城市軌道交通供電系統(tǒng)-項(xiàng)目一

項(xiàng)目導(dǎo)入

近年來，我國城市軌道交通建設(shè)快速、穩(wěn)定發(fā)展。截至2017年12月31日，中國大陸包括北京、上海、廣州等35座城市開通運(yùn)營軌道交通線路共171條，總里程高達(dá)5083.45km，車站3269座。城市軌道交通供電系統(tǒng)（以下簡稱供電系統(tǒng)）擔(dān)負(fù)著城市軌道交通運(yùn)行所需的一切電力供應(yīng)，通過電能的變換與傳輸，滿足城市軌道交通系統(tǒng)所有用電設(shè)備的用電需求，是城市軌道交通安全、可靠、便捷、舒適運(yùn)行的重要保證。項(xiàng)目目標(biāo)掌握供電系統(tǒng)的主要功能和基本要求了解供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)了解供電系統(tǒng)的主要設(shè)備掌握供電制式的概念及其選擇原則了解供電制式的主要特點(diǎn)掌握供電負(fù)荷的等級項(xiàng)目一城市軌道交通供電系統(tǒng)概述任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)二

認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)設(shè)計(jì)

城市軌道交通供電系統(tǒng)的設(shè)置需嚴(yán)格遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家相關(guān)規(guī)定。在學(xué)習(xí)供電系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)前，應(yīng)對供電系統(tǒng)的總體布置和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步了解。本任務(wù)通過介紹基礎(chǔ)知識(shí)，配合沙盤模型將所學(xué)知識(shí)加以應(yīng)用和鞏固，并結(jié)合在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中對所在城市軌道交通供電系統(tǒng)的調(diào)查，全局認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。知識(shí)儲(chǔ)備城市軌道交通供電系統(tǒng)主要由外部供電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明供電系統(tǒng)、電氣安全與防護(hù)系統(tǒng)及電力監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。供電系統(tǒng)的電源由發(fā)電廠經(jīng)國家電網(wǎng)提供，屬于高壓供電網(wǎng)絡(luò)。通常將發(fā)電廠至主變電所部分稱為外部供電系統(tǒng)，也稱作一次供電系統(tǒng)，而將主變電所至牽引變電所、降壓變電所部分稱為中壓供電網(wǎng)絡(luò)。城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成如圖1-1所示。一、供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖1-1城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

外部供電系統(tǒng)：包括外部電源和主變電所，一般從城市電網(wǎng)10kV，110kV，220kV系統(tǒng)接口接入。知識(shí)加油站我國規(guī)定的電網(wǎng)標(biāo)稱電壓有3kV，6kV，10kV，20kV，35kV，110kV，220kV，330kV，500kV，750kV，1000kV，其中3～220kV為高壓，330～750kV為超高壓，1000kV為特高壓。城市電網(wǎng)主要由10kV，110kV，220kV，500kV供電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

牽引供電系統(tǒng)：中壓網(wǎng)絡(luò)輸送的電能經(jīng)牽引變電所降壓、整流后，通過牽引網(wǎng)為機(jī)車提供直流電源的系統(tǒng)。在區(qū)段內(nèi)為機(jī)車供給牽引電能的變電所稱為牽引變電所；牽引網(wǎng)包括架空接觸網(wǎng)和接觸軌（也稱第三軌）等形式，主要由接觸網(wǎng)、饋電線、走行軌（又稱鋼軌）和回流線等部件構(gòu)成，機(jī)車通過受流器與接觸網(wǎng)的直接接觸來獲得電能，再通過走行軌和回流線將電能引回牽引變電所。架空接觸網(wǎng)、接觸軌分別如圖1-2和圖1-3所示。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

圖1-2架空接觸網(wǎng)

圖1-3接觸軌任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)讀一讀城市軌道交通供電系統(tǒng)是嫁接在城市電網(wǎng)上的一個(gè)相對獨(dú)立的子系統(tǒng)，主變電所將城市電網(wǎng)的高壓電轉(zhuǎn)換為城市軌道交通所需的中壓電，通過中壓電纜，在縱向上與下級牽引變電所、降壓變電所連接，并在橫向上將全線各牽引變電所、降壓變電所連接起來，便形成了中壓網(wǎng)絡(luò)。

動(dòng)力照明供電系統(tǒng)：中壓網(wǎng)絡(luò)輸送的電能經(jīng)降壓變電所降壓后，通過低壓配電系統(tǒng)為場站和區(qū)間各類照明設(shè)備，扶梯、風(fēng)機(jī)、水泵等動(dòng)力機(jī)械設(shè)備，以及通信、信號(hào)、自動(dòng)化等設(shè)備提供低壓電源。部分工程動(dòng)力照明供電與牽引供電共用一個(gè)中壓供電網(wǎng)絡(luò)，歸屬牽引供電系統(tǒng)，而低壓配電系統(tǒng)則與動(dòng)力照明供電系統(tǒng)相對獨(dú)立。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

電氣安全與防護(hù)系統(tǒng)：主要指電氣安全、雜散電流防護(hù)、防雷等系統(tǒng)。電力監(jiān)控系統(tǒng)：在控制中心通過調(diào)度端、通道、執(zhí)行端對整個(gè)城市軌道交通系統(tǒng)的主要設(shè)備進(jìn)行控制、監(jiān)視和測量。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)城市軌道交通供電系統(tǒng)從城市電網(wǎng)引入中高壓電源，并將引入的電源進(jìn)行變壓、整流或直接分配至各牽引變電所和降壓變電所，為機(jī)車和輔助設(shè)備提供電能，是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分。城市軌道交通供電系統(tǒng)示意圖如圖1-4所示。二、供電系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)圖1-4城市軌道交通供電系統(tǒng)示意圖1供電系統(tǒng)的概況圖1-4中的發(fā)電廠F1與F2，升壓變電所B1與B2，以及區(qū)域變電所B3與B4均屬于城市電網(wǎng)中的一次供電系統(tǒng)，由國家電力部門統(tǒng)一建造和管理。發(fā)電廠一般可分為火電廠、水電廠和核電廠等，發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能需先經(jīng)過升壓變壓器升壓至110kV，220kV甚至更高的電壓后，通過三相傳輸線輸送至主變電所B5與B6。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主變電所將接收到的高壓電降壓至35kV或10kV后，經(jīng)過三相傳輸線輸送至本區(qū)域內(nèi)的牽引變電所B7與B8及降壓變電所B9，通過牽引變電所或降壓變電所降壓至各供電負(fù)荷所需的電壓等級（1500V或380V等）。在地鐵供電系統(tǒng)中，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)立專門的高壓主變電所，以通過不同的電壓等級對牽引變電所和降壓變電所供電。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)注意我國各大城市的軌道交通供電系統(tǒng)中，主變電所的電源電壓以110kV電壓級為主，原有35kV電壓級已逐漸被取代，而63kV電壓級則為東北電網(wǎng)所特有。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)城市軌道交通供電系統(tǒng)主要具有以下功能。2供電系統(tǒng)的主要功能

（1）全方位的供電服務(wù)功能：供電系統(tǒng)應(yīng)能滿足城市軌道交通系統(tǒng)所有用電設(shè)備的用電需求。

（2）高效便捷的調(diào)度功能：供電系統(tǒng)應(yīng)能在控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、監(jiān)視和測量，并在運(yùn)行時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行方便快捷的調(diào)度操作。

（3）完善的控制、顯示和計(jì)算功能：供電系統(tǒng)應(yīng)具有完善的控制功能，并能明確顯示系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)，對電量的測量和電能的計(jì)算應(yīng)高效、準(zhǔn)確。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

（4）電磁兼容功能：供電系統(tǒng)中的各種電氣、電子設(shè)備應(yīng)做到良好的兼容。

（5）自我保護(hù)功能：供電系統(tǒng)應(yīng)具備完善的保護(hù)措施，在發(fā)生故障時(shí)可自動(dòng)切除故障設(shè)備、線路，以確保其他非故障部分的正常運(yùn)行，最大限度地縮小故障范圍。

（6）防止誤操作功能：對供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的操作都應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的連鎖條件，避免因誤操作引發(fā)供電系統(tǒng)故障。

（7）故障自救功能：供電系統(tǒng)應(yīng)具有備用應(yīng)急措施（接觸網(wǎng)除外），在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能夠保證城市軌道交通的正常運(yùn)行。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)城市軌道交通供電系統(tǒng)的設(shè)置與運(yùn)行應(yīng)滿足以下條件。3供電系統(tǒng)的基本要求(1)安全性供電系統(tǒng)應(yīng)具備完善的電氣安全防護(hù)措施，以確保各用電設(shè)備、線路及操作人員的安全，亦不能對周邊環(huán)境和過往行人帶來安全隱患。(2)可靠性供電系統(tǒng)應(yīng)具備穩(wěn)定可靠的對機(jī)車和各用電設(shè)備的持續(xù)供電的能力。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(3)經(jīng)濟(jì)性供電系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)綜合考慮城市軌道交通項(xiàng)目全生命周期各種因素，全面、科學(xué)地核算施工、運(yùn)營成本，確保經(jīng)濟(jì)實(shí)用。(4)適用性供電系統(tǒng)應(yīng)滿足城市軌道交通項(xiàng)目的建設(shè)目的和性能要求。(5)先進(jìn)性供電系統(tǒng)應(yīng)在設(shè)計(jì)理念、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、工藝處理、管理運(yùn)營等方面充分考慮社會(huì)發(fā)展形勢和科技發(fā)展趨勢，保證供電系統(tǒng)具備足夠的先進(jìn)性和升級改造潛力。任務(wù)實(shí)施任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)教師將學(xué)生按5～7人為一組進(jìn)行分組，通過城市軌道交通供電系統(tǒng)的沙盤模型（見圖1-5）或綜合實(shí)驗(yàn)室完成以下任務(wù)。圖1-5城市軌道交通供電系統(tǒng)沙盤模型任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)一、認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的主要設(shè)備在沙盤模型中分別找出以下設(shè)備。（1）主變電所或區(qū)域變電所。（2）牽引變電所或牽引降壓混合變電所。（3）降壓變電所。（4）接觸網(wǎng)。（5）電力控制室及相關(guān)控制設(shè)備。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)二、認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)觀察主變電所、牽引變電所、降壓變電所的分布和線路連接，并繪制線路連接示意圖。任務(wù)自測任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)查詢你所在城市的城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營情況，調(diào)查城市軌道交通系統(tǒng)的供電網(wǎng)絡(luò)和牽引方式，并回答以下問題。（1）城市人口分布和交通形式有什么特點(diǎn)，交通狀況是否良好？（2）城市軌道交通是否發(fā)生過系統(tǒng)故障？如發(fā)生過系統(tǒng)故障，故障的原因是什么？（3）主變電所、牽引變電所和降壓變電所是如何分布的？項(xiàng)目一城市軌道交通供電系統(tǒng)概述任務(wù)一

認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)二

認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷任務(wù)設(shè)計(jì)供電制式的選擇是供電方案設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，不同的供電制式?jīng)Q定了不同的系統(tǒng)設(shè)備和運(yùn)行方案，對項(xiàng)目施工安裝和后期運(yùn)營管理都會(huì)有影響，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合多種因素做出科學(xué)合理的選擇。本任務(wù)通過對供電制式的學(xué)習(xí)，結(jié)合對全國各大城市軌道交通系統(tǒng)供電制式的調(diào)查分析，全面掌握供電制式的選擇方法。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷知識(shí)儲(chǔ)備城市軌道交通供電系統(tǒng)通過牽引網(wǎng)向電力機(jī)車或電動(dòng)車組供電時(shí)所選用的電流制式、電壓等級和饋電方式統(tǒng)稱為供電系統(tǒng)的供電制式。一、供電制式的選擇1供電制式的概念

電流制式：分為直流和交流兩種制式。直流供電相對于交流供電在調(diào)速范圍、可控性、啟制動(dòng)平穩(wěn)性、成本和電壓質(zhì)量等方面均有優(yōu)勢。目前，無論是由直流牽引電動(dòng)機(jī)、交流牽引電動(dòng)機(jī)還是由線性電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)的機(jī)車（電動(dòng)車組），基本上都采用直流供電制式。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷

電壓等級：國際上城市軌道交通直流牽引供電有600V，700V，750V，900V，1000V，1500V等多種電壓等級，我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為750V，1500V兩種。

饋電方式：有架空接觸網(wǎng)和接觸軌兩種，架空接觸網(wǎng)適用于直流和交流制式，接觸軌僅適用于直流制式。在我國，供電系統(tǒng)的饋電方式結(jié)合不同的電壓等級，可組成直流1500V架空接觸網(wǎng)、直流1500V接觸軌、直流750V架空接觸網(wǎng)、直流750V接觸軌，共4種形式。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷供電制式的選擇應(yīng)遵循以下原則。2供電制式的選擇原則

（1）供電制式與客流量相適應(yīng)：在軌道交通項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)科學(xué)預(yù)測線路客流量的大小，據(jù)此選擇合適的機(jī)車類型和列車編組數(shù)量，而機(jī)車類型決定了供電系統(tǒng)的供電制式。知識(shí)加油站大運(yùn)量項(xiàng)目一般采用DC1500V架空接觸網(wǎng)饋電，而中運(yùn)量項(xiàng)目通常采用750V接觸軌或架空接觸網(wǎng)的形式。我國目前的接觸軌以750V供電制式為主，但有逐漸向DC1500V供電制式發(fā)展的趨勢。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷

（2）供電安全可靠：供電系統(tǒng)正常供電是城市軌道交通順利運(yùn)行的先決條件，一旦供電系統(tǒng)發(fā)生供電故障，將會(huì)造成列車停運(yùn)、線路癱瘓，容易引發(fā)城市交通混亂，嚴(yán)重影響市民出行。因此安全可靠是供電系統(tǒng)選擇供電制式最重要的條件。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷

（3）便于安裝、維護(hù)和事故搶修：不同的供電制式?jīng)Q定了供電系統(tǒng)不同的施工方式和維護(hù)、維修方式。因此，應(yīng)優(yōu)先選擇方便施工、維護(hù)的供電制式，在發(fā)生供電故障時(shí)應(yīng)便于搶修，保證交通線路能夠快速恢復(fù)運(yùn)營。

（4）牽引網(wǎng)使用壽命長、維修工作量小：以降低城市軌道交通的運(yùn)營成本。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷

（5）注重城市環(huán)境和景觀效果：城市軌道交通系統(tǒng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在設(shè)計(jì)、建造時(shí)應(yīng)盡可能地融合當(dāng)?shù)氐某鞘协h(huán)境，優(yōu)化城市景觀。近年來，處于對工程造價(jià)和運(yùn)營成本的綜合考量，各國的城市軌道有向地面線和高架線發(fā)展的趨勢，憑借城市環(huán)境保護(hù)和景觀效果方面的優(yōu)勢，接觸軌式饋電方式越來越多地被采用。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷二、供電制式的比較分析根據(jù)饋電方式不同，供電制式主要有架空接觸網(wǎng)供電制式和接觸軌供電制式兩種。部分國家城市軌道交通供電系統(tǒng)架空接觸網(wǎng)、接觸軌供電制式分別如表1-1和表1-2所示。在我國，北京、天津等城市采用DC750V的接觸軌饋電方式，上海、南京等城市采用DC1500V的架空接觸網(wǎng)饋電方式，廣州、武漢、長沙、無錫等城市則采用DC1500V的接觸軌饋電方式。隨著饋電技術(shù)的發(fā)展，DC1500V的接觸軌饋電已成為供電制式的發(fā)展趨勢，而從柔性接觸網(wǎng)發(fā)展而來的剛性接觸網(wǎng)也得到了實(shí)際應(yīng)用。表1-1部分國家城市軌道交通供電系統(tǒng)架空接觸網(wǎng)供電制式電流

制式電壓等級（V）國家電流

制式電壓等級（V）國家電流

制式電壓等級（V）國家DC250美國DC2400德國、法國50Hz6600德國500多數(shù)國家3500英國25Hz8k德國525瑞士16.7Hz5500德國10k新西蘭550英國DC6000俄羅斯16.7Hz11k瑞士900瑞士50Hz6000德國50Hz法國1000匈牙利6250英國16.7Hz12k法國1100阿根廷25Hz6300德國25Hz，

60Hz12.5k美國1200西班牙、古巴、德國6500澳大利亞50Hz，

60Hz20k德國、法國、日本1350意大利、

瑞士6600挪威50k南非、

美國、

加拿大任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷表1-2部分國家城市軌道交通供電系統(tǒng)接觸軌供電制式接觸方式電壓等級（V）國家接觸

方式電壓等級（V）國家接觸

方式電壓等級（V）國家走行軌50英國接觸軌上部440英國接觸軌下部850德國接觸軌

上部110550阿根廷接觸軌上部1000德國160660英國接觸軌側(cè)面1200新西蘭走行軌180德國接觸軌下部700美國1500法國接觸軌

上部200瑞士800德國摩根架250美國825英國

架空接觸網(wǎng)供電制式和接觸軌供電制式在各方面的對比分析如下。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷架空接觸網(wǎng)需懸掛于走行軌軌面上方，主要由承力索、滑觸線、饋電線、支架、絕緣子、支柱、電纜及下錨裝置等組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且零部件較多，在安裝施工時(shí)作業(yè)面較高，作業(yè)不便，安裝調(diào)整較為困難，在施工時(shí)需要使用專業(yè)的架線車和大型機(jī)具，施工安裝費(fèi)用較高。如圖1-6所示為接觸網(wǎng)架線車。1設(shè)備安裝施工便利性圖1-6接觸網(wǎng)架線車任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷接觸軌安裝在走行軌的外側(cè)，與走行軌并行，主要由導(dǎo)電接觸軌、絕緣子、支架、防護(hù)罩、電纜和隔離開關(guān)組成，結(jié)構(gòu)較為簡單且零部件少，安裝施工均為地面作業(yè)，施工機(jī)具較為簡單，施工相對便利，施工安裝費(fèi)用相對較低。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷以重慶地鐵為例，重慶地鐵1號(hào)線朝沙段工程全長約16.5km，全部為地下線，共設(shè)14座車站、1座停車場，采用以110/35kV兩級電壓集中供電。除去兩種供電制式的相同設(shè)備部分的投資（2座主變電所、車輛段的1座牽引降壓混合變電所和2座降壓變電所、電纜等），兩種制式的可比部分的設(shè)備造價(jià)如下。2設(shè)備造價(jià)任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷

DC1500V架空接觸網(wǎng)方案：重慶地鐵1號(hào)線工程采用的是剛性接觸網(wǎng)，在正線上設(shè)牽引降壓混合變電所6座，降壓變電所8座。按照牽引降壓混合變電所每座造價(jià)1100萬元、降壓變電所每座400萬元、剛性接觸網(wǎng)每公里185萬元計(jì)算，系統(tǒng)中可比部分的造價(jià)為15905萬元。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷

DC750V接觸軌方案：重慶地鐵1號(hào)線工程若采用接觸軌方案，在正線上需設(shè)牽引降壓混合變電所9座，降壓變電所5座，其單價(jià)均與接觸網(wǎng)方案相同，接觸軌按每公里116萬元計(jì)算，則系統(tǒng)中可比部分的造價(jià)為15728萬元。從以上分析可以看出，架空接觸網(wǎng)方案與接觸軌方案設(shè)備造價(jià)基本持平。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷軌道交通的土建費(fèi)用與工程地質(zhì)條件和施工方法有關(guān)，地下車站的明挖施工、區(qū)間隧道斷面的盾構(gòu)法施工等情況下，架空接觸網(wǎng)和接觸軌兩種制式的費(fèi)用均無差別。在區(qū)間隧道明挖施工時(shí)，由于兩種供電制式所需的凈空高度不同，其各自所需費(fèi)用也不相同。3土建費(fèi)用任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷我國地下鐵道限界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，DC1500V架空接觸網(wǎng)所需的隧道凈空高度為4.5m，而DC750V接觸軌所需的隧道凈空高度為4.2m，兩者相差0.3m。因此，采用接觸軌的區(qū)間隧道（雙線）施工每延米可節(jié)約鋼筋混凝土0.42m3，每公里可節(jié)約46萬余元。采用礦山法施工的直墻拱形隧道，兩種制式所需的隧道高度相差0.25m，采用接觸軌的隧道每公里開挖量將比采用架空接觸網(wǎng)減少2350m3，可節(jié)約成本約70萬元。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷以地鐵為例，地鐵每天需運(yùn)營18h，期間必須保證不間斷供電，因此，供電的可靠性是供電制式選擇的重要依據(jù)。架空接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且零部件較多，零部件發(fā)生故障引發(fā)滑觸線脫落等供電事故的隱患較大；架空接觸網(wǎng)依靠其導(dǎo)線張力來維持正常工作，經(jīng)長期磨損及電弧燒傷等因素影響，導(dǎo)線的截面變小，強(qiáng)度也隨之降低，容易發(fā)生滑觸線斷線事故，而一旦發(fā)生斷線事故，架空接觸網(wǎng)的凌空作業(yè)也為事故搶修帶來困難。4供電可靠性任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷接觸軌的零部件較少且堅(jiān)固耐用，不易發(fā)生斷線、刮碰受流器等事故隱患，北京、天津等城市的地鐵接觸軌使用30余年，從未發(fā)生過因接觸軌故障造成的列車停運(yùn)事故。由此看出，接觸軌的供電可靠性較高，且發(fā)生事故后搶修也較為便捷。任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷在列車功率相同的情況下，DC1500V架空接觸網(wǎng)與DC750V接觸軌的實(shí)際饋線電流之比約為1∶1.5，而兩者的線路電阻之比約為3∶1，因此，接觸軌的電能損耗要比接觸網(wǎng)略小。5牽引網(wǎng)能量損耗任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷

架空接觸網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)營過程中維修調(diào)整的工作量較大，通常需要組建專門的接觸網(wǎng)維修工區(qū)。一個(gè)維修工區(qū)定員需25人，配備專用的接觸網(wǎng)檢查車，承擔(dān)約10km左右的線路接觸網(wǎng)維修工作。而一條20km左右的地鐵則需要兩個(gè)維修工區(qū)，定員需50人左右。由此產(chǎn)生的維修車輛、機(jī)具、設(shè)備等費(fèi)用以及人員工資、福利等開支增加了系統(tǒng)運(yùn)營成本。接觸軌由于其結(jié)構(gòu)簡單且堅(jiān)固耐用，維護(hù)、管理相對簡單，不需要大型機(jī)具設(shè)備，在日常運(yùn)營中幾乎無需專人維護(hù)，因此，維修費(fèi)用較少。如采用接觸軌供電的北京地鐵系統(tǒng)并未設(shè)置專職的接觸軌維修人員，而是由線路維修人員兼任。6維修、管理費(fèi)用任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷接觸網(wǎng)在長期使用后，磨耗到限的滑觸導(dǎo)線必須及時(shí)更換。國產(chǎn)架空接觸網(wǎng)導(dǎo)線的使用壽命約為15年，進(jìn)口導(dǎo)線的使用壽命可達(dá)20年。接觸軌使用壽命則更長久，北京地鐵對低碳鋼接觸軌磨耗狀況的檢測顯示，經(jīng)過20多年的運(yùn)營，其磨耗量不足5%；而在倫敦，地鐵接觸軌的使用期限甚至已達(dá)100余年。因此，接觸軌在使用壽命方面擁有較大的優(yōu)勢。7使用壽命任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷DC1500V架空接觸網(wǎng)滑觸線懸掛于軌面上方4m高處，不會(huì)對過往人員帶來安全危害。而DC750V接觸軌則安裝在軌面走行軌一側(cè)，高度較低，在接觸軌帶電情況下人員進(jìn)出隧道容易引發(fā)觸電危險(xiǎn)，故接觸軌通常需要安裝絕緣防護(hù)罩，這也限制了其在部分多雨、積水多發(fā)地區(qū)的使用。8人身安全架空接觸網(wǎng)對城市景觀影響較大，部分城市為城市景觀效果考慮，已逐步采用接觸軌饋電。但接觸軌在運(yùn)營時(shí)受流靴與接觸軌摩擦?xí)a(chǎn)生較大的噪音，摩擦產(chǎn)生的金屬粉塵也會(huì)對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。9城市環(huán)境與景觀效果任務(wù)二認(rèn)識(shí)供電制式及供電負(fù)荷綜上所述，通過對兩種供電制式多方面的比較可以看出，架空接觸網(wǎng)供電方案的一次投資、維修管理、后期改造等相關(guān)費(fèi)用較高，但安全性較好，且DC1500V架空接觸網(wǎng)技術(shù)已十分成熟，相對于DC750V接觸軌而言，前者更適合客流量較大的線路；接觸軌供電方案在安裝施工與運(yùn)營維護(hù)成本、供電可靠性和使用壽命方面具有優(yōu)