城市軌道交通供配電技術(shù)專業(yè)《1.1城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能14》

第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能供電？指將電能通過輸配電裝置平安、可靠、連續(xù)、合格的銷售給廣闊電力客戶，滿足廣闊客戶經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生活用電的需要。供電機(jī)構(gòu)有供電局和供電公司等武漢鐵路技師學(xué)院第一頁，共五十四頁。城市軌道交通供電第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能為軌道交通提供所需電能的系統(tǒng)牽引供電動(dòng)力照明供電兩大功能第二頁，共五十四頁。第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第三頁，共五十四頁。一、城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成高壓供電系統(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)軌道主變電所圖1-1城市軌道交通供電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖110V或220V交流35V或10V交流外部電源750V或1500V直流第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第四頁，共五十四頁。1外部電源供電系統(tǒng)為城軌供電系統(tǒng)的主變電所或電源開閉所提供電能的外部城市電網(wǎng)電源供電系統(tǒng)。2主變電所或電源開閉所主變電所：接受城市電網(wǎng)輸送的電能，再將接受的高壓〔110V或220V〕通過主變壓器降壓后向?yàn)闋恳冸娝?、降壓變電所提供中壓電源。主變電所適用于集中式供電方式。電源開閉所：接受城市電網(wǎng)提供的中壓電源〔10V或35V〕，為牽引變電所、降壓變電所轉(zhuǎn)供中壓電源。電源開閉所適用于分散式供電。第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第五頁，共五十四頁。二、外部供電系統(tǒng)火力發(fā)電水力發(fā)電1〕發(fā)電廠：發(fā)出電能的中心。發(fā)電廠高壓輸電網(wǎng)區(qū)域/主變電所第六頁，共五十四頁。二、外部供電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電太陽能發(fā)電發(fā)電廠高壓輸電網(wǎng)區(qū)域/主變電所第七頁，共五十四頁。2〕高壓輸電網(wǎng)：需升壓為高電壓〔220V及以上〕，目的是減少線路的電壓損失和能量損耗，滿足遠(yuǎn)程運(yùn)輸需要。二、外部供電系統(tǒng)發(fā)電廠高壓輸電網(wǎng)區(qū)域/主變電所第八頁，共五十四頁。3〕區(qū)域/主變電所：將高壓降低電壓等級(jí)，輸送給相應(yīng)的用電中心。二、外部供電系統(tǒng)發(fā)電廠高壓輸電網(wǎng)區(qū)域/主變電所第九頁，共五十四頁。第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能3牽引供電系統(tǒng)〔功能：給列車提供牽引供電〕將交流中壓經(jīng)降壓整流變成直流1500V或直流750V電壓，為城軌電動(dòng)列車提供牽引供電。牽引供電系統(tǒng)包括牽引變電所與牽引網(wǎng)兩個(gè)局部。城軌牽引供電系統(tǒng)示意圖第十頁，共五十四頁。牽引變電所第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第十一頁，共五十四頁。三、牽引供電系統(tǒng)1〕牽引變電所：進(jìn)行降壓，傳輸電能。第十二頁，共五十四頁。三、牽引供電系統(tǒng)2〕牽引網(wǎng)：由饋電線、接觸網(wǎng)、鋼軌及回流線組成。第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第十三頁，共五十四頁。牽引變電所第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第十四頁，共五十四頁。4、牽引網(wǎng)系統(tǒng)牽引網(wǎng)將來自牽引變電所的DC1500V電壓提供給地鐵列車，是軌道交通供電系統(tǒng)中向地鐵列車供電的直接環(huán)節(jié)，是牽引供電系統(tǒng)的一個(gè)重要組成局部。牽引網(wǎng)組成：由饋電線、接觸網(wǎng)、鋼軌回路及回流線組成的供電網(wǎng)絡(luò)稱為牽引網(wǎng)。CompanyLogo牽引網(wǎng)系統(tǒng)牽引網(wǎng)系統(tǒng)牽引網(wǎng)系統(tǒng)牽引網(wǎng)系統(tǒng)牽引網(wǎng)系統(tǒng)牽引網(wǎng)系統(tǒng)回流線:連接軌道和牽引變電所的導(dǎo)線，供牽引電流返回牽引變電所接觸網(wǎng)：一種懸掛在軌道上方沿軌道敷設(shè)的輸電網(wǎng)。通過機(jī)車的受電弓和接觸網(wǎng)滑動(dòng)接觸，將牽引電能由接觸網(wǎng)引入機(jī)車，驅(qū)動(dòng)牽引電動(dòng)機(jī)使列車運(yùn)行饋電線:連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導(dǎo)線，它將牽引變電所的電能饋送給接觸網(wǎng)牽引網(wǎng)系統(tǒng)鋼軌:列車行走時(shí),利用走行軌作為牽引電流回流至牽引變電所的電路第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第十五頁，共五十四頁。進(jìn)線柜饋線柜牽引降壓變電所設(shè)備圖片第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第十六頁，共五十四頁。地鐵牽引供電系統(tǒng)負(fù)責(zé)將牽引降壓混合變電所提供的直流1500V牽引電源通過受流器供給地鐵列車，并利用走行軌回流。第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第十七頁，共五十四頁。接觸網(wǎng)第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第十八頁，共五十四頁。牽引供電方式的優(yōu)缺點(diǎn)接觸網(wǎng)柔性懸掛接觸網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)造價(jià)低安裝精度要求相對(duì)較低距地面高度高，人身平安性較好缺點(diǎn)受外界影響大零部件多，維修量最大主要應(yīng)用領(lǐng)域地方鐵路和一些地鐵〔如深圳地鐵一號(hào)線〕第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第十九頁，共五十四頁。牽引供電方式的優(yōu)缺點(diǎn)接觸網(wǎng)剛性懸掛接觸網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)安裝相對(duì)穩(wěn)定，受外界影響較小距地面高度高，人身平安性較好缺點(diǎn)應(yīng)用范圍受限制主要應(yīng)用領(lǐng)域地下段地鐵〔我公司即將建設(shè)的地鐵9號(hào)線〕第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第二十頁，共五十四頁。牽引供電方式的優(yōu)缺點(diǎn)接觸軌優(yōu)點(diǎn)安裝穩(wěn)定性最好，受外界影響最小零部件最少，維修量最小缺點(diǎn)距地面距離小，人身平安性較差主要應(yīng)用領(lǐng)域高架段地鐵〔我公司現(xiàn)有的地鐵3號(hào)線〕第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第二十一頁，共五十四頁。牽引供電方式的優(yōu)缺點(diǎn)接觸軌上磨式應(yīng)用歷史悠久，機(jī)車授流易實(shí)現(xiàn)，如北京地鐵采用該方式為電力機(jī)車提供牽引供電接觸軌外露面積大，平安性最差側(cè)磨式授流不易實(shí)現(xiàn)，一般未采用該方式為電力機(jī)車提供牽引供電下磨式絕緣防護(hù)罩程度遮蓋接觸軌，接觸軌外露面積小，平安性最好機(jī)車授流易實(shí)現(xiàn)我公司地鐵3號(hào)線那么采用該方式為電力機(jī)車提供牽引供電第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第二十二頁，共五十四頁。4動(dòng)力照明供電系統(tǒng)將交流中壓〔35V或10V〕降壓變成交流220/380V電壓，為運(yùn)營需要的各種機(jī)電設(shè)備提供電源。它包括降壓變電所〔站〕、動(dòng)力照明配電系統(tǒng)。城軌動(dòng)力照明供電系統(tǒng)第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第二十三頁，共五十四頁。降壓變電所設(shè)備圖片400V開關(guān)柜變壓器柜第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第二十四頁，共五十四頁。降壓變電所分類車站降壓變電所車輛段降壓變電所停車場(chǎng)降壓變電所控制中心降壓變電所按設(shè)置位置不同一般降壓變電所跟隨式降壓變電所按接線形式不同區(qū)別：跟隨所、降壓變電所、牽引變電所、混合所、主變電所？第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第二十五頁，共五十四頁。牽引降壓混合變電所第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第二十六頁，共五十四頁。城市軌道交通供電系統(tǒng)的負(fù)荷等級(jí)共分為三個(gè)：〔1〕地下鐵道重要的電力用戶如車站站廳和站臺(tái)層的事故救援及照明、電動(dòng)車輛、通信、信號(hào)、防災(zāi)裝置為一級(jí)負(fù)荷；一級(jí)負(fù)荷規(guī)定有兩路獨(dú)立的電源雙邊供電，當(dāng)任何一路電源發(fā)生故障中斷供電時(shí)，另一路應(yīng)能保證一級(jí)負(fù)荷的全部用電；〔2〕車站站廳和站臺(tái)層的一般照明、設(shè)備及管理用房照明、出入口照明、一般風(fēng)機(jī)、直升電梯、自動(dòng)扶梯為二級(jí)負(fù)荷；

〔3〕車站內(nèi)照明、空調(diào)、冷水機(jī)組及配套設(shè)備、電熱設(shè)備、清潔機(jī)械設(shè)備等為三級(jí)負(fù)荷。第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第二十七頁，共五十四頁。5雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)在城市軌道交通中由于采用直流牽引供電，電流有牽引變電所的正極出發(fā)，經(jīng)由接觸網(wǎng)、電動(dòng)列車、鋼軌、回流線返回牽引變電所負(fù)極。由于鋼軌與隧道或道床等結(jié)構(gòu)之間的絕緣電阻不是無窮大，不可防止地將造成局部電流不從鋼軌回流,而是通過沿線的道床鋼筋、隧道、高架橋或建筑物的結(jié)構(gòu)鋼筋或土壤回流到牽引變電所〔甚至不回流而散入大地〕,這一局部電流就是雜散電流,也叫迷流。第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第二十八頁，共五十四頁。直流牽引地下雜散電流示意圖第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第二十九頁，共五十四頁。電化學(xué)腐蝕當(dāng)金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣中，金屬外表會(huì)形成一種微電池，也稱腐蝕電池其電極習(xí)慣上稱陰、陽極，不叫正、負(fù)極。即電極電位較低的金屬鐵失去電子被氧化變成金屬離子，同時(shí)金屬周圍介質(zhì)中電極電位較高的去極化劑，如金屬離子或非金屬離子得到電子被復(fù)原。第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第三十頁，共五十四頁。城市軌道交通雜散電流腐蝕原理圖第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第三十一頁，共五十四頁。城軌雜散電流腐蝕機(jī)理當(dāng)金屬鐵〔Fe〕周圍的介質(zhì)是堿性電解質(zhì)時(shí)，發(fā)生的氧化復(fù)原反響為吸氧腐蝕。陽極：陰極：腐蝕反應(yīng)Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3·2xH2OFe3O4（紅銹）（黑銹）第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第三十二頁，共五十四頁。金屬管道雜散電流腐蝕情況第三十三頁，共五十四頁。雜散電流的防護(hù)措施雜散電流腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)按照“以防為主，以排為輔，防排結(jié)合，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)〞的原那么設(shè)計(jì)。排：〔把從軌道泄漏下來的雜散電流進(jìn)行收集〕

正線軌道盡量采用整體道床，并利用整體道床內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋在電氣上連成一體形成雜散電流收集網(wǎng)，此收集網(wǎng)系統(tǒng)為雜散電流從鋼軌上泄漏后遇到的第一道電阻較小的回流通道，目的是將雜散電流盡量限制在本系統(tǒng)，防止雜散電流繼續(xù)向本系統(tǒng)以外泄漏。1〕利用整體道床內(nèi)結(jié)構(gòu)鋼筋的電氣連接，建立主要的雜散電流收集網(wǎng)。2〕將車站和非盾構(gòu)的區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)鋼筋連接，建立輔助雜散電流收集網(wǎng)。

6〕、雜散電流防護(hù)及綜合接地系統(tǒng)的功能第三十四頁，共五十四頁。◆施工配合走行軌和道床的絕緣第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第三十五頁，共五十四頁?！羰┕づ浜现髋帕骶W(wǎng)第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第三十六頁，共五十四頁。七、雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)〔三〕雜散電流腐蝕防護(hù)原理第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第三十七頁，共五十四頁。走行軌產(chǎn)生的泄漏電流——排流網(wǎng)——排流柜——直流負(fù)母線——整流柜負(fù)極第三十八頁，共五十四頁。雜散電流的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)①設(shè)計(jì)完備的雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為運(yùn)營維護(hù)提供依據(jù)。②雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)納入變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到雜散電流監(jiān)測(cè)室。或直接通過通信通道直接將數(shù)據(jù)傳送到雜散電流監(jiān)測(cè)室。③收集網(wǎng)鋼筋為主要監(jiān)測(cè)對(duì)象。④輔助測(cè)量隧道鋼筋腐蝕電位。6〕、雜散電流防護(hù)及綜合接地系統(tǒng)的功能第三十九頁，共五十四頁。6電力監(jiān)控系統(tǒng)又稱電力SCADA系統(tǒng)或者遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，往往簡(jiǎn)稱SCADA系統(tǒng)。是貫穿于整個(gè)供電系統(tǒng)的監(jiān)視控制分，是控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。電力監(jiān)控系統(tǒng)由控制中心、通信通道和被控制站系統(tǒng)組成，對(duì)全線路的變電所及沿線的供電設(shè)備實(shí)行集中監(jiān)視、控制和測(cè)量。典型的電力監(jiān)控系統(tǒng)由以下四局部組成：位于控制中心的電力調(diào)度中心主站系統(tǒng)〔即中央監(jiān)控系統(tǒng)〕、位于變電所的遠(yuǎn)程終端〔RTU，即變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)〕、通信網(wǎng)絡(luò)、位于供電維修基地的供電復(fù)示系統(tǒng)。第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第四十頁，共五十四頁。SCADA系統(tǒng)的主要任務(wù)和作用集中控制集中監(jiān)視正常狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)合理的系統(tǒng)遠(yuǎn)行方式；事故時(shí)，及時(shí)了解事故的發(fā)生和范圍，加快事故處理，提高平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平實(shí)現(xiàn)無人化或少人化，提高運(yùn)行操作質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件集中測(cè)量第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成及功能第四十一頁，共五十四頁。第四十二頁，共五十四頁。1電力調(diào)度中心主站系統(tǒng)〔即中央監(jiān)控系統(tǒng)〕2位于變電所的遠(yuǎn)程終端〔RTU，即變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)〕3通信網(wǎng)絡(luò)4位于供電維修基地的供電復(fù)示系統(tǒng)。第四十三頁，共五十四頁。五、監(jiān)控軟件主要功能遙控操作系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)采集與處理權(quán)限管理數(shù)據(jù)庫維護(hù)功能畫面編輯功能報(bào)警功能第四十四頁，共五十四頁。主接線圖直觀顯示系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)備工作狀態(tài)〔如開關(guān)的分合狀態(tài)〕和設(shè)備的工作運(yùn)行參數(shù)及重要數(shù)據(jù)，如母線的電壓和電流等。主接線圖第四十五頁，共五十四頁。遙測(cè)數(shù)據(jù)查詢圖第四十六頁，共五十四頁。遙信數(shù)據(jù)查詢圖第四十七頁，共五十四頁。遙控操作遙控是對(duì)系統(tǒng)中某單一對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)的控制，包括：斷路器、可進(jìn)行遙控的電動(dòng)刀閘、保護(hù)復(fù)歸等。首先需要把轉(zhuǎn)換開關(guān)打至“調(diào)度〞位、其次把要操作的開關(guān)打至“遠(yuǎn)方〞位、最后操作界面進(jìn)行遙控操作。第四十八頁，共五十四頁。報(bào)警功能越限告警對(duì)需要報(bào)警的模擬量設(shè)定上下限值，當(dāng)越限狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，發(fā)生越限報(bào)警。變位報(bào)警當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生變位時(shí)，根據(jù)需要發(fā)生音響告警。事故報(bào)警事故處理是廠站發(fā)生事故跳閘信息，系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)烈告警。工況告警當(dāng)與接口設(shè)備通訊中斷時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出明顯的告警信息，以提示運(yùn)行人員及進(jìn)處理。第四十九頁，共五十四頁。權(quán)限管理后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)置不同人員的管理權(quán)限。對(duì)于不同的操作員，可賦予其一種或多種權(quán)限，保障操作的平安性。第五十頁，共五十四頁。城市軌道交通供電系統(tǒng)外部電源供電系統(tǒng)主變電所（電源開閉所）牽引供電系統(tǒng)動(dòng)力照明供電系統(tǒng)雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)牽引變電所牽引網(wǎng)系統(tǒng)降壓變電所動(dòng)力照明配電系統(tǒng)饋電線接觸網(wǎng)鋼軌回路回流線電力監(jiān)控系統(tǒng)配電所配電線路第五十一頁，共五十四頁。二、城市軌道交通供電系統(tǒng)的功能1全方位的供電效勞功能2故障自救功能3自我保護(hù)功能4防誤操作功能5方便靈活的調(diào)度功能6完善的控制、顯示和