城市軌道交通供電知識介紹課件

1、城市軌道交通供電第二章 城市軌道交通供電系統(tǒng) 城市軌道交通供電系統(tǒng)構(gòu)成 城市軌道交通供電系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng)（主變電所）內(nèi)部供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)動力照明供電系統(tǒng) 城市軌道交通作為城市電網(wǎng)的一個用戶，一般都直接從城市電網(wǎng)取得電能，無需單獨(dú)建設(shè)電廠，城市電網(wǎng)對城市軌道交通進(jìn)行供電，供電方式有集中供電、分散供電和混合供電。 主變電所城市電網(wǎng)中壓網(wǎng)絡(luò)牽引或降壓變電所高壓供電系統(tǒng) 集中式供電 在城市軌道交通沿線，根據(jù)用電容量和線路長短，建設(shè)專用的主變電所。主變電所進(jìn)線電壓一般為110kV，經(jīng)降壓后變成35kV或10kV，供牽引變電所與降壓變電所。主變電所應(yīng)有兩路獨(dú)立的進(jìn)線電源。集中式供電，有利于城市軌道交通

2、供電形成獨(dú)立體系，便于管理和運(yùn)營。上海、廣州、南京、香港、德黑蘭地鐵等。三級電壓制集中供電方式結(jié)構(gòu)示意圖110kV主變電所33kV110kV降壓主變電所33kV10kV10kV牽引主變電所兩級電壓制集中供電方式結(jié)構(gòu)示意圖主變電所110kV110kV110kV主變電所主變電所10kV10kV10kV牽引、降壓主變電所分散式供電 在地鐵沿線直接由城市電網(wǎng)引入多路電源構(gòu)成供電系統(tǒng)。一般為10kV電壓級。分散式供電要保證每座牽引變電所和降壓變電所均獲得雙路電源，要求城市軌道交通沿線有足夠的電源引入點(diǎn)及備用容量。建設(shè)中的沈陽地鐵、長春輕軌、大連輕軌、北京城鐵、北京八通線、北京地鐵5號線等10kV牽引或降

3、壓變電所10kV10kV10kV10kV10kV10kV區(qū)域變電所混合式供電 將前兩種供電方式結(jié)合起來，一般以集中式供電為主，個別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式供電的補(bǔ)充，使供電系統(tǒng)更加完善和可靠。北京地鐵一線和環(huán)線、建設(shè)中的武漢軌道交通工程、青島地鐵南北線工程等即為混合式供電方案。 集中供電方式的優(yōu)點(diǎn)：（1）可靠性高，便于集中統(tǒng)一調(diào)度和集中管理。 （2）施工方便，維護(hù)容易，電纜敷設(shè)徑路比較好走。（3）抑制諧波的效果較好。為減少諧波對電網(wǎng)的影響和危害，一是采用較高脈波（24脈波）整流機(jī)組，二是選用較高電壓（110kV）的電源，因?yàn)榇笕萘?、高電壓電網(wǎng)的承受能力強(qiáng)，同時國標(biāo)規(guī)定的諧波總畸變率和諧波

4、電壓含有率比小容量、低電壓電網(wǎng)要低得多，而且也有利于今后集中采取高次諧波防治措施。（4）計費(fèi)方便、簡單。采用110kV電壓集中供電方式，運(yùn)行管理單位與電業(yè)部門的電度計費(fèi)在主變電所設(shè)總計量就行，不必在各變電所分別計量。牽引供電系統(tǒng)：牽引變電所將三相高壓交流電變成適合電動車輛應(yīng)用的低壓直流電。饋電線再將牽引變電所的直流電送到接觸網(wǎng)上，電動車輛通過其受流器與接觸網(wǎng)的直接接觸而獲得電能動力照明供電系統(tǒng)：提供車站和區(qū)間各類照明、扶梯、風(fēng)機(jī)、水泵等動力機(jī)械設(shè)備電源和通信、信號、自動化等設(shè)備電源，由降壓變電所和動力照明配電線路組成。 城市軌道交通內(nèi)部供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)動力照明供電系統(tǒng)城市軌道交通內(nèi)部供電系

5、統(tǒng)城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖 高壓供電系統(tǒng)城市電網(wǎng)牽引供電系統(tǒng)牽引變電所回流線饋線接觸網(wǎng)軌道主變電所三相交流直流牽引變電所設(shè)兩套牽引整流機(jī)組，其容量按遠(yuǎn)期運(yùn)量設(shè)計。牽引整流機(jī)組的過負(fù)荷能力按IEC-146標(biāo)準(zhǔn)，城市軌道交通牽引屬類負(fù)荷，其過負(fù)荷能力應(yīng)滿足：100%In 連續(xù)運(yùn)行；150%In 2h；300%In 1min。為抑制牽引供電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)，牽引機(jī)組至少應(yīng)采用12脈波整流。 牽引變電所主接線一 牽引變電所主接線二 牽引網(wǎng) 牽引網(wǎng)：沿線路敷設(shè)的專為電動車輛供給電源的裝置。由正極接觸網(wǎng)供電，負(fù)極走行軌回流。世界城市軌道交通除巴黎個別線路為第四軌回流外，全都采用走行軌回

6、流。接觸網(wǎng)接觸軌架空接觸網(wǎng)上部接觸式下部接觸式剛性懸掛側(cè)面接觸式柔性懸掛接觸軌的主要優(yōu)點(diǎn)：使用壽命長、維修量小，在地面對城市景觀沒有影響，適應(yīng)于電壓較低的制式。主要缺點(diǎn)：車輛不能脫離電源；電壓偏低，對于大運(yùn)量的車輛供電，使得牽引變電所的距離較近。北京地鐵采用了750V接觸軌供電的方式。接觸網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)：安全性較好，車輛可隨時落弓脫離電源；電壓較高，適應(yīng)于大運(yùn)量系統(tǒng)供電。上海、廣州地鐵均采用了1500V接觸網(wǎng)供電的方式。牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行方式 牽引所1牽引所2牽引所3正常運(yùn)行：雙邊供電 牽引所2牽引所3牽引所1任一牽引所解列：“大雙邊”供電 動力與照明供電系統(tǒng) 動力與照明供電系統(tǒng)降壓變電所動力照明

7、 降壓變電所一般于站臺兩端設(shè)降壓變電所，各負(fù)責(zé)半個車站和相鄰半個區(qū)間的供電。其中一端可以和牽引變電所合建為混和變電所。兩路電源可以來自主變電所，也可來自相鄰牽引變電所。單母線分段，根據(jù)系統(tǒng)需要，也可以不設(shè)分段開關(guān)。 降壓變電所的兩臺電力變壓器，其容量應(yīng)該滿足：正常運(yùn)行時，兩臺變壓器分列運(yùn)行，同時供電，負(fù)荷率不超過70%。當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障解列時，自動切除三類負(fù)荷，另臺變壓器可承擔(dān)該所供電范圍內(nèi)的全部、二級負(fù)荷，以保證城市軌道交通的正常運(yùn)行。動力照明采用380/220V三相五線制系統(tǒng)（TN-S系統(tǒng)）配電。基本上采用放射式供電，個別負(fù)荷可采用樹干式供電。一類負(fù)荷要求雙電源、雙電纜，供電末端自動切換，來電自復(fù)；二類負(fù)荷為雙電源、單電纜；三類負(fù)荷為單電源、單電纜。 電力監(jiān)控系統(tǒng) SCADA 控制中心主機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制終端保證控制中心對主變電所、牽引變電所、降壓變電所等供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、控制和數(shù)據(jù)采集。遙控功能選點(diǎn)式操作，即單控。調(diào)度員可根據(jù)站名、開關(guān)號以及動作狀態(tài)進(jìn)行選擇操作。選站式操作，調(diào)度員通過對所控站名、動作狀態(tài)的選擇，按系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)出指令，進(jìn)行停送電操作。選線式操作，調(diào)度員對運(yùn)行線名、動作狀態(tài)進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)全線停送電操作。遙測功能控制中心對各變電所的量值遙測。遙測的主要參數(shù)包括進(jìn)線、母線、饋線的電壓、電流、有功電度、無功電