地鐵直流牽引供電系統(tǒng)(GB 10411-89)

#地鐵直流牽引供電系統(tǒng)GB10411--891主題內(nèi)容與適用范圍1.1主題內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了地鐵直流牽引供電系統(tǒng)中供電制式、牽引電壓等級、變電所及接觸網(wǎng)德各項(xiàng)性能指標(biāo)和設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于城市地鐵德直流牽引供電系統(tǒng)。2引用標(biāo)準(zhǔn)GB5951城市無軌電車供電系統(tǒng)GBJ54低壓配電裝置及線路設(shè)計規(guī)范GBJ62工業(yè)與民用電力裝置德繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范GBJ64工業(yè)與民用電力裝置德電壓保護(hù)設(shè)計規(guī)范3術(shù)語3.1供電、饋電在城市地鐵牽引供電系統(tǒng)中，通常將交、直流配電系統(tǒng)稱為供電，僅直流配電稱為饋電。3.2系統(tǒng)最高電壓指系統(tǒng)正常運(yùn)行時，在任何時間內(nèi)，系統(tǒng)中任何一點(diǎn)上出現(xiàn)德最低電壓。不包括系統(tǒng)德暫時狀態(tài)和異常電壓。3.3系統(tǒng)最低電壓指系統(tǒng)正常運(yùn)行時，在任何時間內(nèi)，系統(tǒng)中任何一點(diǎn)上出現(xiàn)德最低電壓。不包括系統(tǒng)德暫時狀態(tài)和異常電壓。3.4設(shè)備最高電壓指系統(tǒng)正常運(yùn)行時，設(shè)備所承受德最高運(yùn)行電壓。3.5供電制式指系統(tǒng)中采用的電流制、饋電方式及電壓等級等。3.6牽引變電所供給地鐵一定區(qū)段內(nèi)直流牽引電能的變電所。3.7整流機(jī)組整流器與牽引變壓器組合在一起的電流變換設(shè)備。3.8整流機(jī)組負(fù)荷等級根據(jù)負(fù)荷曲線的性質(zhì)特征所劃分的整流機(jī)過載能力等級。3.9接觸網(wǎng)最小短路電流在最小運(yùn)行方式下，接觸網(wǎng)中離饋入點(diǎn)最遠(yuǎn)端發(fā)生正負(fù)極間短路的電流。3.10接觸網(wǎng)最大短路電流在最大運(yùn)行方式下，接觸網(wǎng)饋入點(diǎn)處發(fā)生正負(fù)極間短路時的電流。3.11末端電壓接觸網(wǎng)中離饋入點(diǎn)最遠(yuǎn)端的電壓。3.12饋線從牽引變電所向接觸網(wǎng)輸送直流電的饋電線。3.13雙邊饋電一個饋電區(qū)間由相鄰牽引變電所各經(jīng)一路饋線同時饋電。3.14單邊饋電一個饋電區(qū)間由相鄰兩牽引變電所各經(jīng)一路饋線同時饋電。3.15受電器電動客車上用以從接觸網(wǎng)上取得電流的裝置。3.16接觸網(wǎng)經(jīng)過受電器向電動客車供給電能的導(dǎo)電網(wǎng)。3.17架空接觸網(wǎng)置于車輛限界的上限平面以上（或位于改平面），通過受電弓向電動客車輸送電能的接觸網(wǎng)。3.18接觸軌用金屬軌條制成的向電動客車供給電能的剛性導(dǎo)電體，其標(biāo)高通常與走行軌的標(biāo)高相接近。3.19回流電路用以供牽引電流返回變電所的電路。3.20均流線連接上、下行回流軌，使其均勻回流的跨越導(dǎo)線。3.21雜散電流不經(jīng)回流電路而另取其他途徑（如流經(jīng)大地或管道）的回流電流。3.22軌道回流電路利用走行規(guī)作為牽引電流回流的電路。3.23聯(lián)跳保護(hù)裝置在一個雙邊饋電區(qū)段那發(fā)生短路時，可使本區(qū)段兩端饋電斷路器聯(lián)動跳閘的裝置。3.24電流增量保護(hù)裝置根據(jù)短時間內(nèi)電流增量的不同自動區(qū)分工作電流與故障電流，實(shí)行選擇分?jǐn)嗟谋Ｗo(hù)裝置。4供電制式從國家電力網(wǎng)引入交流電源由牽引變電所整流機(jī)組降壓、整流并經(jīng)接觸網(wǎng)供地鐵電動客車用電。直流饋電采用雙導(dǎo)線制，正負(fù)線均不接地。牽引供電系統(tǒng)直流電壓及其波動范圍應(yīng)符合表1的規(guī)定。最低值標(biāo)稱值最咼值100015001800注：現(xiàn)有的“825V”系統(tǒng)為不推薦系統(tǒng)。5牽引變電所牽引變電所容量，應(yīng)按設(shè)計最大通過能力、饋電質(zhì)量、變電所運(yùn)行方式變化等因素決定此外還應(yīng)考慮過負(fù)荷、檢修和故障時的備用容量。牽引變電所的選址分布原則：電源引入方便。盡可能設(shè)在地面并與車站建筑相結(jié)合。盡可能靠近地鐵線路。土石方工程量較少，并避免設(shè)在坍塌或高填方地區(qū)。維護(hù)管理和生活條件方便，盡量避免設(shè)在空氣污穢及土壤電阻率過高和有劇烈震動的地區(qū)。牽引變電所分布距離的確定，除滿足接觸網(wǎng)的電壓水平外，還考慮線路功率損失和雜散電流的影響。應(yīng)和城市規(guī)劃相協(xié)調(diào)。牽引變電所接線在可靠、靈活的基礎(chǔ)上應(yīng)力求簡單。牽引變電所為國家電力系統(tǒng)一級負(fù)荷，應(yīng)由兩個及兩個以上相互獨(dú)立的電源供電，其中一路必須專用，交流母線宜采用單母線或但母線分段接線。牽引變電所主接線在可靠、靈活的基礎(chǔ)上應(yīng)力求簡單。直流牽引供電系統(tǒng)的母線宜采用但母線，并可根據(jù)運(yùn)行靈活性要求增設(shè)備用母線或分段母線。牽引變電所結(jié)構(gòu)形式：牽引變電所采用戶內(nèi)式結(jié)構(gòu)，可建成單層或兩層。設(shè)備應(yīng)分類集中布置，控制室與交直流配電室、整流機(jī)組應(yīng)相互隔開，獨(dú)立建筑的地面牽引變電所最小占地面積如下：750V6001500V800牽引變電所設(shè)備布置應(yīng)按照有關(guān)電壓等級的國標(biāo)執(zhí)行，并應(yīng)滿足檢修的需要。牽引變電所在結(jié)構(gòu)上必須滿足防火、防汛、防滑雪、防小動物的要求。5.44高壓交、直流電力電纜通道高度應(yīng)不低于1.8m,通道內(nèi)不得有積水。牽引變電所電力設(shè)備的設(shè)計、安裝、施工及驗(yàn)收應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。牽引供電技術(shù)指標(biāo)：牽引供電系統(tǒng)雙邊饋電為正常運(yùn)行方式,一側(cè)單邊饋電應(yīng)滿足運(yùn)營要求。供電設(shè)備的技術(shù)參數(shù)應(yīng)滿足最大運(yùn)行方式和過負(fù)荷的要求,并能承受系統(tǒng)短路電流的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。宜采用增加整流相數(shù)的方法抑制諧波以符合國家有關(guān)規(guī)定。牽引網(wǎng)供電效率在正常運(yùn)行方式下高于85％；變電所(包括所內(nèi)用電)供電效率不低于96％。功率因數(shù)應(yīng)符合《全國供用點(diǎn)規(guī)則》(1983年8月25日起開始執(zhí)行本)。地下牽引變電所,應(yīng)防止隧道粉塵污染；機(jī)房降溫宜采用與地面直接換風(fēng)的通風(fēng)方式機(jī)房最高月平均溫度不高于30°C，年平均溫度不高于25°C，噪聲低于80Db(A)；控制室、計算機(jī)機(jī)房、值班室等最高溫度不高于30,噪聲低于65dB(A)。牽引供電設(shè)備選擇原則：設(shè)在地下的牽引變壓器滿足消防要求，宜采用于干式變壓器。供電系統(tǒng)在選用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備時，應(yīng)采用質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)約能源的產(chǎn)品，并向不需維修或少維修、小型化方向發(fā)展。整流機(jī)組的冷卻方式宜采用自冷式或風(fēng)冷式。設(shè)備最高電壓應(yīng)不小于系統(tǒng)最高電壓。整流機(jī)組的負(fù)荷等級應(yīng)滿足：100％額定輸出連續(xù)150％額定輸出2h300％額定輸出1min時的重牽引負(fù)荷特性。向接觸網(wǎng)供電饋電線路中應(yīng)設(shè)置能分?jǐn)嗫赡艹霈F(xiàn)的最大短路電流和分?jǐn)喔行孕‰娏鞯臄嗦菲?。牽引變電所接地：牽引變電所接地?yīng)保證設(shè)備工作可靠和人身安全，防止干擾。牽引變電所的電器設(shè)備和自動化設(shè)備分別設(shè)接地裝置或分別接入接地裝置。牽引變電所的電源接地與電器設(shè)備外殼的保護(hù)接地分別設(shè)接地裝置或分別接入接地裝牽引變電所的這流饋電設(shè)備外殼如需接地，宜單獨(dú)設(shè)接地裝置或分別接入接地裝置。6電纜網(wǎng)絡(luò)6.1電纜選用及敷設(shè)原則6.11壓等級選擇。電纜外層材料應(yīng)有阻燃，防止雜散電流腐蝕以及其他型式腐蝕的能力，并盡可能采用低煙低毒的電纜。6.13電纜的敷設(shè)按照國標(biāo)GBJ54執(zhí)行。電纜的技術(shù)要求采用金屬裝的電力電纜和控制電纜，連接變電所內(nèi)部設(shè)備時，裝要一端接地，連接變電所內(nèi)外設(shè)備時，裝要兩端接地。6.22電纜在支架上敷設(shè)時，電力電纜應(yīng)放在控制電纜的上層，但1kv以下的電力電纜和控制電纜可并列敷設(shè)。當(dāng)兩側(cè)均有電纜支架時，1kv以下的電力電纜和控制電纜盡可能與1kv以上的電纜分別敷設(shè)于不同側(cè)支架上。7接觸網(wǎng)7.1接觸網(wǎng)通則向地鐵電動客車供給電源的接觸網(wǎng)，分為接觸軌和架空接觸網(wǎng)。架空接觸網(wǎng)又可分柔性接觸和剛性接觸，并以地鐵的走行軌或?qū)Ｓ没亓鬈壸鳛闋恳娏鞯幕亓麟娐?。電壓在直?500v及以上的接觸網(wǎng)宜采用架空形式。各類接觸網(wǎng)都應(yīng)保證列車在規(guī)定的行車速度內(nèi)，可靠地向列車地受電器（受電靴或受電弓）饋電。接觸網(wǎng)宜采用雙邊饋電。車輛段和有檢查坑扎飯終端地接觸網(wǎng)，應(yīng)以單獨(dú)地饋電線供電。接觸軌接觸軌地支撐要有足夠地機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊性能，并有足夠高地絕緣耐壓等級。在變點(diǎn)速饋電連接處，接觸軌設(shè)置分?jǐn)鄥^(qū)或斷電區(qū)。接觸軌斷電區(qū)數(shù)量應(yīng)盡量減少，并應(yīng)有技術(shù)措施減少列車受電器在斷電區(qū)拉弧。列車受電器與接觸軌接觸部分地材料硬度必須低于接觸軌材料硬度。接觸軌向電動客車饋電宜采用上部受電方式。接觸軌與走行軌地相對位置如圖1所示。在車站、地面和認(rèn)為有必要地地方應(yīng)設(shè)置有足夠強(qiáng)度地接觸軌防護(hù)罩。7.3架空接觸網(wǎng)選用架空接觸網(wǎng)類型應(yīng)用技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及運(yùn)營條件綜合比較確定。設(shè)計接觸網(wǎng)支柱結(jié)構(gòu)，應(yīng)為施工誤差及列車速度變化留有充分的調(diào)整余量。接觸導(dǎo)線的懸掛高度要求一致。當(dāng)高度變化時，其最大導(dǎo)線的坡度不應(yīng)超過表2的規(guī)定，且在高度變化的始終端跨距和終端跨距的坡度應(yīng)為表2所列坡度值的一半。列車速度，km/h接觸線最大坡度，％10403020602012067.34接觸網(wǎng)的帶電裸導(dǎo)體與建筑物的最小凈距應(yīng)符合表3的規(guī)定。在被污染或不潔的環(huán)境中，（如近海、內(nèi)燃機(jī)的嚴(yán)重排氣，工業(yè)污染以及多霧環(huán)境）應(yīng)適當(dāng)增加凈距。標(biāo)稱電壓，V導(dǎo)體與建筑物最小凈距，mm靜態(tài)動態(tài)直流一7502525直流一1500150100地鐵隧道內(nèi)架空接觸網(wǎng)的布置，應(yīng)按照隧道斷面的建筑限界和車輛限界以及受電弓的升降范圍綜合考慮，保證帶電導(dǎo)體與隧道建筑物之間的最小距離不小于安全凈距。接觸線在直線區(qū)段，按“之”字形布置，其擺動幅度應(yīng)與受電弓工作寬度相適應(yīng)。接觸線在最大馳度時，地面距軌面的最小高度為：專用道4.4m非專用道4.8m架空接觸網(wǎng)的金屬支持結(jié)構(gòu)物的接地，需考慮對信號和雜散電流的影響。7.4軌道回流地鐵的直流牽引回流電路由走行軌及其電氣連接件和回流電纜組成。也可用專用回流軌回流。利用走行軌回流，且在最大負(fù)載時，軌上任意一點(diǎn)對地電位差應(yīng)大不大于60v。對于非焊接回流軌的軌縫，應(yīng)有軌道連接導(dǎo)線將其可靠連接，其接頭電阻值不大于回流軌1m長度電阻值的3倍。走行軌對地電阻值，分段測量時每公里不小于10。上、下走行軌間應(yīng)設(shè)對地絕緣的均流線，其設(shè)置不應(yīng)干擾向列車顯示的信號。隧道體結(jié)構(gòu)鋼筋如采用焊接，每公里結(jié)構(gòu)鋼筋電阻值不大于上下行走行軌電阻值的30倍。應(yīng)采取技術(shù)措施減少并回收雜散電流。8牽引供電保護(hù)裝置8.1設(shè)置保護(hù)裝置原則牽引變電所的進(jìn)線繼電保護(hù)方式和整定應(yīng)符合供電部門的要求。做到各級保護(hù)整定相互協(xié)調(diào)配合。在滿足系統(tǒng)保護(hù)及自動化技術(shù)指示前提下，接線應(yīng)力求簡單、可靠、靈活。調(diào)整維護(hù)方便，滿足一次系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、靈活性和選擇性的使用要求。應(yīng)優(yōu)先采用規(guī)范化的保護(hù)方式、保護(hù)接線和自動裝置；保護(hù)及自動化裝置的設(shè)置應(yīng)能保證電氣設(shè)備安全。各種保護(hù)裝置宜考慮計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接口的要求。交流高壓設(shè)備保護(hù)裝置8.21高壓設(shè)備保護(hù)裝置的設(shè)置，按國標(biāo)GBJ62的要求執(zhí)行。進(jìn)線過流由交流高壓斷路器保護(hù)，其繼電保護(hù)過電流定值應(yīng)大于各種運(yùn)行方式下可能出現(xiàn)的最大工作電流。8.23高壓電器裝置的過電壓保護(hù)按國標(biāo)GBJ64執(zhí)行。8.24處在雷電活動頻繁的地區(qū)，地面牽引變電所須安裝獨(dú)立的避雷針（或線）保護(hù)。8.3整流機(jī)組保護(hù)8.31牽引整流機(jī)組的過負(fù)荷及短路故障，包括直流母線短路，由變壓器一次側(cè)交流高壓斷路器實(shí)現(xiàn)保護(hù)。牽引整流機(jī)組的保護(hù)包括：電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、直流正負(fù)母線的對地絕緣監(jiān)視，并根據(jù)需要設(shè)牽引變壓器溫升保護(hù)。8.4饋電設(shè)備、接觸網(wǎng)保護(hù)裝置8.41直流饋電接觸網(wǎng)保護(hù)由饋線直流快速斷路器實(shí)現(xiàn)遮蔽。接觸網(wǎng)保護(hù)包括：電流速斷保護(hù)、電流增量保護(hù)和雙邊饋電聯(lián)跳保護(hù)。宜裝設(shè)可供列車司機(jī)和行車調(diào)度員使用的緊急停電保護(hù)裝置。直流饋線宜設(shè)線網(wǎng)故障判別自動重合閘裝置。接觸網(wǎng)的保護(hù)應(yīng)與車輛的主保護(hù)相互協(xié)調(diào)配合。直流母線設(shè)接地保護(hù)。8.5直流系統(tǒng)的過電壓保護(hù)整流器或逆變器元件的選擇應(yīng)考慮到元件上可能出現(xiàn)的最大操作過電壓及大氣過電壓。地面架空接觸王應(yīng)裝有避雷器保護(hù)。車輛段、露天停車庫的接觸網(wǎng)應(yīng)裝有獨(dú)立的避雷針（或線）及避雷器保護(hù)。整流變壓器（包括逆變壓器）網(wǎng)側(cè)、閥側(cè)間應(yīng)加裝靜電屏蔽層。全部設(shè)在隧道內(nèi)的直流饋線可不設(shè)避雷器保護(hù)。地面牽引變電所內(nèi)和架空饋線應(yīng)設(shè)避雷器保護(hù)。8.6信號、報警裝置整流變壓器應(yīng)裝有過載、瓦斯及溫度失常報警裝置。整流器或逆變器應(yīng)有元件故障報警裝置。風(fēng)冷卻整流器或逆變器應(yīng)有風(fēng)壓監(jiān)視、欠壓報警裝置。9電力調(diào)度9.1調(diào)度原則9.11牽引供電系統(tǒng)，必須設(shè)有電力調(diào)度機(jī)構(gòu)，指揮和監(jiān)控變電所及饋電線、觸線網(wǎng)的正常運(yùn)行及處理事故，最大限度地保證對地鐵電動客車連續(xù)供電。9.12電力調(diào)度機(jī)構(gòu)的設(shè)置應(yīng)同線路的劃分和車輛運(yùn)營調(diào)度機(jī)構(gòu)的設(shè)置相適應(yīng)。調(diào)度方式宜優(yōu)先采用計算機(jī)自動控制。9.2調(diào)度通訊9.21電力調(diào)度室與所轄變電所，同級電力調(diào)度室、運(yùn)營調(diào)度及有重要關(guān)系的部門之間、與市供電局調(diào)度室之間均應(yīng)設(shè)專線電話。工程急修車應(yīng)配備無線電通訊裝置。調(diào)度電話應(yīng)配備錄音裝置。9.3監(jiān)控設(shè)備9.31利用計算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控宜作為牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和提高調(diào)度運(yùn)行管理水平的主要手段。監(jiān)控設(shè)備功能至少應(yīng)包括：遙信：對各種斷路器，隔離開關(guān)的有關(guān)位置信號、預(yù)告信號、各種事故信號等進(jìn)行報警。遙測：對交直流電壓、電流、功率、電能等量值進(jìn)行遠(yuǎn)方測量。遙控：對斷路器、隔離開關(guān)