徐 剑，刘孟恺
摘 要：随着城市化进程的不断发展，城市范围越来越大，在当前车辆技术得到极大提高的前提下，有必要研究在城市轨道交通中采用交流供电制式的新模式。本文在速度目标值、土建工程、车辆选型及线网衔接等方面，结合实际线路对交流25 kV供电制式在城市轨道交通中的应用进行分析，以选择最合理的供电制式。
关键词：轨道交通；交流制式；直流制式
城市轨道交通具有运量大、乘坐舒适、安全节能、污染轻、占地少等特点，发展城市轨道交通是缓解现代化大城市公共交通拥堵的最佳选择。
牵引供电系统是轨道交通的重要组成部分，由变电所、接触网、电力供电等部分构成，主要为轨道交通装备提供动力。牵引供电制式按向电力机车提供的电流性质分为交流制和直流制。供电制式的选择直接影响城市轨道交通的技术和建设标准。目前，我国干线铁路均采用单相工频25 kV交流制式，城市轨道交通则多数采用1 500 V直流制式，部分线路采用直流750 V三轨供电制式。随着城市化进程的不断推进，城市范围越来越大，城市轨道交通的车站站间距越来越长，线路速度目标值越来越高，其供电制式除了选用传统的直流供电外，还可考虑采用25 kV工频单相交流供电制式。
成都轨道交通18号线规划线路全长78.5 km，起于火车北站，沿人民北路、人民南路、天府大道向南，经骡马市、天府广场、省体馆、倪家桥、环球中心、世纪城、麓山至天府新区博览城片区，之后向东经兴隆、合江穿越龙泉山，经三岔湖片区，至天府国际机场，线路速度目标值为140 km/h。供电制式的合理选择是该工程项目面临的重要技术难题。本文将结合该线路，对25 kV交流供电制式在城市轨道交通中的应用进行分析。
二是经费保障，改善整合的硬件支撑。上级相关部门要保障对成校和文化礼堂的经费拨付，使得成校和文化礼堂可以放开手脚搞活动，文化礼堂在普遍设有“两堂五廊”的基础上，进一步改善培训场地和条件，完善适合成人教育培训和居民实际需要的设施设备。
合理的牵引供电制式是解决牵引供电系统供电能力的基础，可供选择的牵引供电制式为单相工频25 kV交流制或直流牵引供电制式。单相工频25 kV交流制一般适用于运量大、负荷重、速度高、运输距离长的干线电气化铁路，直流牵引供电制式适用于列车功率不大、供电半径较小、列车密度高且启动频繁的城市轨道交通。目前国内的城轨牵引供电系统供电电压等级多为750 V或1 500 V。单相工频25 kV交流制与直流1 500 V供电制式的比较见表1。
牵引供电制式的选择需结合项目工程特点进行具体方案的综合比选，重点在速度目标值、土建工程和车辆选型3大方面。
多年来我国城市市内轨道交通基本均采用直流制，如北京地铁、上海地铁、深圳地铁等。近年建设的市内及连接相邻城市的轨道交通逐步采用交流制，如温州市域S1、S2、S3线，台州S1、S2线，香港东西线等。从上述已建成和在建线路可发现，站间距大、长度较长的线路采用交流制式较多，站间距小、长度较短的线路采用直流制式较多。
成都轨道交通18号线为新机场快线，兼顾新机场专线功能和沿线通勤快线功能，速度目标值140 km/h。根据国内外运行经验，120 km/h速度目标值下的轨道交通，直流供电和交流供电均可满足供电能力需求，速度超过130 km/h的轨道交通，通常不采用直流制式。
国内外与本项目类似的典型线路的供电制式比较如表2所示。
表1 2种制式的比较
项目单相工频25 kV交流制直流1 500 V供电制 供电形式单边供电双边供电 变电所供电范围30～80 km2～4 km 牵引变电设施数量少，接线结构简单。数量多，接线结构复杂，投资较大。 牵引网结构在相同功率前提下，其电流比直流供电小，牵引网截面积小，结构简单。复杂，牵引电流大，牵引网截面积大。 设计速度目标值可适应较高的列车速度，国内目前设计最高运营速度可达350 km/h。采用接触轨或架空接触网，国内目前已运营最高速度不超过120 km/h。 供电安全性电压等级高，所要求的安全防护距离较大。电压等级低，所要求的安全防护距离较小。 对隧道净空的要求爬电距离大，对净空要求稍高。对净空要求小，采用相同的车辆，在盾构施工条件下，开挖直径小。 对电力系统的影响产生三相不平衡和少量谐波，对电能质量有一定影响。产生少量谐波，对电能质量影响较小。 防护处理需进行电磁防护，全线可通过增加架空回流线进行防护，处理相对简单。需进行杂散电流防护，全线需设监测系统，防护复杂。 运营费用变电设施少，运维人员少，电能损耗小。主变电所多，运维人员多，电能损耗大。
表2 国内外典型线路供电制式
项目香港LAR机场首都机场线香港东西铁路曼谷机场快线吉隆坡机场快线韩国机场高速线 速度目标值/(km·h-1)130110160160160120 线路长度/km3528东铁34 km，西铁30.5 km28.85761.7 供电制式直流1 500 V直流750 V交流25 kV交流25 kV交流25 kV交流25 kV 悬挂方式架空柔性接触网接触轨架空柔性接触网架空柔性接触网架空柔性接触网隧道内刚性接触网
评估采用何种供电制式，还需综合考虑是否会影响土建工程，造成土建投资增加过大。通常而言，直流地铁线路隧道断面较小，交流地铁线路隧道断面较大。由于本项目速度目标值达到140 km/h，根据空气动力学的研究成果，隧道内径达到7 500 mm，供电制式的选择不会对隧道断面大小产生根本性的影响。另外，交流供电比直流供电减少了车站内及区间的牵引变电所数量，相应减少了土建工程量，节约了工程投资。
种种数据表明，丰富课外体育活动不但能提高学生的身体素质，而且能提高学生学习效率，因此课外体育活动的顺利发展需要政府投入，学校关心、家长支持和学生重视。丰富多彩的课外体育活动像一盏指路灯，引导青少年一代大步向前，最终取得辉煌成果。
牵引供电系统为车辆提供电能，供电制式的选择还涉及到交直流电力车辆的研制和运营水平。目前，国内外采用的轨道交通车辆制式有直流制式普通轮轨系统、交流制式动车组等。这2种轨道交通车辆制式对比如表3所示。
表3 2种车辆制式的车辆系统参数
参数直流制式普通轮轨系统交流制式动车组 轮轨系统钢轮/钢轨钢轮/钢轨 轨距/mm1 4351 435 牵引力轮轨粘着力轮轨粘着力 供电制式DC 1 500 V、DC 750 VAC 25 kV 车辆定员/人100～310100～300 编组辆数3～105～14 列车定员/人300～3 1001 400～3 900 最高运行速度/(km·h-1)80～140120～300 运行噪声一般一般
采用直流1 500 V供电制式车辆与采用交流25 kV供电制式车辆相比，其在高速运行工况下，受电弓离线概率大，且电流较大，因而发生拉弧的几率和危害更大，所以车辆采用交流25 kV供电制式对于140 km/h速度要求有着更好的适应性和弓网运行稳定性。同时经评估，为达到线路规划速度目标值，单列车辆功率需求达7 200 kW，对牵引供电系统的供电能力要求较高；站间距较大时，若采用直流牵引供电方式，需在区间设置大量牵引变电所，中压网络与牵引网载流能力需求大，相关投资较大。交流制式供电能力强、供电半径较大、牵引网结构相对简单，投资较小，在土建工程和车辆选型不构成限制条件情况下，交流供电制式较直流供电具有明显优势。
城市轨道交通不同线路之间的衔接主要有乘客换乘和组织调度2种方式。组织调度衔接是通过行车组织调度实现列车的跨线运行，普通铁路即采用该方式。采用该方式跨线运行时，跨线运行线路的供电制式必须保持一致，如温州S1线中温州南站预留了与铁路互联互通的条件，采用交流25 kV供电制式。
在实际工程设计中，选择何种衔接方式需结合实际情况具体分析，不同衔接方式影响供电制式的选择。成都轨道交通18号线的线网衔接方式考虑乘客换乘和组织调度相结合，与既有1号线、7号线结合的换乘站，乘客可下车换乘其他直流制式地铁，同时考虑与17号线、19号线的互联互通以及南向连接简阳的市域铁路进行跨线运行的能力，采用交流25 kV供电制式是更有兼容性的选择。
文化是一个民族的血脉和灵魂，文化资源是一个国家文化产业发展的动力和源泉。非物质文化遗产作为一种特殊的文化资源，国家政府已颁布了以“保护为主、抢救第一，合理利用、传承发展”为指导方针的保护政策，但是要真正地把保护传承非物质文化遗产的政策方针付诸实际，还需要人们不断去思考、探索和实践。
城市轨道交通建设中，供电制式选择是其中非常重要的课题。根据经验及计算分析，当线路长度在50 km以下，时速120 km以下时，通常采用直流供电制式；当线路长度在100 km左右，时速在120～160 km时，速度越高，对车辆、土建的要求越高，采用交流供电制式更合理。
教师：首先，各小组选择一个感兴趣的问题，讨论准备怎样解决这个问题，并把选择的问题和解决思路记录下来。（课件指示学生填写“研究的问题”“解决问题的思路”）
在实际工程项目中，需要对具体地理条件、线网规划、速度目标值、衔接方式和总投资等因素进行综合分析，选择最适合的供电制式。
参考文献：
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部，国家质量监督检验检疫总局. GB 50157-2013地铁设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2013.
[2] 国家铁路局. TB 10009-2016铁路电力牵引供电设计规范[S]. 北京：中国铁道出版社，2016.
[3] 谭秀炳. 交流电气化铁道牵引供电系统[M]. 成都：西南交通大学出版社，2006.
[4] 喻文球. 温州市域铁路网系统制式研究[J]. 铁道工程学报，2014，31（3）：14-18.
[5] 王蛟，李小明. 市域轨道交通供电制式研究[J]. 电气化铁道，2017，28（6）：59-67.
Abstract: Along with the constant development of urbanization process, the city size is becoming bigger and bigger, with a precondition that the rolling stock technology has been developed dramatically, it is necessary to study a new mode of AC power supply adopted in urban mass transit. The paper analyzes the AC 25 kV power supply mode adopted in urban mass transit in terms of target speed value, civil works, rolling stock selection and connection between route and network, with connection to the actual railway line, so as for selecting a most rational power supply mode.
Key words: Urban mass transit; AC mode; DC mode
DOI：10.19587/j.cnki.1007-936x.2019.01.019
中图分类号：U231.8
文献标识码：B
文章编号：1007-936X(2019)01-0079-03
收稿日期：2018-09-08
作者简介：徐 剑.中国中铁二院工程集团有限责任公司，高级工程师；
刘孟恺.中国中铁二院工程集团有限责任公司，工程师。
2017年的有机肥配施处理中，与 CK相比，OF1、OF2处理中夏茶水浸出物含量显著提高，以OF2处理中水浸出物含量最高，春茶、秋茶中水浸出物含量略有升高；OF1、OF2处理中茶叶的茶多酚、氨基酸含量未达到显著差异，咖啡碱分别含量提高 0.06%~0.09%、0.01%~0.14%，酚氨比显著降低；OF3处理中，春茶的氨基酸和茶多酚含量显著降低，酚氨比升高。2018年各有机肥配施处理间的茶叶品质虽有差别，但无显著性差异。
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