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城市轨道交通供电系统的设计方法

王小峰

【摘要】通过对城市轨道交通供电系统前期研究阶段基本任务的分析,结合供电系

统设计工作的基本原则,提出一套适用于城市轨道交通供电系统简单有效的设计方

法.实践证明,该方法能够满足城市轨道交通项目前期研究阶段供电系统设计的基本

需要.

【期刊名称】《电气化铁道》

【年(卷),期】2010(000)004

【总页数】5页(P42-46)

【关键词】城市轨道交通;供电系统;中压网络;电压损失

【作者】王小峰

【作者单位】上海市隧道工程轨道交通设计研究院,上海200070

【正文语种】中文

【中图分类】U239.5

0引言

国内城市轨道交通建设目前已进入了大规模高速度发展期，现有30多个城市正在

建设或筹建规划城市轨道交通工程，北京、上海、广州等特大城市的轨道交通已步

入网络化发展时代。城市轨道交通供电系统简称城轨供电系统，是城市轨道交通运

营的动力源泉，它担负着为机车和各种运营设备提供电能的重要任务，其科学性、

安全性和可靠性直接影响到城市轨道交通的安全运营与服务水平。因此，在项目的

前期设计阶段需给予重点关注。笔者有幸参与了相关城市轨道交通工程的前期研究、

总体设计和供电系统设计等工作，根据城市轨道交通项目前期研究阶段的特点，通

过总结和归纳，提出了一套适用于城市轨道交通供电系统简单而有效的设计思路与

设计方法。

1城轨供电系统设计基本任务和前期条件

1.1城轨供电系统设计基本任务

按照现代项目管理理论及我国目前建设程序，城市轨道交通项目可以分成项目前期

阶段、规划实施阶段、投入运营阶段。项目前期阶段又包括：城市轨道交通线网规

划、预可行性研究（项目建议书）、可行性研究。城市轨道交通线网规划应根据城

市发展要求和财力情况，明确远期目标和近期建设任务以及相应的资金筹措方案。

供电系统预可行性研究阶段的主要任务是：①初步调查城市电网及外电源引入情况；

②初步确定供电系统方案；③配合车辆选型，初步确定牵引供电制式；④框算供电

系统的工程投资，其投资估算精度控制在供电系统的分部分项工程投资的±20%以

内即可。供电系统可行性研究阶段的主要任务是：①确定外部电源方案；②确定城

轨供电系统方案；③确定牵引供电方案；④PSCADA和ISCS的关系的界定；⑤确

定杂散电流腐蚀防护及综合接地方案。工程可行性研究阶段一般只需给出主变电所、

供电系统（电缆工程）、牵引变电所、降压变电所、接触网、杂散电流防护及综合

接地等工程的基本数量，能够基本确定供电系统项目的投资估算即可，误差控制在

初步设计的10%左右。

1.2供电系统前期阶段的设计条件

供电系统专业在前期设计阶段需要线路、行车、车辆等专业提供的基础资料作为供

电系统开展系统设计的前提和基本条件，具体要求见表1。

2城轨供电系统用电负荷的估算

城市轨道交通用电负荷由为列车供电的牵引负荷和为车站、区间、车辆段、控制中

心等其他建筑物所需要的动力照明负荷组成。

表1供电系统前期阶段的设计条件表注：若某些专业不能提供相关设计资料，则

可以参考类似工程的相关资料。专业基础资料线路①车站站位里程及站间距；②

车站规模及敷设方式（地下站、地面站或高架站）；③线路与线网中其他线路的关

系（一般车站、换乘车站）行车①线路配线方案；②运行交路；③系统设计运输

能力（列车编组、高峰小时开行列车对数、列车运用车数和列车配属车数）；④线

路全日行车计划车辆①车辆类型（A型车、B型车等）；②供电制式（DC750V、

DC1500V等）；③列车编组、列车重量；④制动能量的吸收方式；⑤列车牵引

功率和辅助设备用电功率；⑥列车牵引/制动电流速度特性曲线供电①外部电源的

分布状况，中压网络的电压等级、允许接入容量、出线间隔、接入路径等；②系统

主要变电设备的电气参数（如主变压器、整流机组、配电变压器、中压电缆等）；

③牵引网的基本类型及电气参数（如刚性架空接触网、柔性架空接触网和钢铝复合

轨等）；④已经运营线路和在建线路车站、车辆段和控制中心等附属设施的用电需

求

2.1牵引负荷的年用电量估算

列车牵引负荷与车辆选型和系统设计运输能力相关，在前期阶段，可采用平均运量

法估算牵引负荷的年用电量Wq。

式中，∆A为列车年平均单位能耗，kW·h/t·km；G为单列机车的总重，t；N

为日发车对数；T为年运行时间，365天/年；L为机车运行里程，km。

针对不同线路，∆A应根据列车情况取不同