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摘要：文章主要对轨道供电系统节能的方式进行了简单的论述，分析了供电系统的节能设计内容，确定了主变电所设置容量、中压网络电压等级与接线形式、牵引、降压变电所的设置与容量，分析了无功补偿与防止过补偿、电缆敷设以及动力照明系统等内容，对节能系统的设备进行了分析，探究了列车再生制动能量系统的设置，希望可以为轨道交通供电系统的节能路径的设计提供参考。
关键词：轨道交通；供电系统节能系统；列车再生制动能量系统；
本设计中主要对轨道交通供电系统节能进行了简单的分析，探究了供电系统、设备选择以及列车再生制动能量系统的设置的节能的实现路径，其具体设计思路如下：
1供电系统的节能设计总体思路
1.1确定主变电所容量
主变电所是轨道交通线路的主要能源供应系统，承担轨道用电负荷。主变电所设置主要包括了布点、数量、位置等因素，要合理设置，临近交汇点，可以将两条轨道线路共用一个主变电所，进而实现资源共享，达到减少设备损耗、节能的既定效果。
在本次设计中，主变电所110K主要应用内桥接线作为主要接线方式，在进行故障、检修以及投切过程中对于外部中压网会产生较小的影响，更为便于维修，可以提升轨道的安全性与可靠性。
轨道交通在正常运行中，通过专线共给变电所的两台主变，将T作为热备用。在非正常运行之下，如其中一座主变电所解列，可以通过倒闸操作，进行转变处理，实现区域范围的动力照明。
1.2中压网络电压等级与接线
基于用电负荷以及供电的具体距离，确定中压网络的电压等级。现阶段主要应用的有放射式、环网式接线两种形式。在本次设计中，为了降低损耗，提升经济性，主要应用环网式中压网络接线方式。
1.3牵引、降压变电所设置与容量
牵引变电所主要就是利用直流快速断路器进行上下行的接触网供电，为列车的安全稳定运行奠定基础。。在本次设计中，将牵引变电所设置在双牵引整流机组，实现双边供电，保障整流机组的负载平衡性，降低抗阻电压的不平衡度。综合各种要求，将两台整流机组并联运行，在一台牵引机停止运行的时候，通过单机组双边供电方式运行，可以降低用电损耗。牵引变压器负载率在93%左右，可以实现功效了运行。通过抑制谐波技术进行节能，整流机组两台并联，产生24脉波蒸馏，避免谐波，减轻三相不平衡度。
1.4无功补偿与防止过补偿
在供电系统中要分析低压无功补偿，动力照明配电系统中存在的感性负载无功容量相对较大，无功损耗也相对较大，为了降低无功损耗，实现节能的效果，在本次设计中，应用无功补偿措施进行处理，将无功损耗控制在允许的范围中，综合主变电所设置的电能质量有源滤波系统，解决了电源引入端变电所中无功电容过补等问题，也具有一定的谐波治理、电压补偿的作用，可以实现无功补偿的效果。
1.5电缆敷设
在本次设计中，应用迂回敷设减少电缆敷设的线路损耗问题。
1.6动力照明系统
在轨道交通供电系统中，动力照明系统是用电设备消耗电能的终端用户。不同的用电设备功率损耗与负载的性质均受到运行方式的影响，对此合理控制功率损耗可以实现节能的效果。在轨道交通供电系统中，动力照明系统是用电设备消耗电能的终端用户。不同的用电设备功率损耗与负载的性质均受到运行方式的影响，对此合理控制功率损耗可以实现节能的效果。
在本次设计中为了达到节能设计，主要通过节能措施，做到三相负荷平衡，降低照明配电系统中的整体负荷容量，基于功能分区以及应用要求之间的差异，利用集中控制、基于功能分散控制以及自动控制结合的方式进行处理，基于需求开启、关闭设备，进而节约资源。在站厅、站台中的照明设备。通过多路交叉供电系统，通过奇偶数的方式合理设置照明灯回路，而在用电低峰期可以打开部分照明灯，进而实现节能的目的。
在本次设计中应用了电阻制动，利用在电机两端的电阻器链接实现操作。电机生成制动电流，通过电阻器进行耗散。此种制动模式产生的能量可以在一些温度较低的环境中转换为热能，为车辆的供暖系统提供能源，而在多数的时候热量就会消散在周边环境中，这样就会造成隧道环境过热的问题，在配合应用再生制动系统，通过此系统可以提升能源的利用效率。再生制动生产系统的电能可以反馈到架空线路之上，其他列车就可以应用这些能源，而再生制动系统的应用可以提升列车系统的工作效率，但是再生制动系统产生的电流会导致电压出现上升问题，诱发供电质量问题。此系统的应用效果受到系统接受能力的影响。如果在线路上没有其他的车辆运行，就无法应用再生能量，这些能量就必须通过制动电阻进行耗散。二者合理配合，可以提升能源利用率，实现节能的效果。
1.7节能型变压器
应用S9、SL7、S7系列第三代节能变压器，降低负载损耗率28%左右，空载率为40%。非晶和金铁芯电力变压器与同容量的S9相等。在本次设计中应用第四代变压器，达到降低配电损耗，缓解远期、初期负荷差问题。
2.列车再生制动能量系统的应用与选择
在本设计中主要应用的列车再生制动能量系统节约设计如下：
2.1列车再生制动能量系统设备应用
为了解决再生制动的问题，可以通过能量存储的方式进行处理，通过能量存储装置对一些可再生的能量进行存储，进而有效的降低能量无法及时处理而产生的电压骤升的问题，通过在车辆上存储可以补充车辆在运行、加速过程中的能源，可以降低架空线路产生中的加速电流，可以合理控制电压骤降的幅度。现阶段主要应用的能量吸收装置主要可以分为电阻耗能、电容储能、飞轮储能、逆变回馈型以及双向IGBT变流器几种类型，其具体如下：
2.2.1电阻耗能型
电阻耗能型再生制动能量设备主要就是在多相IGBT斩波器以及吸收电阻的组合之下形成的一种恒压吸收方式，基于再生制动直流母线电压产生的变化，进行调整分析，将直流电压恒定设置在特定的数值范围中，将能量在吸收电阻上消耗。其具体控制简单的优势，但是再生能源在吸收电阻上没有合理应用，电阻散热会造成周边环境温度升高等问题，而如果此装置在设置在地下变电所的时候，就要单独放置电阻，通过通风动力装置进行散热，这样就会造成二次的能源消耗问题。
2.2.2电容储能型
电容储能型再生制动能量吸收设备就是利用IGBT逆变器把在轨道上的列车再生的制动能量吸收在大容量的电容器组之中，在供电区间中列车需要启动以及加速的时候，通过装置可以利用存储的电能资源，此种方式可以提升资源的利用效果，具有显著的节能效果，可以直接的应用在牵引网以及变电所的正负母线之间，可以实现直流系统的转换，也不会对系统造成不良影响。此种装置设备为电容储能装置，在设备的维护以及元器件的更换处理中较为便捷，但是此种设备价格相对较高，存储的容量不大，无法完全吸收再生的资源，会造成部分的能量浪费问题。
2.2.3飞轮储能型
飞轮储能型装置就是对进行跟踪判断，分析电压状态，在列车的再生电能需要吸收的时候，飞轮就会加速转动存储能量，在列车启动的时候，飞轮转速就会降低，成为发电设备的牵引网反馈电能，此种设备具有稳压的作用，节能效益较好，但是会受到各种因素影响，应用期限有所限制，维护维修的难度相对较大。
2.2.4逆变回馈型
逆变回馈型设备就是电力电子器件构成的一种三相逆变器，具有良好的节能效果，会直接的将再生电能回馈到电网上，无需应用储能元件以及吸收电阻等设备，不会对环境温度产生较大的影响，但是会影响电网质量，要安装逆变器、变压器等设备，占地面积相对较大，仅在地铁轨道中应用。
在本次设计联合应用电容储能型、轮储能型、逆变回馈型三种再生制动能量设备，有效的节约了电能资源，增强了资源的利用效率，达到了既定的节能效果。
结束语
轨道交通在运行过程中对于供电系统有着严格的要求。而在轨道交通中主要消耗的能源就是电能，在绿色集约型社会的构建过程中，降低电力运行成本，可以提升资源利用效率，降低资源消耗，具有现实意义。本设计中主要探寻轨道交通供电系统节能路径，制定科学的节能计划，对于城市建设、社会发展均有重要的价值。
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