【摘要】在现代有多种多样的代步工具，在长距离的移动时， 人们大多选择私家车，火车、高铁，更长一点的距离还有客运机， 而在较短的距离移动时，交通工具有私家车、汽车和地铁。本文 所要讲述的主题便是地铁，任何物理的运动都需要其他方面为其 提供动力，地铁的运行也是一样的道理，地铁的运动离不开变电 系统提供的动力，因此将在下文详细分析地铁变电系统是由哪几 部分构成和它们起到的作用，以及对于保护装置如何进行选择和 使用。 【关键词】地铁变电系统；变电系统的构成；保护装置； doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.34.2855

前言：随着国家的发展，我国的交通方式发生了很大的变化， 从只会用脚前进，后来又有了利用动物的速度制成的马车，到了 民国时期，由中西方的接触有了自行车，小轿车，甚至到后面有 了火车路线，最终有了火车。在现代，随着科技的发展，国与国 的交流，我国也有了飞机、高铁和地铁，并且速度越来越快。本 文就旨在探究地铁的变电系统的构成和它们的作用，根据火车所 需不同，保护装置也会有些微的差别，因为也会涉及到保护装置 的选用。 一、地铁变电系统的概述 地铁变电系统主要是由五部分构成的，分别是外部电源、动 力监控系统、牵引供电系统、主变电所和动力照明系统。在地铁 中，地铁变电系统就是地铁的动力所在，如果把地铁当作启动机， 那么地铁变电系统就相当于发电机，有了发电机，启动机才会运 行，如果没有发电机，启动机也只是一件工艺品，更甚者可以说 是一堆废铜烂铁，由此可知，变电系统对于地铁的运行是非常重 要的。因为变电系统的组成成分较多，所以每个城市的变电系统 因为各种因素都有些微差别，但是其组成成分和核心是一样的， 作用也是一样的，都是在为地铁提供运行的动力。国家所研发的 高速地铁是普通地铁速度的二倍还要多，其主要区别除了范围更 大的路线区域，更少的节点，其变电系统也有很大区别，因为高 速地铁的气压过大，会在气压的作用下获得直流电 1500 伏电压， 再通过受电弓获得高压后，高压通过各种电气器件转化成低压以 供使用，这和普通地铁的变电系统原理不太一样，但是组成部分 相差不大，主要部分还是那五种组成成分。不过由于在城市中站 点较多，而且高速地铁的劣势不适合用在城市地铁中，所以中国 常用地铁还是普通地铁，下面我们将以普通地铁的角度叙述变电 系统的组成部分和它们的作用。 二、地铁变电系统的主要组成成分 （一）外部电源 在地铁变电系统中，外部电源主要有三种供电方式，分别是 混合供电、分散式供电和集中式供电，而我国由于资源问题，常 选用第三种供电方式。混合供电，从字义上就可以理解是第二和 第三种的混合式，因此也就包括了分散式供电和集中式供电大部 分的优点和缺点。分散式供电适合于具有较多供电电站的城市， 而且由于分散式的供电，它的可利用率在三种供电方式之中是最 高的，因此比较节约资源，但是在郊区的地段，分散式供电并不 适用于地铁的变电系统的外部电源，因为在郊区人流量较少，平 民所需要用电量也不多，因此在郊区的供电电站并不常见，但是 地铁运行需要用电，而分散式供电主要是在地铁运行途中由地铁 道路附近的电站所提供的电量。集中式供电可以理解为在地铁的 出发点有较大的电量储存库，而地铁的用电就是从储存库中去电 量用以保证地铁的正常运行，一直到地铁终点站。这种模式比较 耗费资源，可利用率较低，但是它的优势也是显而易见的，利用 集中式供电不需要中途补给，而在中国，除了北上广等大城市以 外，供电电站并不密集，如果想要使用节约成本的分散式供电， 那么就需要大量兴建供电电站，但是兴建的供电电站除了供地铁 使用，并没有其他的用处，居民的用电量用传统的供电站就足以 了，这样比较就会发现，大量修建供电电站的行为并不理智。三 种供电方式各有各的利弊，可以根据国家和城市的不同模式，选 择相应的供电方式，做到最有力的挑选方案。比如中国因为人口 密集多和经济的比较适用集中式供电，而像北上广等城市的市中 心位置，人流量较大就可以采用分散式供电模式，既满足分散式 供电模式的需求，也节约了资源。而在市中心和郊区外围的地铁范围，可以采用混合式供电方式，在供电电站较多的范围内使用 分散式供电，而在郊区使用集中式供电，这样可以最大的利用分 散式和集中式的供电方式的优缺点，做到在满足出行的需求的同 时也节约了资源。 （二）电力监控系统 电力监控系统就像人们社会生活中的摄像头，不过摄像头关 注的是人的行为，而电力监控系统关注的是地铁中电气运行的部 件。电力监控系统是一种比较精密和实时的系统，在地铁运行的 每一刻都在严密监视主要的电气设备，如果电气设备出现错误就 会发出警报，保证地铁上人员的安全，如果电气设备没有故障， 电力监控系统起到了监测的作用，预防电气设备出现错误造成较 大的损失。其实这和摄像头是一个道理，摄像头监测到了某些错 误的行为可以向人发出预警，如果没有错误的行为，也可以起到 监视作用，在满足人类需要的安全感的同时，也在预防其他人发 生错误行为，一旦有人发生偷盗、劫持等损害利益的行为，就可 以为调查人员提供当时的视频，可以最大程度的为调查人员提供 线索，尽早破案。从这一个比喻中可以得知，电力监控系统的重 要性。毕竟摄像头中的人出现负能量的行为没有及时发现，还有 时间去慢慢调查，但是一旦电力监控系统监测的电气设备出现错 误没有及时发现，那么危害的就是地铁上所有人员的生命安全。 （三）牵引供电系统、主变电所 牵引供电系统是为地铁提供动力的中转站，而主变电所就是 可以把高压转化成低压以便有设备使用的场所，牵引供电系统和 主变电所作用很相似，牵引供电系统主要是要把电压和电流转变 为所需能量供地铁运行使用，而主变电所主要是集中式供电的分 流模式，把一开始较大的电流分流成较小的电压，比如说一开始 是 110kV 的高压电流分流成 35kV 的中压电流，甚至降压成为灯 光使用的 220V 的交流电。而它们最大的差别在于，牵引供电系 统是为地铁列车提供相应的电流，而主变电所是为其他所需电量 的器件提供电能。如果地铁是一个御膳房，那么牵引供电系统就 是为皇上以供膳食的主厨，主变场所就是为仆人准备的食物的厨 师，存在同一个地方，但是服务对象却不同。 （五）动力照明系统 地铁是在地下运行的交通工具，因此照明系统是必不可少 的，人们长时间处于黑暗的环境不仅会感到未知的恐惧还会出现 各种心理问题，把心理最阴暗的一面诱发出来，不利于国家的健 康发展，而且也不利于地铁的推广，所以在地铁内部必然是需要 光源的。在地铁变电系统中，动力照明系统所需的电流是最小的， 也是不可缺少的一部分，除此之外，也要有应急照明以防意外的 发生。 三、保护装置的选用原则分析 保护装置是对电力系统的故障进行检测和反映，是对供电系 统起到保护和检验的作用。因此，保护装置必须做到灵敏性、可 靠性、选择性、速动性。保护装置要一级一级的进行，做到最严 密的检查顺序，这样才可以做到万无一失，遇到错误情况可以立 即发生警告以便进行维修，速动性较好，可以在发生意外时，最 大限度控制列车以保护车上人员的人身安全。其次，选用保护装 置需要选择可靠、售后服务较好的品牌，因为保护装置的重要性， 因此每年都需要进行检查和维修，这样可以节约更多的人力物力。 束语：地铁出行比较经济实惠而且无污，已经是国内非 常普遍的出行方式，也是发达国家和发展中国家主要的交通工具 之一。地铁的开发和使用途中，安全是第一位，只有了解了地铁 内部的构成，才能更好的研究地铁出行的安全性和可靠性，这是 地铁工作人员的主要工作之一。二保护装置的选择涉及到车上所 有人员的人身安全问题，更是需要慎重之中。

参考文献： [1]朱秋桓.地铁变电系统的构成和保护装置的选用[J].技术 与市场，2017，18（008）：224-225. [2]葛永平.地铁变电系统的构成和保护装置的选用[J].大科 技，2018，000（018）：44-44，45. [3]许江怀.地铁变电系统的构成和保护装置的选用[J].工程 技术（文摘版），2016（6）：00294-00294.