城轨直流牵引供电制式

城轨直流牵引供电制式
Metro DC Traction Power Supply
所属分类	城轨供电与受流
常见型号	DC 750 V 接触轨制、DC 1500 V 刚性架空制、DC 1500 V 柔性架空制
执行标准	GB/T 10411《城市轨道交通直流牵引供电系统》、EN 50122-1
适用场景	城轨正线、车辆段与出入线的直流牵引供电系统组织
城轨双边供电通识框架示意

概述

城轨牵引供电普遍采用直流制，我国城轨直流标称电压分为 DC 750 V 与 DC 1500 V 两级（依据 GB/T 10411-2025），前者多配合接触轨（第三轨）馈电，后者多配合架空接触网馈电。本页把电压等级、馈电方式、回流通路与供电运行方式串成通识框架，作为城轨供电分类下各专页的总纲。

我国城轨的直流标称电压分为 DC 750 V 与 DC 1500 V 两级（依据 GB/T 10411），两级电压与馈电方式之间存在稳定的对应关系：DC 750 V 多配合接触轨（第三轨）馈电，DC 1500 V 多配合架空接触网馈电——隧道内以刚性悬挂为主，地面及高架段采用柔性悬挂。本页把"电压等级—馈电方式—回流通路—供电运行方式"四件事串成一张通识框架图，作为城轨供电分类下各专页的总纲。

结构与组成

从电源侧到列车侧，城轨直流牵引供电系统的主链路包括：

中压环网：城市电网降压后以中压网络向各牵引变电所送电。
牵引变电所：整流机组将交流变换为直流，正、负母线分别引出馈线与回流电缆。
馈线与上网点：馈线经直流快速断路器接至接触轨或架空接触网。
接触网/接触轨：向列车输送电能的正极通道，其结构特点见城轨架空接触网特点与第三轨供电系统。
回流通道：多数线路利用走行轨集流后经回流线返回；少数线路采用专用负极轨，见四轨回流制式。
列车受流装置：受电弓或集电靴，对应架空与接触轨两类馈电方式。

城轨双边供电通识框架示意：两侧牵引变电所同时向同一供电分区馈电，电流经走行轨返回

工作原理

电压等级与馈电方式的对应逻辑可以概括为一句话：电压越高，同样的功率所需电流越小，导线截面与压降问题越缓和，因此流量大、站间距长的线路倾向 DC 1500 V 架空方案（依据 GB/T 10411 电压分级）；而 DC 750 V 方案配接触轨时对限界占用小，在老城区小断面盾构隧道中有天然优势（依据同上）。

双边供电是城轨正线的标准运行方式：相邻两座牵引变电所经分段设备划分出供电分区，分区两端同时合闸馈电。相比单边供电，双边供电使同一取流工况下的馈网压降约为单边情形的一半量级，网上电能损耗下降，同时再生制动能量的消纳空间更大（机理延伸阅读见再生制动能量回送）。考虑钢轨纵向电阻近似均匀的情形，单位长度等值电阻为 $r$ 、列车取流 $I_{t}$ 距左端变电所 $x$ 时，等效馈电距离将不再是全长 $L$ ，而是按并联分配缩短：

$\Delta U\approx I_{t}\cdot r\cdot {\frac {x(L-x)}{L}}$

该式仅用于说明两边分担电流、中间点压降最大的几何关系，工程取值还须计入变电所内阻抗与回流电阻。

走行轨回流的通识框架：牵引电流经走行轨返回负极。走行轨电阻及其对地泄漏电导共同决定三个工程问题——轨电位高低、杂散电流大小（见杂散电流与防护）、以及与信号轨道电路的相互制约。因此走行轨回流系统特别强调均流联结、对地绝缘和回流畅通三方面的一体化设计。

技术参数

参数	数值	依据
直流标称电压	DC 750 V / DC 1500 V 两级	GB/T 10411
馈电方式典型组合	DC 750 V — 接触轨；DC 1500 V — 架空接触网为主	行业通识
正线供电运行方式	双边供电为主，故障工况允许大单边供电过渡	公开设计通识
牵引变电所间距	随行车站布置与客流强度定；国际工程实践典型值约 1.5~2.5 km（750 V 接触轨制式公开口径多在 1.5~2 km；DC 1500 V 架空制式可达 3~4 km），实际取决于载流容量、最高速度与服务密度，逐线差异大，无统一公开值	公开工程案例归纳

常见型号

按"电压等级×馈电方式"组合形成的典型制式谱系：

DC 750 V 接触轨制：上触式、侧触式、下触式三类安装型式（依据 GB/T 10411），比较见第三轨供电系统。
DC 1500 V 刚性架空制：汇流排刚性悬挂为主流，部件见汇流排（依据同上）。
DC 1500 V 柔性架空制：地面高架段采用简单链形悬挂或弹性简单悬挂（依据同上）。
特殊回流制的派生组合：如专用负极轨方案，属个别线路的历史选择。

执行标准

GB/T 10411《城市轨道交通直流牵引供电系统》：标称电压等级与系统总体要求的基础依据。
电气安全与接地保护的国际通行框架参见 EN 50122-1 卡片；短路计算方法学的干线类比可阅读短路电流与保护配合。

安装与施工

牵引变电所直流侧设备的极性核对与整定校验先行，防止馈线极性接反。
上网点、回流点位置严格按供电分区划分图施工，馈线与回流电缆分侧敷设并保持标识清晰。
走行轨回流的线路段，施工中不得随意切断轨间联结与回流引接线；确需断开的作业须先搭接旁路。
分段绝缘器与联络开关（越区供电用）安装后做连锁功能验证，防止误操作构成异源合环。

验收要求

绝缘：馈线、接触网（轨）对地绝缘电阻试验合格；送电前完成全网段绝缘普查。
极性与相序：整流机组输出极性、保护方向性核对无误。
功能：双边供电转单边、越区供电的操作流程联动试验通过。
文档：供电分区划分图、整定值清单、模拟操作记录归档齐全。

运维与检测

运维重心在于三个闭环：一是馈线与回流通道的红外测温例行化，重点盯上网点、回流点接头；二是杂散电流防护设施的定期有效性核查，参考回流与接地系统的整体视角；三是与行车专业的天窗协调，检修组织特征详见城轨接触网运维特点。在线监测方面，直流馈线电流、网压曲线的异常形态分析正在成为状态修的数据基础。

常见故障与案例

馈线断路器频繁跳闸：多与接触网瞬时短路或保护整定失配有关，排查思路可参照短路电流与保护配合。
回流点烧损：回流不畅导致联结核过热，最终熔接不良，属于泛化的共性缺陷模式。
全所停电引发的大范围停运：应对流程见应急响应, 属于运营组织层面的系统性风险预案。

以下均为泛化模式归纳，不含具体线路信息。值得说明的是，直流侧短路电流上升率大，任何涉电检修都必须坚持停电、验电、装设接地线后再作业的铁律，制度依据见安全规则。