宋春龍

北京地鐵運營有限公司，中國·北京 100082

1 引言

在社會經(jīng)濟以及人民物質(zhì)生活水平飛速發(fā)展的時代背景下，人們對于日常出行的便捷性和速度也提出了更加嚴格的要求。這也使得軌道交通的發(fā)展呈現(xiàn)出了突飛猛進的趨勢。城市軌道交通，的車輛運行以及車站基礎設備功能的發(fā)揮，都需要以電力能源作為動力來源，因此，電力系統(tǒng)的供應穩(wěn)定性在軌道交通事業(yè)的發(fā)展過程中占據(jù)著至關重要的地位。電力供應系統(tǒng)的安全性和可靠性直接關系到了軌道交通的運行速度以及運行流暢性。除此之外，由于中國地鐵車站大多數(shù)修建在地下空間中，因此，一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)異常問題地鐵車站就可能會出現(xiàn)大面積停電事件，而車站毫無預備的瞬間陷入黑暗中，也可能會帶來無法想象的安全問題，因此，軌道交通的順利運行必須以完善且穩(wěn)定的供電應急處理體系為基礎，確保應急處理體系能夠快速應對突發(fā)性停電事故帶來的安全問題。

2 城市軌道交通中電力供應系統(tǒng)的構成

在中國城市軌道交通的建設過程中，供電系統(tǒng)中的電力來源就是城市電網(wǎng)，大多數(shù)都是由城市電網(wǎng)向軌道交通的供電系統(tǒng)中直接輸送電力能源，再通過軌道交通的供電系統(tǒng)對電能進行切換和轉化，最終將切換和轉化過后的電能輸送到軌道交通的各支線用電設備中，從而滿足軌道交通列車運行以及車站設備運行的實際需求[1]。中國城市軌道交通的電力供應系統(tǒng)主要是由主變電所、外部電源設備、電力運行監(jiān)控系統(tǒng)、車輛動力供電系統(tǒng)、車輛照明供電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)這幾個部分構成的。其中，列車運行的動力供電系統(tǒng)和照明供電系統(tǒng)主要是由電力供應系統(tǒng)中的動力照明配電和降壓變電所這兩個電力機構而提供的，而為軌道車輛提供牽引力的供電系統(tǒng)的電力主要是由牽引網(wǎng)絡、建議系統(tǒng)變電所提供的。在通常情況下，軌道交通的供電系統(tǒng)都會采用集中供電的方式，集中供電方式就是通過主變電所向各軌道支線網(wǎng)絡進行供電，從而確保各支線用電設備的正常運轉。其中，每一個主變電所都具備兩條獨立存在的電源進線，與此同時，每一個主變電所為了避免緊急停電等其他突發(fā)性事故問題，還應該建立相應的備用資源變電所，并且備用資源變電所的數(shù)量必須超過一個以上，這樣才能夠確保主變電所出現(xiàn)故障問題時發(fā)揮備用電路功能，實現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)對電力能源的資源共享[2]。

軌道交通建設網(wǎng)絡系統(tǒng)以及電路與系統(tǒng)是城市發(fā)展過程中重要的電力負荷來源之一，按照城市規(guī)劃，軌道交通系統(tǒng)的電力系統(tǒng)為一級負荷，其采用的供電電源必須同時具備兩條支線，這樣就能夠在一條線路由于故障而引發(fā)中斷供電問題時，另一條電路能夠快速為整個軌道交通系統(tǒng)設備提供電力能源，從而滿足軌道交通設備正常運轉對于電力的需求[3]。而根據(jù)城市規(guī)劃牽引供電系統(tǒng)所采用的用電負荷同樣為一級負荷，而軌道交通電力系統(tǒng)中的動力照明系統(tǒng)，則需要根據(jù)照明和列車運行，對于動力用電的實際情況分為一級負荷、二級負荷和三級負荷三種類型。對于軌道交通的外部電源供電系統(tǒng)，也不應該僅僅局限于某一條供電線路，而是應該根據(jù)城市電網(wǎng)，以及城市對于網(wǎng)線的規(guī)劃狀況進行多條線路規(guī)劃設計，可以根據(jù)城市規(guī)劃的實際狀況，靈活地運用分散供電、集中供電或混合供電等多種形式，確保軌道交通電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性[4]。

3 軌道交通電力故障問題

3.1 某地鐵線路供電系統(tǒng)的設備運行現(xiàn)狀

我們以北京市某地鐵線路的電力供應系統(tǒng)為例，該地區(qū)地鐵線路的電力供應系統(tǒng)為集中供電系統(tǒng)主要為10kV變配電系統(tǒng)、動力照明供電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、雜散電流系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)構成。其中，供電系統(tǒng)的電力來源主要由牽引降壓變電所、城市主變電所、降壓變電所、接觸網(wǎng)、跟隨變電所、電力監(jiān)控機構這幾個方面。在該軌道交通工程中，線路總長達到了41km，權限設置了28個電站變電所，其中還有一個停車場變電所和一個車輛段變電所，這些系統(tǒng)共重構成了環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡，采用雙路電源供電的方式為城市軌道的運行提供電力能源[5]。

3.2 電力故障分類

如果城市軌道交通運行過程中出現(xiàn)了軌道交通大面積停電事故，可以按照事故的嚴重程度，將停電事故分為三個等級。一級停電事故主要是指軌道交通運行過程中所有的主變電所都出現(xiàn)了停電和斷電現(xiàn)象。在這種情況下，該軌道交通線路的兩路交流電源都會停止供電，列車將會被迫停運，無法運行。二級停電事故主要是指一個或一個以上的主變電所發(fā)生了停電事故，但是仍然存在其他部分主變電所還能夠正常運行。由此可能會造成軌道車輛運輸車站的交流供電全部中斷，這時，軌道交通車輛在運行過程中的正線接觸軌就處于超大單邊或超大雙邊供電狀態(tài)，正處于行駛過程中的列車還能夠平穩(wěn)地運行到下一站。三級停電事故主要是指軌道交通的部分車輛段或車站區(qū)域發(fā)生了交流電供電中斷問題，當發(fā)生三級停電事故時，軌道交通列車還能夠正常行駛五分鐘左右[6]。

4 軌道交通供電系統(tǒng)應急處理措施

4.1 一級停電事件的應急處理措施

在發(fā)生一級停電事故之后，地鐵，交通，供電系統(tǒng)的管理人員首先應該與當?shù)氐墓╇娋秩〉寐?lián)系，并且及時詢問停電的原因以及停電時間段。詢問結束之后，還應該將主變電所的變壓器開關、中壓饋線開關斷開，立即安排專門的管理人員值守。同時，還應該及時掌握軌道交通車輛當前電池的運行狀況，如果主變電所的停電時間超過了30min以上，軌道交通電力系統(tǒng)就應該退出蓄電池設備，并且提前做好恢復供電的準備工作[7]。

4.2 二級停電事件的應急處理措施

當發(fā)生二級停電事故之后，管理人員應該提前與供電局進行溝通，在了解停電時間段以及停電原因之后，應該判斷停電故障范圍是否會持續(xù)擴大。同時，將停電主變電所所有的變壓器開關、接地變開關、中壓饋線開關全部斷開。如果主變電所出現(xiàn)的是兩路或一路停電問題，那么，存在于故障主變電所區(qū)域位置的列車將全部退出運行。還應該將主變電所的供電方式切換到鄰近主變電所，保障您進主變電所能夠提供支援。除此之外，變電所還要安排管理人員進行值守，如果列車在運行過程中主變電所恢復供電，就需要在該次列車運行完成之后再切換到正常的供電方式[8]。

4.3 三級停電事故的應急處理措施

在發(fā)生三級停電事故之后，需要維修組織人員根據(jù)停電事故區(qū)域的實際狀況立即進行搶修組織工作，同時，還應該判斷停電時間的長短。如果該次停電事故的時間超過了30min，那么，軌道交通的運行就應該退出故障，主變電所所在的蓄電池設備，解決設備故障問題之后，當設備恢復正常運轉時，管理人員則應該立即將軌道交通的運行方式切換到正常供電方式。

5 軌道交通供電應急處理中的重點注意事項

如果發(fā)生大面積停電事故時，為了確保能夠快速地恢復列車以及車站的正常供電需求，供電部門以及交通管理部門應該制定關于大面積停電事故的緊急處理預案，在預案設置中，需要注意以下幾點。首先，應該制定相對完善的停電緊急預案處理措施。

首先，在停電事故發(fā)生之后，應該明確供電管理人員和電力調(diào)度管理人員自身的職責。在日常工作中，還應該注重定期進行停電應急預備演練工作，從而有效地提升地鐵供電系統(tǒng)管理人員應對停電事故的處理能力。與此同時，還應該注重加強軌道交通供電部門不同變電專業(yè)之間的協(xié)作，確保在發(fā)生大面積停電事故時，能夠首先穩(wěn)定車站、列車內(nèi)乘客的情緒，如果停電時間較長，還應該對車站和列車內(nèi)的乘客及時疏導。通過加強日常停電應急演練，還能夠從演練過程中發(fā)現(xiàn)應急預案存在的不足之處，從而有針對性地對應急預案存在的漏洞進行完善，提升停電應急預案的應用有效性。

其次，軌道交通部門還應該與城市供電部門之間加強溝通與合作，定期交流雙方對停電事故應急預案的處理方案，并且需要對軌道交通的供電安全進行評估，還應該組織兩個部門進行聯(lián)合停電應急演練，尤其是在已經(jīng)發(fā)生停電事故時，軌道交通部門還應該快速與城市供電部門取得聯(lián)系，在了解準確的停電和供電信息之后，才能夠采取有針對性的應急措施。

最后，還應該重視日常工作中對于電力供應系統(tǒng)的測試工作，尤其是要加強對于電力線路的定期保養(yǎng)和維護，保障軌道交通電力線路供電的可靠性。

6 結語

綜上所述，供電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性關系到了城市軌道交通的運行安全性，如果出現(xiàn)大面積停電事故，是相關管理工作人員應該快速判斷停電事故等級，并且采取有針對性的應急處理措施，在盡快恢復線路以及主變電所的車站供電功能后，確保軌道交通的正常運轉。