如今，軌道交通已成為人們?nèi)粘３鲂幸约柏涍\(yùn)的重要方式，但多數(shù)人并不知道，那些奔馳的列車，其動力往往來自于數(shù)千里外的電廠，發(fā)出的電能通過輸電系統(tǒng)，“千里迢迢”地輸入鐵路系統(tǒng)。

多年來，我國不斷推進(jìn)鐵路行業(yè)電氣化建設(shè)，加大既有干線電氣化改造力度，提高鐵路電氣化牽引比重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2023年底，我國鐵路營業(yè)里程已達(dá)到15.9萬公里，其電氣化率高達(dá)73.8%。

近年來，國家層面相繼出臺了《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》《數(shù)字交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策文件，再加上“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，我國軌道交通電氣化與數(shù)字化建設(shè)迎來新一輪變革，如何打造更加安全、可靠、高效、綠色的運(yùn)輸系統(tǒng)，成為軌道交通領(lǐng)域的重要課題。

三大發(fā)展挑戰(zhàn)

現(xiàn)階段，我國軌道交通電氣化面臨的難點(diǎn)主要包括以下幾個方面：

一是電氣設(shè)備復(fù)雜且易受環(huán)境影響：軌道交通列車上安裝大量電氣設(shè)備，這些設(shè)備在震動、高溫、高濕和高負(fù)荷的環(huán)境下長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致設(shè)備溫度不斷升高，內(nèi)部絕緣材質(zhì)性能下降，容易發(fā)生絕緣擊穿，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)等安全隱患。

二是系統(tǒng)彈性不足，對供電系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高：目前，軌道交通電氣化牽引供電系統(tǒng)較為依賴電網(wǎng)，能量供給路徑相對單一，自身應(yīng)急保電能力較弱。這種依賴性使得在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，軌道交通系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性可能會受到威脅。同時(shí)，由于光伏、風(fēng)電等新能源的供給存在間歇性，這也難以像傳統(tǒng)電廠支撐的高壓電網(wǎng)般穩(wěn)定，建立多能互補(bǔ)的新型電力系統(tǒng)也存在種種挑戰(zhàn)。

三是智能化與綠色化技術(shù)革新要求高：隨著“交通強(qiáng)國”、“質(zhì)量強(qiáng)國”和“雙碳目標(biāo)”等國家戰(zhàn)略的實(shí)施，對軌道交通智能化和綠色化技術(shù)提出了更高的要求。這不僅需要技術(shù)創(chuàng)新，還需要在電氣化設(shè)備以及運(yùn)維上加大變革。

施耐德電氣深度洞察軌道交通行業(yè)市場需求及痛點(diǎn)，通過數(shù)字化和電氣化簡化系統(tǒng)管理，以提供安全、可靠、高效的運(yùn)輸。其面向軌道交通和城市運(yùn)輸?shù)腅coStruxure解決方案可幫助主管部門和運(yùn)營商構(gòu)建智能運(yùn)輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電力供應(yīng)并提高運(yùn)營效率。

三大應(yīng)用場景

1.牽引變電

牽引變電作為高鐵接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能是將高壓三相交流電轉(zhuǎn)換為適合高鐵使用的單相交流電，并通過接觸網(wǎng)將電能傳輸給電力機(jī)車。為確保牽引變電過程的安全可靠和實(shí)時(shí)性，施耐德電氣WS-G氣體絕緣開關(guān)柜（GIS）設(shè)備被廣泛應(yīng)用于牽引變電場景，可以為中壓配電帶來了更高的安全性和可靠性，并通過優(yōu)化設(shè)計(jì)提供高水平的產(chǎn)品性能。

施耐德電氣的GIS（氣體絕緣開關(guān)柜）完整數(shù)字化方案由軟件和硬件兩部分組成。具體來說，硬件部分包括WIG（氣體絕緣開關(guān)柜）和傳感器，而軟件部分則負(fù)責(zé)分析和控制。

在硬件方面，GIS系統(tǒng)由多個模塊化隔間組成，如斷路器隔間和填充氣體的母線隔間，并通過氣密隔斷將它們分隔開來。這些隔間的設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)單一電源的維護(hù)，同時(shí)最大限度地減少對鄰近部分的損壞并保護(hù)人員安全。此外，GIS系統(tǒng)還配備了溫度補(bǔ)償性氣體密度監(jiān)測設(shè)備，以顯示氣體狀態(tài)并提供遠(yuǎn)程指示。PD傳感器用于監(jiān)測局部放電，能夠?qū)崟r(shí)地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行摹?/span>

在軟件方面，施耐德電氣提供一系列用于變電站自動化和控制的高級配電管理系統(tǒng)模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對GIS系統(tǒng)的全面監(jiān)控和管理，確保系統(tǒng)的可靠性和安全性。

2.信號箱變

高鐵信號箱變不僅是高鐵系統(tǒng)中不可或缺的電力供應(yīng)設(shè)施，更是現(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)智能化、自動化的重要體現(xiàn)。其主要負(fù)責(zé)為鐵路信號設(shè)備提供電力支持，因?qū)Π踩燃壱筝^高，高鐵信號箱變的設(shè)計(jì)和應(yīng)用在技術(shù)上具有高度復(fù)雜性和專業(yè)性。

施耐德電氣RM6-S中壓開關(guān)柜在高鐵信號箱變的應(yīng)用頗多，其緊湊型設(shè)計(jì)和全絕緣特性，使其非常適合用于高鐵信號箱變這樣需要高可靠性和安全性的場景。

據(jù)了解，RM6-S系列開關(guān)柜是緊湊型中壓開關(guān)柜，適用于12-24kV的電力系統(tǒng)。這種緊湊性使得RM6-S能夠在有限的空間內(nèi)提供完整的中壓功能單元，包括連接、供電和保護(hù)變壓器的能力，可在有限的空間內(nèi)集成多種功能，完美符合高鐵信號箱變的應(yīng)用需求。

此外，RM6-S系列開關(guān)柜采用氣體絕緣技術(shù)，具有全絕緣和全密封的特點(diǎn)。這種絕緣方式，不僅提高了設(shè)備的可靠性和安全性，還減少了維護(hù)需求和停機(jī)時(shí)間，對于高鐵信號箱變的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

目前高鐵信號箱變正在朝著智能化、高效化和綠色化方向更新迭代。而施耐德電氣全新一代的綠色智能環(huán)網(wǎng)柜——RM AirSeT環(huán)保氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜憑借其環(huán)保、安全、智能的特點(diǎn)，在高鐵信號箱變的應(yīng)用中具有顯著的優(yōu)勢。

RM AirSeT采用干燥空氣作為絕緣介質(zhì)，這種介質(zhì)不僅無污染，而且無需回收處理，符合環(huán)保要求。其次，RM AirSeT基于并聯(lián)真空開斷技術(shù)開發(fā)了三工位負(fù)荷開關(guān)/熔斷器組合電器功能，符合鐵路箱變應(yīng)用習(xí)慣，兼具電氣性能和環(huán)保需求，保障了鐵路沿線的信號的電力供應(yīng)。RM AirSeT還具備模塊化設(shè)計(jì)，支持即插即用，能夠靈活組合，滿足不同應(yīng)用場景的需求。其數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，如狀態(tài)監(jiān)測傳感技術(shù)和分布式DTU Easergy T300，可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)測性預(yù)防性資產(chǎn)管理，進(jìn)一步提升了高鐵信號箱變的智能化水平。

3.車站系統(tǒng)

軌道交通的車站系統(tǒng)不僅需要提供穩(wěn)定可靠的電力支持，還需要根據(jù)不同的用電需求進(jìn)行靈活的電力分配和管理。施耐德電氣中低壓一體化的數(shù)字化解決方案，通過集成中壓、低壓和終端配電系統(tǒng)，能夠提供全面的電力設(shè)備和軟件服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠和智能化的配電管理。

據(jù)了解，施耐德電氣中低壓一體化的數(shù)字化解決方案在我國軌道交通領(lǐng)域的多個工程項(xiàng)目中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。例如，在某個綜合交通樞紐項(xiàng)目建設(shè)和后期運(yùn)維中，施耐德電氣的智能配電解決方案幫助實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化重啟，并為某市交通系統(tǒng)提供了覆蓋互聯(lián)互通產(chǎn)品、邊緣控制軟件以及應(yīng)用與分析服務(wù)的三層中低壓一體化數(shù)字配電解決方案。

值得關(guān)注的是，施耐德電氣立足中國市場需求，推出了新一代EvoPacT HVX中壓智能真空斷路器及新一代PIX中壓智能空氣絕緣開關(guān)柜。可提供完整靈活的智能解決方案和優(yōu)異的參數(shù)性能，提高了產(chǎn)品可靠性，大大提升了特殊應(yīng)用場景的適用性，助力用戶實(shí)現(xiàn)安全、可靠和高效率的電氣設(shè)備運(yùn)行和監(jiān)控。此外，施耐德電氣的數(shù)字化技術(shù)實(shí)力和豐富的可持續(xù)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，使其能夠?yàn)檐壍澜煌ㄐ袠I(yè)打造源網(wǎng)荷儲一體化微電網(wǎng)解決方案，最大化實(shí)現(xiàn)新能源自消納比率，并具有高度靈活性和適應(yīng)性。

如今，發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、加快新型電力系統(tǒng)建設(shè)，已經(jīng)成為軌道交通高質(zhì)量發(fā)展的核心要義。作為全球能源管理和自動化領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家，施耐德電氣多年來不斷助力軌道交通行業(yè)實(shí)現(xiàn)更可靠、可持續(xù)和高效的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為構(gòu)建智慧軌道交通注入了新動能。

未來，施耐德電氣將持續(xù)深耕軌道交通行業(yè)，積極探索軌道交通行業(yè)數(shù)字化與綠色化發(fā)展的實(shí)踐路徑，助力我國軌道交通產(chǎn)業(yè)向安全、高效、綠色、智慧方向發(fā)展，助力我國軌道交通綜合實(shí)力提升。