發布時間：2022-08-06 04:10:44
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇城市軌道交通供電設計探討，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
摘要：進入二十一世紀以來，隨著國家經濟的飛速發展和城市化進程的加快，城市軌道交通也進入大發展時期。軌道交通配電作為軌道交通的重要構成部分，起著非常重要的作用。
關鍵詞：電源；電力監控；動照
城市軌道交通作為城市公共交通系統的一個重要組成部分，目前有地鐵、輕軌、有軌電車以及懸浮列車等多種類型，號稱“城市交通的主動脈”。 它具有節能、省地、全天候、運量大、安全等特點，屬綠色環保交通體系，符合我國可持續發展的原則，特別適應于大中城市。
一、外部電源及主變電所
目前國內城市軌道交通的供電方式主要有兩種類型：集中供電方式和分散供電方式。
當采用分散供電方式時，各牽引變電所、降壓變電所分別由既有電網就近引兩路相互獨立的35kv或10kv電源供電，軌道交通不設主變電所。采用集中供電方式時，設主變電所，從電網引入的電源少、接入電源的電壓等級高、一般不涉及城鄉電網變電所改造、由城鄉電網引至城市軌道交通主變電所的電纜徑路數量少、電源可靠性高、電源工程實施方便、使軌道交通自成供電系統、由于受電電壓高，受城鄉電網其它用戶故障影響較少、運營管理方便，產生的高次諧波注入電網影響相對較少。
二、中壓供電網絡的構成及電壓等級
根據接線形式的不同，中壓網絡有兩種基本構成形式：一種是把全線的車站變電所劃分成幾個供電分區，每個分區通過最靠近主變電所（或電源開閉所）的車站從主變電所（或電源開閉所）引入兩路電源，分區內的各車站變電所以環網形式連接；另一種是把兩個相鄰車站的變電所為一組，兩個車站各從上級變電所取得一路主電源，從相鄰站得到另一路電源。
根據網絡功能的不同，為牽引變電所供電的中壓網絡可稱為牽引網絡；為降壓變電所供電的網絡可稱為動力照明網絡。
三、牽引網方式的選擇
我國目前城市軌道交通的牽引網受流方式分為兩種，一種是接觸軌受流，另一種是架空接觸網受流，接觸軌受流方式又分為dc750v與dc1500v兩種情況。
這兩種相比較接觸軌系統景觀效果好，系統維護管理方便，但投資較大，且適應行車速度較低，在遇緊急情況時，存在一定的人身安全隱患。架空接觸網系統技術成熟，投資小，適應行車速度較高，安全可靠性高。
四、牽引變電所分布方案
正線牽引變電所的數量、位置及容量，需根據線路平縱斷面資料、行車組織方案、車輛編組及負荷情況，通過牽引供電計算確定，牽引變電所之間采用雙邊供電，以提高供電質量和節省能源。
五、電力監控系統
電力監控系統是由設置在控制中心的主站監控系統、設置在各種變電所內的綜合自動化子系統以及聯系二者的傳輸通道及供電車間復示終端構成，系統采用計算機型監控裝置，結構形式為1：n點對點結構形式。
（1）主站——設在控制中心內的主站監控系統。（2）被控站——設在主變電所、牽引降壓混合所、牽引變電所、降壓變電所等內的綜合自動化系統。（3）傳輸通道——利用通信專業提供的數據傳輸通道。（4）供電車間復示終端——通過調度系統轉發信息監視全線供電系統設備的運行情況。
各線分設電力監控系統，對本線的主變電所、牽引降壓混合變電所、降壓變電所、牽引網等主要供電設施的運行狀態及雜散電流的相關參數進行實時監視、控制、數據采集及處理，在控制中心集中實現供電設備的自動化調度管理，以確保牽引供電系統和各線的電力變配電系統安全可靠和經濟運行。
六、接觸網系統
接觸網系統是向電動車組提供電能且無備用的供電設備，接觸網研究和設計的原則應滿足行車速度、提高技術經濟性能、實現運行安全可靠要求。
七、動力照明系統
1、降壓變電所
車站可根據用電負荷的分布，在負荷集中的一側設降壓變電所，并與牽引變電所合建為混合變電所。車輛段、控制中心根據用電負荷的分布，設置室內降壓變電所為用電負荷供電。
2、動力照明
（1）負荷等級劃分。1）一級負荷。通信、信號、應急照明、消防設備、事故風機、防災報警設備、計算機系統、重要排水泵、自動售檢票設備、疏散用自動扶梯及垂直電梯、自動報警系統設備等。2）二級負荷。站臺站廳公共區照明、附屬房間照明、普通風機、一般給排水泵、自動扶梯、電梯、排污泵等。3）三級負荷。空調機、電熱設備、廣告照明、清掃及維修機械、鍋爐設備等。
一級負荷應由雙電源雙回線路供電，在供電系統某些部分發生故障時也要保證對其供電。
二級負荷平時由變電所任意一段一、二級負荷母線供電。
三級負荷平時由一路電源供電，當只有一路電源時，應及時從電網中切除。
（2）動力照明配電及控制方式。1）動力設備配電及控制方式。動力設備主要采用放射式配電，部分容量較小、相對集中的二、三級負荷可采用樹干式供電。重要一級負荷如信號、通信、車站綜控室設備、變電所自用電、自動售檢票、消防泵等直接由降壓所采用雙電源供電至設備末端。
動力設備控制方式：消防設備采用就地控制、車站控制室控制、控制中心遠程控制三級控制方式；其它動力設備根據具體工藝流程的需要采用就地控制、車站控制室控制、自動控制等三種方式。2）照明設備配電及控制方式。車站照明按功能分為一般照明、應急照明(兼值班照明)、廣告照明、標示照明、設備管理用房照明、安全照明等，其配電方式采用放射式與樹干式相結合的方式。
應急照明及疏散誘導指示照明采用eps集中供電，容量滿足90分鐘供電的需要；車站一般照明光源以日光燈為主，公共場所的燈具選擇應以建筑形式相配合；車輛段、停車場等室外場所采用彎燈及投光燈鐵塔照明。
照明控制方式：附屬房屋照明燈具采用就地控制方式；公共區一般照明采用智能照明控制系統控制；應急照明由防災自動報警控制。
（3）綜合接地系統。各車站均設置綜合接地網，以滿足牽引變供電設備、車站機電設備、通信信號等信息設備、給排水管及其它接地的要求，接地電阻一般情況下不大于1ω。對于地上車站綜合接地網盡量利用建筑基礎內的自然接地體，若不能滿足設計要求時應敷設人工接地體。
為保證供電系統運行可靠，必須有一個合理的供電方案，使性能價格比合理，操作方便，建設標準適中，機電設備等大部分采用國內技術成熟的產品，有效地控制了投資，國民經濟效益顯著。
摘要:隨著社會的進步和經濟的迅猛增長，城市交通建設也隨之快速發展起來。城市軌道交通作為新型便捷的交通工具，已日益發展成為城市交通的重要組成部分。軌道交通供電系統作為維持軌道交通運行的關鍵環節，理應受到更多的重視與關注。在各個城市的交通系統中，軌道交通的快速、便捷、投資省等多方面優勢使得其發展迅速，對于提高人們的生活水平發揮了重要的作用。對城市軌道交通供電系統的設計方法進行了探討與研究，為優化軌道交通的建設與發展提供參考。
關鍵詞:城市軌道交通;供電系統;設計方法
引言
在經濟科技水平迅速發展與進步的今天，人們的生活水平也在不斷提高，對交通的需求越來越大，城市軌道交通的出現和發展無疑是緩解城市交通緊張狀況的關鍵。城市軌道交通對于人們的生活有著重要的意義與作用，需要相關人員重視它的建設與發展。本文對城市軌道交通供電系統的設計方法進行了簡要分析與探討，通過對以往軌道交通系統設計經驗的總結，以及對設計要求與規范的理解，進一步探討軌道交通設計的基礎內容以及相關條件和要求。
1城市軌道交通發展以及供電系統設計概況
1．1城市軌道交通發展的現狀
隨著社會的進步與發展，對交通的需求越來越大，為了更好地解決交通不便的問題，一些城市正在大力發展城市軌道交通建設。城市軌道交通是緩解城市公共交通壓力的關鍵環節，尤其其自身的獨有優勢，不僅具有節能、便捷、環保、安全以及運輸能力強的優點，而且符合環保出行和可持續發展的戰略要求，因此十分適用于現今城市的發展需求。我國的城市軌道交通建設已迎來了發展的黃金時期，目前有大約30多個城市正在規劃或者已經實施了軌道交通的建設工作。尤其是北京、上海等發展比較快的城市，都在大力發展城市軌道交通建設。城市軌道交通具有較多的種類，按其用途的差異可分為多種類別。我國城市軌道交通建設的特點是多城市同步展開，發展勢頭較猛，且軌道交通更加多元化，如上海、大連、天津等多個城市已經構建了輕軌交通系統。截至2014年，中國大陸已經建成并通車運行的城市軌道交通線路合計超過1700km。根據規劃，到2020年，全國將有近50個大中城市擁有城市軌道交通，總里程超過7000km，更多的現代化大都市將不斷地加入到城市軌道建設中來。
1．2城市軌道交通供電系統簡介
供電系統是城市軌道交通的基礎，同時也是較為關鍵的環節，因此在軌道交通建設的前期要給予足夠的重視。隨著我國城市軌道交通建設的繁榮與發展，相關的設計水平與施工技術也得到了較快的發展，供電系統的設計方案與理論以及相關的處理軟件工具也更加科學合理，在軌道交通設計過程中起到了較好的促進作用。然而目前的許多方法大多只適合軌道交通供電系統的初始規劃設計以及方案設計過程中。通過對城市軌道交通工程建設前期準備的探索以及相關供電系統設計等內容的深入研究，并結合軌道交通供電系統的分析，對供電系統設計方法有了更多的了解與深入的歸納，從而構建了一套科學合理的設計方法，能夠較好地完成現今軌道交通供電系統設計的前期準備以及相關設計工作。
2城市軌道交通供電系統設計前的準備工作
2．1軌道交通供電系統設計的基本任務
軌道交通設計的前期，也就是軌道交通建議書編制以及工程可行性研究報告編制的過程中，最主要的目標是項目立項的實施可行性與必要性的研究。在軌道交通設計以及建設期間，供電系統的設計與實施是整個軌道交通建設的一部分，供電系統設計的最初目標是針對整體軌道交通的電負荷需求進行估計預算工作，然后結合具體技術方法以及經濟這兩個方面找到科學合理且切實可行的電源方案以及系統設計方案，使其作為供電系統設計的根本依據，并能夠將供電系統中的子項目工程預算大致推算出來。在軌道交通建設的前期階段，供電系統的設計方案可以大致分為以下幾種類型:一是外部電源與變電站的設計方案;二是中壓網站的電壓等級以及主線方案;三是牽引供電制式和牽引網的根本形式;四是全線降壓變電所以及牽引變電所的設置方案。從目前的軌道交通發展狀況來看，根據供電系統的不同環節進行分項評估和預算，在整個工程可行性研究階段，不需要將全部的工程量清單都列出來，主要任務是將變電工程、電纜工程以及牽引變電所工程相應的工程量清單列出即可。
2．2軌道交通供電系統涉及的前期設計條件
在城市軌道交通供電系統設計的初始階段，供電系統設計團隊需要收集和具備大量的資料與資源，例如交通線路資料以及城市車輛資料等，這些資料能夠更好地幫助供電系統設計工作的展開，為接下來的設計工作提供科學合理的依據。如果出現一些較為特殊的狀況，例如某些重要的專業資料不能夠獲取到，供電系統設計人員可以將與之相似的工程資料作為參照。在驗算過程中，參與這個環節的設計人員借助用電負荷以及電壓水平進行驗算。
2．3估算用電負荷
城市軌道交通用電負荷大致的構成內容包括車輛牽引負荷、系統負荷以及控制中心等。其中的列車牽引負荷在很大程度上與列車型號以及供電系統設計的承載運輸量有關。結合相關情況來看，商業通信、BAS、AFC以及信號綜合監控等方面均是對用電負荷造成一定影響的因素。從現有的城市軌道交通設計方案研究與設計經驗總結來看，軌道交通的兩個車站之間的距離大多在1～2km的范圍內，部分區域較大的郊區站與站之間的間隔可擴大到2～3km，從總體上來講，軌道交通對電力的要求較為平穩。
3城市軌道交通供電系統的設計方法研究
3．1供電系統中外部電源以及主變電所的設計
城市軌道交通的運行需要較為強大的電源作為支撐，在正常情況下用電負荷大多是一級負荷。一般運量較大的軌道交通所需的電功率以及與之對應的用電負荷需求很少被我們關注，因此大多沒有被劃分到城市用電的整體計劃中。現今供電系統所遇到的最大難題，便是怎樣借助技術經濟規劃好電源設計方案，然后從集中供電或者分散供電兩種方式中選擇一個較為科學合理的方式，或者將兩種方式相結合進行設計。城市軌道交通在進行主變電站設計的過程中，需要依據兩方面的內容:首先，要把城市軌道的中心點當作基點，再沿線路進行延伸，使得軌道交通線網電源資源能夠得到一定的共享。其次，是主變電站的供電范圍，每個主變電站之間的距離在大運量的線路要＜15km，中運量應該＜20km，小運量應該在25km以內。
3．2直流牽引供電系統的設計方法
在軌道交通供電系統設計中，設計人員要能夠對供電系統有全面的把握，如牽引供電制式設置方案以及牽引變電所設置方案等。根據GB50157—2013《地鐵設計規范》、GB/T3317—2006《電力機車通用技術條件》等的有關規定，直流牽引供電變電式分為DC750V以及DC1500V兩種，其中后者在經濟以及技術方面都占有較大的優勢。因此，在城市軌道交通建設中提倡選擇DC1500V供電制式。結合我國的現狀來看，直流牽引供電系統大致包括了牽引網供電以及走行軌回流方式，而牽引網又分為架空接觸網和接觸網兩種。地面和高架線路方面主要分為柔性架空接觸網和接觸網兩種。在設計時，應當根據行車專業所提供的最大運輸能力來確定牽引變電所的設置方案和整流機組容量。供電系統設計人員要能夠按照軌道交通所負擔的運輸量，來具體設計牽引變電所方案與整流機組容量。
3．3中壓網絡的設計
在進行城市軌道交通供電系統設計的過程中，對直流牽引供電系統電壓水平的計算，設計人員要能夠根據列車運行圖展開合理的運算，從而構建出等效線路模型，該環節需要專業間的配合才能更好地進行。在開始的分析過程中，設計人員要通過基礎的公式展開驗算工作，對牽引網的電壓水平以及鋼軌電位進行估測預算，以便于對接下來的設計進行判斷，并滿足相關規范要求。在最初的分析研究過程中，供電網系統設計要能夠充分地將中壓網絡的電壓等級以及主接線兩者進行劃分。
4結語
城市軌道交通對于城市的發展和建設有著重要的意義，也是推動社會進步發展，提高人們生活水平的重要內容。軌道交通供電系統作為城市軌道交通建設的關鍵環節，需要有完整的、系統的、科學合理且能夠滿足建設需求的供電系統設計方案作為支撐。因此，需要對城市軌道交通供電系統的設計方法給予更多的重視與研究，為優化城市的交通系統做好準備，以更好地推動城市軌道交通的建設與發展。
作者：吳凡 單位：廈門軌道交通集團有限公司
摘 要：對于城市軌道交通的供電系統，在前期階段的研究相當重要，本著設計和理論實踐相結合的原則，研究適用于城市軌道交通供電系統的設計方法，能夠滿足城市軌道交通的供電系統的運行，同時也是有利于日后城市軌道交通設計的科學設計理念。
關鍵詞：城市軌道交通；供電系統；中壓電壓
我國的經濟建設規模不斷擴大，帶動了城市軌道交通建設也獲得了快速的發展渠道。當前，各大城市都在部署或者已經開建各類城市軌道交通，特大城市的城市軌道交通已經進入了智能化網絡化的發展時代。因此做好供電系統的設計工作，是發展城市軌道交通建設的動力和源泉。供電系統為城市軌道交通提供了源源不斷的運營動力，電能是設備運行的唯一的能源，因此要保證城市軌道交通的安全運行，必須在服務水平、科學性和安全可靠性上下功夫，經過前期關于城市軌道交通的供電系統的研究，已經形成了適用于城市軌道交通供電系統的較為有效的設計理念和方法[1]。
1 城市軌道交通供電系統的設計任務
（1）現代項目管理理論中關于城市軌道交通的前期建設的程序設計、規劃運營等，包含了項目的城市軌道交通網絡規劃可行性研究，城市軌道交通供電網絡設計需要的資金支持以及籌措的方案等。具體的內容包括：對城市電網以及電源引入進行初步的調查，對供電系統方案進行初步的確定，對供電制式進行方案的初步設計，對車輛選型、供電牽引等進行去頂，估算供電系統的工程建設的投資，將分部分項的工程投資的估算精度加以控制。最終形成的供電系統的可行性研究報告中，關于供電系統的任務的描述是：確定城市軌道交通供電系統、外部電源、牽引供電方案、PSCADA等關系；電流腐蝕防護、接地計劃等。關于工程的，是施工范圍包含了電纜工程、變電所、牽引變電所、降壓變電所、接觸網等，關于供電系統的項目投資共算的誤差率不能超過10%[2]。
（2）供電系統的前期設計階段，根據供電系統設計的基本資料，對線路、行車、車輛等基本條件加以籌劃。例如控制中心、車站、區間等關于城市軌道交通的建筑物，以及動力照明負荷等的估算。
2 城市軌道交通供電系統用電負荷估算
（1）對壘車的車輛的牽引負荷以及系統的設計運輸能力進行估算，得到的牽引的負荷的年用電量的計算公式為：
G為單列機車的總重，N為日發車對數，T為年運行365天。L為機車運行里程。
不同的列車的運行線路包含了列車的牽引用電和輔助設備的用電，參考了既有線路運行的經驗，將數據進行測試和積累，得到了關于列車的牽引設備用電設備的取值[3]。
（2）對動力照明符合的年用電量的計算，關于車站的動力負荷和照明負荷的低壓電力的負荷，包含了通信、信號、監控等動力負荷數值，包括通風、排水、扶梯、AFC等。車站的公共其余的照明和附屬的用房的照明在設計上根據運營的高峰和非高峰的實踐，將燈具的數量進行了選擇，開啟后，辦公管理房建的照明基本全部進入工作狀態，設備房建中的照明沒有開啟。專業的電源以最大運行的狀態進入了運行的前期階段，達到了滿載，設備的啟動時間和運行錯開后，設備的工況模式進入了一個合理的系數狀態，能夠將全線的年需要用電量的合理系數進行估算，從而能夠將配電變壓器的容量加以選擇。
3 供電系統的方案設計
（1）經過對外部電源方案的規劃，根據城市軌道交通的特殊用戶的城網建設，估算出一條線路的用電范圍在10～40公里之內，需要的功率呈現了線狀的分布，采用外部電源方案進行了具體的工程的計算，得到了該城市軌道交通線網絡規劃的實際用電負荷，構成城市網中實際工程的電源方案，具體根據實際的工程情況進行集中供電和分散供電方式的選擇[4]。
（2）經過對外部電源的方案的技術選擇，采用集中或者分散的觀點方式，主要要對外部主變電所的電源進行規劃和設置，供電分區的劃分包含了前期供電系統的設計重點和難點，對后期的設計進行了基礎的開拓，這一項工作是與市規劃部門進行了充分的溝通和協調后，達到的共識。
（3）中壓電纜的網絡部署方案，是將主變電所和降壓變電所加以橫向和縱向的連接，形成全線的變電所的牽引和聯系，起到了電能的分配和傳輸的作用。電壓等級構成的形式和屬性包含了多種電壓等級，如10、20、33、35kV的電壓等級。技術經濟綜合比較的內容包括了系統的走向，線路的方案，站點的電力供應等。以此為來選擇適合的電壓等級。
（4）根據研究，牽引供電的制式、牽引網的設置方案等，根據地鐵設計規范中關于供電制式的設計標準，形成了集中軌道建設的方式和架空接觸網方式的應用。DV1500V電壓等級多用于架空接觸網上，如廣州、天津等城市軌道交通中常用到的施工技術。DC750V電壓等級較多用于接觸軌，在一些城市道交通建設中也較為常用。技術的進步已經達到了采用鋼鋁復合導電軌道技術的階段。
（5）牽引變電所的設置根據牽引網的等級、電壓損失而定，還要考慮雜散電流腐蝕的防護、線路的能耗、電纜的鋪設以及運營管理等方面，通過統籌設計，在故障和正常運行的模式下，按照城市軌道交通直流供電系統的牽引標準，要將牽引電壓損失考慮在最大電壓損失中，同時要將牽引變電所的設置的數量作為電壓損失值的關鍵因素加以考慮。
上述公式可以計算出單邊饋電時的最大瞬時電壓損失。經過對直流牽引供電系統的電壓水平的估算，得到了等效電路的模型的仿真計算，最大的電壓損失往往發生在機動車的啟動的瞬間，經過簡單的計算，可以將牽引網的電壓水平和鋼軌電位進行初步的計算，得到了變電所的設置方案是可行的。
4 結語
城市軌道交通項目的供電項目進行如前期研究后，對基本任務要進行理解和分析，結合以往的設計方案，設計出適用于當前城市軌道交通供電系統的設計思路和方法。經過實踐表明，這一方法能夠滿足供電系統的前期研究中的工程設計需要，而且具有簡單有效的特點[5]。
摘要：進入二十一世紀以來，隨著國家經濟的飛速發展和城市化進程的加快，城市軌道交通也進入大發展時期。軌道交通配電作為軌道交通的重要構成部分，起著非常重要的作用。
關鍵詞：電源；電力監控；動照
城市軌道交通作為城市公共交通系統的一個重要組成部分，目前有地鐵、輕軌、有軌電車以及懸浮列車等多種類型，號稱“城市交通的主動脈”。 它具有節能、省地、全天候、運量大、安全等特點，屬綠色環保交通體系，符合我國可持續發展的原則，特別適應于大中城市。
一、外部電源及主變電所
目前國內城市軌道交通的供電方式主要有兩種類型：集中供電方式和分散供電方式。
當采用分散供電方式時，各牽引變電所、降壓變電所分別由既有電網就近引兩路相互獨立的35kV或10kV電源供電，軌道交通不設主變電所。采用集中供電方式時，設主變電所，從電網引入的電源少、接入電源的電壓等級高、一般不涉及城鄉電網變電所改造、由城鄉電網引至城市軌道交通主變電所的電纜徑路數量少、電源可靠性高、電源工程實施方便、使軌道交通自成供電系統、由于受電電壓高，受城鄉電網其它用戶故障影響較少、運營管理方便，產生的高次諧波注入電網影響相對較少。
二、中壓供電網絡的構成及電壓等級
根據接線形式的不同，中壓網絡有兩種基本構成形式：一種是把全線的車站變電所劃分成幾個供電分區，每個分區通過最靠近主變電所（或電源開閉所）的車站從主變電所（或電源開閉所）引入兩路電源，分區內的各車站變電所以環網形式連接；另一種是把兩個相鄰車站的變電所為一組，兩個車站各從上級變電所取得一路主電源，從相鄰站得到另一路電源。
根據網絡功能的不同，為牽引變電所供電的中壓網絡可稱為牽引網絡；為降壓變電所供電的網絡可稱為動力照明網絡。
三、牽引網方式的選擇
我國目前城市軌道交通的牽引網受流方式分為兩種，一種是接觸軌受流，另一種是架空接觸網受流，接觸軌受流方式又分為DC750V與DC1500V兩種情況。
這兩種相比較接觸軌系統景觀效果好，系統維護管理方便，但投資較大，且適應行車速度較低，在遇緊急情況時，存在一定的人身安全隱患。架空接觸網系統技術成熟，投資小，適應行車速度較高，安全可靠性高。
四、牽引變電所分布方案
正線牽引變電所的數量、位置及容量，需根據線路平縱斷面資料、行車組織方案、車輛編組及負荷情況，通過牽引供電計算確定，牽引變電所之間采用雙邊供電，以提高供電質量和節省能源。
五、電力監控系統
電力監控系統是由設置在控制中心的主站監控系統、設置在各種變電所內的綜合自動化子系統以及聯系二者的傳輸通道及供電車間復示終端構成，系統采用計算機型監控裝置，結構形式為1：N點對點結構形式。
（1）主站――設在控制中心內的主站監控系統。（2）被控站――設在主變電所、牽引降壓混合所、牽引變電所、降壓變電所等內的綜合自動化系統。（3）傳輸通道――利用通信專業提供的數據傳輸通道。（4）供電車間復示終端――通過調度系統轉發信息監視全線供電系統設備的運行情況。
各線分設電力監控系統，對本線的主變電所、牽引降壓混合變電所、降壓變電所、牽引網等主要供電設施的運行狀態及雜散電流的相關參數進行實時監視、控制、數據采集及處理，在控制中心集中實現供電設備的自動化調度管理，以確保牽引供電系統和各線的電力變配電系統安全可靠和經濟運行。
六、接觸網系統
接觸網系統是向電動車組提供電能且無備用的供電設備，接觸網研究和設計的原則應滿足行車速度、提高技術經濟性能、實現運行安全可靠要求。
七、動力照明系統
1、降壓變電所
車站可根據用電負荷的分布，在負荷集中的一側設降壓變電所，并與牽引變電所合建為混合變電所。車輛段、控制中心根據用電負荷的分布，設置室內降壓變電所為用電負荷供電。
2、動力照明
（1）負荷等級劃分。1）一級負荷。通信、信號、應急照明、消防設備、事故風機、防災報警設備、計算機系統、重要排水泵、自動售檢票設備、疏散用自動扶梯及垂直電梯、自動報警系統設備等。2）二級負荷。站臺站廳公共區照明、附屬房間照明、普通風機、一般給排水泵、自動扶梯、電梯、排污泵等。3）三級負荷。空調機、電熱設備、廣告照明、清掃及維修機械、鍋爐設備等。
一級負荷應由雙電源雙回線路供電，在供電系統某些部分發生故障時也要保證對其供電。
二級負荷平時由變電所任意一段一、二級負荷母線供電。
三級負荷平時由一路電源供電，當只有一路電源時，應及時從電網中切除。
（2）動力照明配電及控制方式。1）動力設備配電及控制方式。動力設備主要采用放射式配電，部分容量較小、相對集中的二、三級負荷可采用樹干式供電。重要一級負荷如信號、通信、車站綜控室設備、變電所自用電、自動售檢票、消防泵等直接由降壓所采用雙電源供電至設備末端。
動力設備控制方式：消防設備采用就地控制、車站控制室控制、控制中心遠程控制三級控制方式；其它動力設備根據具體工藝流程的需要采用就地控制、車站控制室控制、自動控制等三種方式。2）照明設備配電及控制方式。車站照明按功能分為一般照明、應急照明(兼值班照明)、廣告照明、標示照明、設備管理用房照明、安全照明等，其配電方式采用放射式與樹干式相結合的方式。
應急照明及疏散誘導指示照明采用EPS集中供電，容量滿足90分鐘供電的需要；車站一般照明光源以日光燈為主，公共場所的燈具選擇應以建筑形式相配合；車輛段、停車場等室外場所采用彎燈及投光燈鐵塔照明。
照明控制方式：附屬房屋照明燈具采用就地控制方式；公共區一般照明采用智能照明控制系統控制；應急照明由防災自動報警控制。
（3）綜合接地系統。各車站均設置綜合接地網，以滿足牽引變供電設備、車站機電設備、通信信號等信息設備、給排水管及其它接地的要求，接地電阻一般情況下不大于1Ω。對于地上車站綜合接地網盡量利用建筑基礎內的自然接地體，若不能滿足設計要求時應敷設人工接地體。
為保證供電系統運行可靠，必須有一個合理的供電方案，使性能價格比合理，操作方便，建設標準適中，機電設備等大部分采用國內技術成熟的產品，有效地控制了投資，國民經濟效益顯著。
摘 要 SCADA是數據采集與監控系統，實現遠方電力運行設備的控制和監控，進而促進電力安全運行水平的提高。文章主要介紹了城市軌道交通供電系統的組成以及SCADA系統的功能。
關鍵詞 SCADA；軌道交通；數據采集與監控
電力監控系統SCADA也被稱作遠動監控行業數據采集系統，其作用主要是對遠方運行的電力設備進行監測與控制，從而保證電力運行的安全。SCADA系統主要有變電站綜合自動化系統、通信通道及調度站主站系統三個大的部分構成。
1系統組成及設計
SCADA系統的控制中心選為自動化系統，其中主要設備包括web服務器、系統服務器、以太網交換機、打印服務器、系統維護工作站、操作員工作站，以及網絡打印機和網絡連接附件等等。
1.1控制中心調度系統設計
對于城市軌道交通供電系統而言，調度系統與控制中心主要采取分層、分布式開放局域網結構。其中，中心調度系統主要包含的設備有：兩臺三層以太網交換機；打印機服務器、操作員工作站、系統服務器各兩套；web服務器、系統維護工作站各一套；四套網絡打印機及網絡連接的其他附件工程；在該控制中心調度系統中，還可以實現與其它設備系統連接的需要。
1.2變電自動化系統設計
隨著國電南自生產NDT650變電所綜合自動化系統在車站級監控系統中的應用，其結構為分層分布式。系統由站級管理層、間隔設備層以及網絡通信層三部分組成。
其中站級管理層是在綜控屏內設置的便攜式維護計算機、SCADA操作員站，以及冗余熱備的通信管理裝置。網絡通信層則是變電所內的通信接口和網絡，間隔單元的數據交換工作則由變電所內的站級管理和通信網絡層完成。間隔層設備包括供電一次設備中分散安裝的各類微機保護測控單元、硬節點輸出的現場設備、信息采集設備等。在變電所自動化系統中，通過間隔層設備完成了所內綜合自動化系統的接口，而且實現了控制接觸軌道隔離開關的功能。
在整個系統中，以遠動控制方式控制系統的正常運行；在檢修系統設備時，則通過變電所內的設備本體控制或者所內集中控制。將遠方/當地選擇開關設置在開關柜上。三級控制方式的使用，形成了相互閉鎖的作用，確保了安全的系統控制性能。
1.3車輛段供電檢修車間復示系統
在城市軌道交通供電系統中，對全線雜散電流以及觸網設備進行監測時采用復示系統，也能對全線的變電所設備進行有效的監視，從而將現場的事故信息及時的提供給供電維修人員，提高了事故的處理效率，也最大程度的縮短了斷電的時間，控制中心通過遠程通信，對維修調度作業實現了實時接送，及時的將第一手資料傳送至檢修人員。
1.4通信通道和設備
控制中心和主變電站、牽引降壓混合變電所、降壓變電所等站所之間的通信系統，以兩路100M光纖建立同心通道，提供RJ45物理通信結構。通過地鐵內部數字光纖網及路由器將控制中心與車輛段復示系統相連，從而實現了與監控中心系統之間的通信。
2 SDCDA系統功能設計
2.1通信功能
控制中心監控系統是由系統服務器完成實時數據的采集功能，通過以太網通道采集全線變電站綜合自動化系統將變電所內電氣涉筆信息予以采集。其中通信專業采取了主備工作方式，有兩個以太網通道。系統在正常運行的情況下，綜合自動化系統和中心監控系統之間的通信通過一個信道完成；如果信道出現故障，中心系統則會自動切換到備用信道，以此來保證通信功能。在通信過程中，通常以文本的形式將通信報文保存在系統內，監控系統四個大小固定的文件保存在計算機內，作為變電所綜合自動化系統通信報文的記錄，方便系統維護人員的使用。
2.2采樣數據的顯示和查詢
系統控制和維修人員可以在監控計算機上及時的查詢實時采樣數據，其中數據的顯示形式有兩種形式：表格顯示和圖形顯示。對于控制中心監測系統來說，通常將歷史數據存儲與系統服務器中，包含測量量、事件等數據信息的存儲。通過歷史曲線、事件預覽表、歷史報表的調出可以將先前存儲的歷史數據顯示。還可以設定報表顯示和曲線顯示的歷史數據存儲周期，從而方便用戶通過報表或畫面的形式將歷史存檔數據顯示。在數據庫中記錄了事件信息，歷史時間的查詢顯示可通過事件一覽表實現。
2.3控制操作
系統的控制功能采用了遠程控制、設備本體控制、變電所內集中控制三級控制方式。在系統運行的過程中，控制中心具有操作權限，由其完成監控功能，而站內的計算機控制功能則閉鎖，如果現場出現緊急情況時，變電所計算機會接收到控制中心下放的控制權限，此時控制功能有站內監視計算機完成，控制中心的控制權限失去，控制中心在下發和收回權限時，需經變電所監控值班人員確認方可進行。
2.4報警功能
在出現以下情況時，系統將啟動報警器進行報警：事故報警，廠站出現事故跳閘信息，形成事故后，此時系統會形成強烈的告警。變位報警，系統在正常變位時，窗口中的變位點會發生變色并閃爍，推出文字信息，根據需求啟動聲音報警。越限告警，對報警模擬量的上限和下限值進行設定，在越限狀態改變時，同時啟動告警，在窗口顯示相關的文字與數據。預告報警，在和接口設備通信時，如果通訊中斷，系統會發出告警信息，提示相關工作人員對故障進行處理。如果發生各種告警信息，數據庫會將各種信息進行明確分類，歸檔，并根據類型和時間采取分別檢索和處理。其中，調度員必須要對事故變位和操作變位進行確認更新，避免將變位狀態和事故狀態永久保留。
2.5其他功能
全線的權限管理一致性的實現通過系統的集中管理完成。任何位置的工作站登錄系統均有著相同操作過程，在操作時使用的用戶名、用戶類型以及密碼信息需要一致。
3 SCADA通訊
在上海地鐵八號線中，SCADA系統主站此采用了4臺SUN-V440服務器，交換機則是采用思科2950，在一期從站用的是研華工控一體機，型號為AWS-8259TP-XA，通信環網交換機用的是HIRSCHMAN--RS2-4R。在城市軌道系統中，變電站的地理位置分布較為廣泛，分散。為了確保控制中心系統與站點，以及各個站間的相互聯系，進行工作協調，則是采取了專用的綜合業務數字通信網完成不同類型信息的相互交換，如數據信息、語音和圖像信息等。將這些交換系統根據功能可劃分為數據通訊子系統、專用于列車運行調度的通信系統、閉路電視系統、廣播系統等等，此網絡系統屬于廣域網范疇，是由通信專業完成其建設維護。就目前而言，城市交通軌道中通信主干網主要有兩種形式：同步數字體系（SDH）和異步轉移模式（ATM）。其中SDH是以時分復用為基礎的傳輸技術，支持固定接入速率；采取了點對點的直線線路模式，可對線路進行1：1的保護。ATM技術則是以統計時分復用為基礎的傳輸技術，能夠靈活分配虛電路帶寬，有較強的擴展能力，對于圖像信息的傳輸中有著較大的優勢。通過SCADA系統設備連接主干網和數據信息子系統，最終實現軌道交通供電系統內的信息傳輸。
4 接口
只有通過通信專業通道，同時將信息發送至系統中，才能夠將整個系統功能完成。通信專業提供的接口形式為的信號至城市軌道交通供電系統服務器屏柜的接口設備，實現了系統控制的對時功能。通信專業提供的雙以太網完成了綜合自動化系統的通信。控制中心通信和城市軌道專用數字光纖網完成了復示系統接口。
5結論
SCADA系統在城市軌道交通供電系統中的應用，確保了軌道交通供電系統的穩定和安全，為城市軌道的正常運行提供了可靠的技術保障，為城市軌道交通運輸的安全、可靠發展奠定了基礎。
