地鐵上的電是怎麼來的?

2012年,杭州首條城市軌道交通——杭州地鐵1號線正式開通。


自此,杭州步入地鐵時代


地鐵上的電是怎麼來的?


時隔8年,一條條縱橫交錯的地鐵線連接起杭州這座城市,朝著世界一流的現代化國際大都市一路飛馳。


2020年4月23日,杭州地鐵5號線後通段和地鐵16號線同步開通,創下杭州地鐵同一天通車裡程最長的記錄。


地鐵上的電是怎麼來的?


與此同時,中國已經成為世界擁有地鐵城市線路最多、總里程數最長的國家。


當你坐上地鐵,穿梭在城市之中,是否想過地鐵和電有什麼關係?電力是如何牽動地鐵向前行駛的?如果停電,地鐵還能正常運行嗎?


地鐵時代,讓我們揭開地鐵和電的秘密。


地鐵是如何供電的?

通俗地講,如果沒有電,地鐵就無法正常運行,甚至連簡單的開啟屏蔽門指令都無法完成。因為我們所乘坐的地鐵依靠電力驅動,是不折不扣的“電動”列車呢。


那麼,電是如何實現地鐵正常運行的呢?


這就要從大電網開始說起。地鐵使用的電來源於大電網,以剛開通的杭州地鐵5號線姑娘橋站為例,它所使用的電源自蕭山電網220千伏榮莊變電站。不過,這些電不能直接拿來使用,它們需要經過不斷的降壓和整流,才能讓地鐵跑起來。降壓整流的最終目的,是讓地鐵獲得驅動所需的1500伏直流電。


整個過程,簡單說來是這樣的:

杭州地鐵5號線全線由110千伏鐵建益變等三座地鐵專屬的110千伏變電站分段供電。以蕭山境內段為例,220千伏榮莊變電站通過兩條獨立的110千伏電纜,將電輸送到地鐵專用的110千伏鐵建益變電站。


經過鐵建益變降壓後,其所輸出的35千伏電源會通過環網電纜,最終抵達各個地鐵站點。


地鐵上的電是怎麼來的?


為了讓電源符合地鐵所需,這些35千伏的電力需要經各個站點的牽引降壓混合變電站以及降壓變電站的“加工”,通過配電變壓器和整流機組,最終輸出為0.4千伏用於動力照明的交流電和1500伏用於架空接觸網供電的直流電。而架空接觸網,就是讓地鐵跑起來的終極武器了!


地鐵上的電是怎麼來的?


有了電之後,整個地鐵系統就有效運行起來。大到地鐵動力,小到地鐵站內照明、屏蔽門,都被成功激活。


如果停電,地鐵還能運行嗎?

既然以電為動力,如果遇上停電,地鐵還能正常運行嗎?


答案很明顯,不能。

2007年10月23日,日本東京地鐵都營大江戶線發生停電事故,由於事故發生在早高峰時間,造成72班次地鐵列車行駛、9.3萬人行程受到影響。

2014年8月19日12點15分左右,首爾地鐵1號線開往逍遙山方向的Korail電動列車進入清涼站時發生停電事故被迫停車,導致電動列車在40分鐘時間內全面停止運行。

2018年7月31日晚,巴黎地鐵在地鐵1號線因停電造成多輛無人駕駛列車停運,3000多名乘客被疏散。

……


地鐵突發大面積停電,不僅會影響人們的正常出行,如果疏散不及時,還會發生踩踏等次生事故。


因此,保障地鐵供電安全可靠尤為重要。


地鐵上的電是怎麼來的?


城市大電網夠堅強,地鐵電網才有足夠的底氣。


近年來,隨著電網網架日趨完善,加上各類新技術、新設備的投入應用,極大提升了供電可靠性,讓停電變得越來越少。2016年,整個杭州市區供電可靠性已達到99.9993%。


220千伏榮莊變是杭州首個全戶內採用GIS設備的220千伏變電站,並由全電纜輸送電力。相比傳統變電站,其輸電能力更強,設備運行可靠性更高,故障處理更智能。


220千伏榮莊變到110千伏鐵建益變,採用了兩路電纜同時供電的雙重配置,確保了當任何一路電纜發生故障停電時,另外一路電纜也能保證地鐵的正常供電。


除此之外,在榮莊變,國網杭州市蕭山區供電公司工作人員24小時值班,做到全天候的電力保障,以實時應對可能發生的供電故障。還有智能巡檢機器人,不間斷對設備進行巡檢,以“人機模式”,確保供電萬無一失。


地鐵上的電是怎麼來的?


大電網供電靠得住,地鐵電網系統就擁有足夠堅強的內核。


這種“備份”式保障還體現在地鐵的各個主變電站、牽引降壓混合變電站及降壓變電站。杭州地鐵的供電模式與大電網看齊,採用互為備用的雙路供電,以確保發生意外時,備用系統可以隨時為地鐵動力提供保障。


地鐵上的電是怎麼來的?


除此之外,地鐵站內還設有UPS不間斷電源和EPS電源


作為國際上公認的保護重要負載設備,UPS不間斷電源採用在線工作的方式,給重要的負載提供安全可靠的電力保護。


而EPS消防應急電源,也會在突然停電時自動切換,由蓄電池經過逆變器向負載供電,為人們提供應急電源。


為了確保地鐵的安全運行,供電公司還會和軌道交通部門共同制定地鐵保供電方案,開展專項保電行動,保障市民順利出行。


有了堅強的電網和堅實系統的保駕護航,一些潛在的隱患被提前扼殺,乘坐地鐵出行的日子,也變得更加舒心放心。


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| 供稿 |

杭州公司(蔡敏燕 李俊 白東亞)

杭州地鐵(葉宏)

張正華 鄧通

| 校對 |

項丹


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