中图分类号：U223文献标识码： A
引言
随着我国经济的不断发展，地铁逐渐成为了大型城市形象建设的重要工程，近几年来，城市地铁建设步伐加快，相继有项目获批、动工并开通运营。供电系统为整个地铁运行提供电能，因此，城市地铁供电系统的建设很重要，这也是保证地铁能够安全顺利运行的前提。
一、地铁供电系统
1、外部电源。所谓地铁供电系统的外部电源指的是城市电网的电源。城市各项用电是整个城市电网来实现正常供给的，每个城市都有自己的电网电源，负责对电进行分配和调节，地铁所用电能也是引自城市电网电源。
2、主变电所。主变电所是地铁供电系统的电压处理部分，变电所接收的城市电网电源电压为110kv，电压远远高于使用电压，需要对初始电压进行降压处理，达到10kv，这项工作在主变电所进行。
3、牵引供电系统。由于地铁牵引供电系统多采用750v或者1500v的直流电，如北京地铁四号线、十四号线，分别采用以上两种不同的电压等级，在主变电所处理后的电压，还是不能够被地铁牵引电力机车使用，电压高于牵引电力机车的使用电压，需要牵引供电系统进行再次变压，并且将交流电进行直流化处理。
4、动力照明供电系统。地铁中许多的设备所需要的电压是380v或者220v交流电，如灯光照明设施、广播设备、显示设备等，牵引供电系统处理后的电压是750v或者1500v的直流电，不符合以上设备用电要求。这个变压的过程是在独立的动力照明供电系统中完成。
5、杂散电流腐蚀防护系统。由于在以上的电压、电流处理环节及电能传输过程中，一些电流会泄漏到钢轨道床及结构洞体中，会产生一些杂散的电流，附着在这些结构中金属上，这些电流会对地铁建筑中的钢筋、金属管道等设备进行一定程度的腐蚀，这就需要对这些电流进行统一的监护和防护，并做好收集、引流措施，输送到变电所，这些工序需要杂散电流腐蚀防护系统来完成。
6、SCADA电力监控系统。地铁的供电系统是一个设备繁多，步骤繁琐的系统，但是又十分重要，需要对其进行严格的监控，这就需要电力监控系统对每一个环节和步骤进行远程信息采集和管理。SCADA电力监控系统可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能,即我们所知的"四遥"功能。
二、地铁供电系统的结构分析
地铁供电电源通常取自城市电网，通过城市电网一次电力系统和地铁供电系统实现输送或变换，然后以适当的电压等级供给地铁各类设备。根据用电性质的不同，地铁供电系统可分为两部分：由牵引变电所为主组成的牵引供电系统和以降压变电所为主组成的动力照明供电系统。牵引供电系统主要由主变电所、牵引变电所、接触网（轨）、电力监控、供电缆网等组成。提供地铁车辆的牵引动力电源。动力照明供电系统主要由降压变电所、低压母线排、配电设备、线缆、用电设备等组成。提供地铁机电设备动力电源和照明电源。此外，还应设置地铁应急电源系统，如小型发电机、ＥＰＳ电源、ＵＰＳ电源等。
供电系统是地铁的重要组成部分，没有供电系统的可靠安全供电，就不可能有地铁的正常运行。地铁供电系统由高压供电系统、牵引供电系统、动力照明供电系统、杂散电流腐蚀防护系统和电力监控系统组成。其中以牵引供电系统为主。牵引供电系统由牵引变电所和接触网（轨）两大部分组成。牵引变电所是指供给城市轨道交通一定区域内牵引电能的变电所。而相对之下，接触网（轨）则是指经过电动列车的受电弓（器）向电动列车供给电能的导电网。两者具有本质上的差别。地铁供电系统一般都直接从城市电网取得电能，无需单独建设电厂。
城市电网对地铁供电方式有三种：集中式供电、分散式供电和混合式供电。分散供电方式是指沿地铁线路的城市电网（通常是10KV电压等级）分别向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。其前提条件是城市电网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量，并能满足地铁牵引供电的可靠性要求。如早期的北京地铁采取的就是这种供电方式。集中供电方式是指城市电网（通常是110KV或66KV电压等级）向地铁的专用主变电所供电，主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电，地铁自身组成完整的供电网络系统。近几年新建的地铁系统多采用集中供电方式，如上海、广州、深圳地铁等。分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合，可充分利用城市电网的资源，节约投资，但供电可靠性不如集中供电方式，管理亦不够方便。可以说，三种供电方式各有其自身的优缺点，需要根据地铁运行的实际情况来进行选择。
三、影响地铁供电系统安全性与可靠性的因素
1、地铁供电系统本身就是由供电设备组成，所以供电系统能否正常的运行与这些设备的老化程度息息相关。一旦设备使用时间过长，那么地铁供电系统的故障发生率就会提高，给地铁的正常运行带来了安全隐患。所以我们需要制作好牽引供电系统设备的故障模式后果分析表，需要包含有问题的处理方法和设备失效的后果，从而对故障进行定性的分析。在得到分析结果后，还需要根据分析结果找出地铁供电系统安全性与可靠性的薄弱环节，最大程度地降低设备故障发生的概率，减少停电的时间。
2、把建立地铁供电系统的安全评估指标体系作为基础，采用安全性与可靠性的分析方法，对地铁供电系统进行全面的分析，评价的方法能够以组织管理、设备设施、人员配备和外界环境等方面安全因素为基础，指导工作人员有效地对设备与人员进行管理。对系统的安全性与可靠性进行了分析，不仅节约了地铁管理与运行费用，还有效地推动了地铁运营服务水平的提高。
3、制定合理的维修计划，降低维修费用。每年企业在地铁供电系统设备的维修上要花费大量的费用，这大大地增加了地铁的运营成本。可是如果维修的频率过低，即使降低了维修费用，但是会提高地铁供电系统的故障发生率，从而对地铁的安全性与可靠性造成了极大的威胁。系统一旦出现故障，那么造成的经济损失是维修费用所无法相比的。维修的次数增加能够降低地铁供电系统的故障发生率，保证了地铁正常的运行，同时也会产生高额的维修费用。所以，必须要通过安全性与可靠性的分析，得出系统的安全运行时间，从而制定出合理的维修计划。这样不仅降低了运营成本，还保障了地铁的正常安全的运营。
四、提高地铁供电系统可靠性的方法
1、提高地铁供电设备的性能
地铁供电系统本身就是由供电设备组成，所以供电系统能否正常的运行与这些设备息息相关。首先从采购设备方面来说，地铁采购部门不能为求廉价就引进一些存在隐患的设备，而且采购前要对采购设备有很深刻的了解，以保证采购设备的性能。其次，要保持地铁供电系统长周期的正常运行，就要求对各类设施设备及时维护保养，以减少随机故障的影响。当故障产生时我们需要制作好供电系统设备的故障模式后果分析表，内容包括处理方法和设备失效的后果，从而对故障进行定性，找到适合的解决办法。
2、完善地铁应急预案
为了做好城市地铁事故灾难的防范与处置工作，最大程度地减少人员伤亡和财产损失，维护社会稳定，必须要制定合理的地铁应急预案。虽然我国大大小小的地铁应急预案有很多，但是每个地区都不同，而且至今都没有一个规范的标准。我们现在必须要做的就是统一现有的预案，并且为预案注入实用的元素。
3、制定合理的维修计划，减少人为的误操作
针对地铁运行现状，制定合理的维修计划，降低维修费用是当务之急。每年地铁建设企业在地铁供电系统设备的维修上要花费大量的金钱，这不仅浪费了维修资源，也大大地增加了地铁的运营成本。可是如果维修的频率过低，即使维修费用降低了，但是相应的地铁供电系统的故障发生率会有十分大的提高，从而对地铁的安全性与可靠性造成了极大的威胁。地铁供电系统一旦出现故障，造成的经济损失是之前频繁维修的费用所无法相比的。维修的次数增加能够有效的降低地铁供电系统的故障发生率，保证地铁正常的运行。所以，必须要通过安全性与可靠性的分析，得出系统的安全运行时间，从而制定出合理的维修计划。这样不仅降低了运营成本，还保障了地铁的正常安全的运营。同时建设员工的素质也是必须提高的，为此，应加强对建设员工的操作培训，定期组织员工进行地铁突发事故应急演练，加强对突发事故的处理能力。并且定期组织建设员工进修学习，从而提升地铁运行的稳定性。
五、配电自动化技术在铁路供电系统中的应用
1、配电自动化的分布控制
配电自动化技术在铁路供电系统中的应用，将铁路供电系统中的牵引变电所保护与控制设备的电力系统由传统的集成电路保护和电磁保护转变成电脑自动化、网络化、智能化的保护，实现了数据通讯、测量、监控与保护的一体化发展。配电自动化的分布控制指的是FTU（配电自动化终端）具有自动诊断、定位、隔离故障的能力，它能通过系统之间的相互配合，在不需要主站参与的前提下，完成整个铁路供电系统的重组。配电自动化的分布控制主要包括电流计数型和电压时间型2种。由于控制原理的限制，配电自动化的分布控制方式存在2种缺陷：其一，当采用该种方式时，需要改变变电站的重合闸动作方式和出线保护定值；其二，如果分段较多，则系统之间的配合相对困难，动作保护缺乏选择性。因此，该种配电自动化的控制方式只适合于接线相对简单的铁路供电系统，而对供电可靠性要求较高的铁路供电系统不适用。
2、配电自动化的集中控制
配电自动化的集中控制是以功能强大的主站控制系统为核心建立与实施的，该种控制方式中的配电自动化应用模块能够处理和应对复杂的供电网络结构和故障状况。配电自动化的集中控制即由配电自动化终端收集信息并传输到供电系统主站的控制中心，由该控制中心的应用模块经过分析和处理后判断该供电系统是否存在故障，并确定故障存在的区段，然后提出相应的故障隔离方案以及恢复供电方案，并将相应的指令传递给配电自动化终端执行。
结语
综上所述，为了保障铁路供电系统的正常、高效运行，通过将配电自动化技术应用到铁路供电系统中，形成了配电自动化系统，利用该系统可对铁路供电系统进行有效管理。
参考文献：
[1]顾新.地鐵高压供电系统的方式及对比研究[J].电源技术应用,2014,02:112.
[2]陈静.地铁供电系统自动重合闸与线路测试[J].城市轨道交通研究,2014,07:140-143.
[3]吴嘉颖.浅谈地铁低压供电系统故障检修及处理[J].科技创新与应用,2014,19:296