Page 124 - 捷運技術 第35期

116 曾乙申 林文進 捷運直流供電系統分析實例與節能方案探討

一、捷運直流供電系統架構與設計準則

(一) 捷運直流供電系統架構

目前臺北捷運之電力係由臺電之交流 161kV 系統所供應，為提供列車所需之 750V 直流
電源，捷運供電系統於路線負載中心附近設置主變電站（Bulk Substation, BSS），先經由主變
壓器將 161kV 電源降壓為 22kV，再透過 22kV 電力電纜配電線路，將 22kV 電力配送至軌道
沿線之牽引動力配電室（Traction Substation, TSS），22kV 電力送至 TSS 後，經兩組引入線交
流斷路器（Incoming AC Breakers）與兩組整流器交流斷路器（Rectifier AC Breakers）饋電至
一次側繞組電壓相位移 15°之兩組 12-脈波整流變壓器再次降壓為交流 589V，最後分別透過
12-脈波整流器整流為滿載 750V 之直流電。圖 1 所示為捷運直流供電系統示意圖，為便於解
說，該圖僅繪製一座 TSS。

上述整流後之兩組電壓相位差 15°之 12-脈波 750V 直流牽引電力，經由兩組整流器直流
高速斷路器（Rectifier DC Breakers）饋電至正電匯流排，變為 24-脈波 750V 直流電，再透過
四組高速直流軌道饋線斷路器（Track Feeder Breakers）與直流正極電纜，分別饋電至上、下
行軌導電軌間隙（Gap）兩側之相鄰電力區間的導電軌。為避免 TSS 因故停電時，導電軌喪
失導電連續性，於 TSS 內則必須設置一橋接於導電軌間隙兩端之常開的（Normal Open）旁
路開關（主線隔離開關 MDS）。

750V 直流牽引電力饋電至導電軌後，列車透過集電靴自導電軌汲取電流，由車上的換流
器轉為交流電，驅動牽引馬達。隨後牽引負回流經列車之接地碳刷、輪軸、鋼輪，流入車行
鋼軌，並於 TSS 附近，透過阻抗搭接器，經直流負極電纜，流回 TSS 負電匯流排。

圖 1 捷運直流供電系統示意圖

牽引負回流經車行軌流回 TSS 負極時，因車行鋼軌本身具有 35mΩ/km 之電阻，將於其
上產生壓降，此壓降使鋼軌對地存在電位差，稱之鋼軌電位（Rail Potential）。過高的鋼軌電