地铁工程供电系统设计讲座

成都地铁工程设计讲座2017年5月成都汇报人：常新亮供电系统供电系统概述变电所选址和中压网络结构牵引变电所及降压变电所接触网电力监控杂散电流供电车间综合接地其他1供电系统概述功能：满足供电安全、可靠、经济、合理的要求，为轨道交通系统的各种用电设备提供能源，确保列车和各机电设备系统的正常运行。《地铁设计规范》（GB50157-2013）“15.1.18牵引网电压等级可分为直流750V和直流1500V，牵引网馈电形式可分为接触轨和架空接触网。”《地铁设计规范》（GB50157-2013）“15.1.26低压配电电压应采用220/380V。地铁的电源从哪里来？成都电网500千伏变电站5座，220千伏变电站41座，110千伏变电站157座。(摘自国电成都公司网站)城市电网。按照GB/T156-2007《标准电压》的规定，我国确定了750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、35kV、10kV、6kV这几种标准电压等级。我国在不同的城市和地区也按照各地实际需求逐级建立了区域配电网络。1供电系统概述集中剥式供禁电方海式从盗城雁市氏电姑网信引覆入1级1翅0盟k灰V电远源龄，睁在检主数变当电息所型经迁过1季1含0昨/搞3奋5格k的V降压匀后，轿通过惑环网伴电缆爆供到碗该主状所供亚电范姥围内前的各的个牵鸟引变桌电所谱（将35宴kV转古换树成DC筛15仪00伙V）和段降压补变电绘所（皇将3译5拒k变V转换僵成AC纳3物80睬V）乡丰。分散行式供段电方雷式在巷地急铁壮沿堪线钻就餐近勒引译入1害0骡k母V电池源，供淋到相考邻的旱牵引宏变电柄所和跪降压挂变电任所。1供电武系统懂概述目疫前弹国柄内伤大垦多朝数湖城晨市嗓和馒成稻都舅轨样道乏交姨通绒采饱用皇该银方坝式而。集中望供电疏方式1供喜电头系估统名概帖述分兄散村供程电榆方绕式目前归国内屠北京犁等少网数城市地诞铁管和拉有争轨阁电朗车醋线尽路采用分遭散式净供电成方式窃。1供胡电马系辽统砌概电述项目集中供电方式分散供电方式供电可靠性高。1、城市轨道交通供电系统有独立可靠的电源和专用110kV主变电所，受外界因素影响小。2、110kV电网为高压输电网，设备制造和运营管理标准高，故障率低。3、每座主变电所与城市电网仅有两处接口，系统接线简单，事故概率小。4、主变电所间和每座主变电所的两回进线电源间可以相互支援，故障情况下可通过倒闸操作恢复供电，故障影响小。较高1、城市轨道交通供电系统电源来自35（10）kV电网，受外界因素影响大。2、35（10）kV电网直接向一般用户供电，故障率高。3、城市轨道交通供电系统与城市电网的接口多，倒闸操作复杂，事故概率大。供电质量相当对城市电网的影响1、110kV电网容量大，允许接入的整流负荷较大。整流负荷经两级变压器转换后，已经大大减少了对电网中其它用户的影响。2、若采取措施减小影响，需要投资较小。1、35（10）kV电网容量较小，整流产生的高次谐波直接进入35（10）kV用户网，对电网中其它用户的影响较大。2、若采取措施减小影响，需要投资较大。运营管理与城市电网的接口少、城市轨道交通内部供电自成系统，调度和运营管理方便。与城市电网的接口多，调度和运营管理环节多，故障情况下的转电操作复杂。实施难易程度只涉及城市电网的几座220（110）kV变电站的增容改造，工程量小，涉及面小，外部电源建设相对容易。涉及到城市电网的数十座110或35（10）kV变电站的增容改造或新建，工程量大，涉及面大，外部电源建设相对困难。目前，成融都地控区普肚通地所铁的巷供电抽系统锤采用贷11兆0/霸35麦kV口两级另电压取集中翠供电动方式驼，牵这引供袍电系镰统和暑动力侮照明纲配电舱系统香共用石35妨kV站供电律网络绸。市域崭快生铁的漆供沃电吓系昏统写采裤用席1情1引0岔/25线k兄V两级摊电压脏集中乒供电疼方式谷，动尸力照银明配炒电系温统采幼用11惰0/35/0耽.3喷8kV封供电很方式罚。1供电凭系统吓概述1供均电术系伟统贞概述-设夜计肆流耗程供电系统的构成：（1）外部电源（主变电站或开闭所）（2）供电系统中压网络（3）牵引和降压供电系统（4）接触网（5）电力监控（6）杂散电流腐蚀防护及综合接地（7）供电车间三大“专阅业”三小“专灯业”2变电戚所选识址和黑中压撒网络夹结构主变电所选址供电计算及牵引变电所设置方案中压环网结构2变电饮所选治址和愧中压或网络讽结构（乡丰主促变稻电赖所睛的甩系绳统售构挥成暑不盏在章本慕章惕节参内众容惊里仰介驳绍录。促）主冤变素电分所A主消变铺电轨所B11冒0k君V电仇源珍点11沉0k熄V电俯源某点1地1沾0社k缎V电源狮点1滥1逆0词k阅V电源奋点降压础变电极所牵引按变电肯所3质9主变舟电站驶设置谅原则地铁晴线丢网扮和蚕本低工胃程笨的倒关粮联饮性轮，浑换厕乘滋站乘数子量电源烈引野入御的膨便翠利淋性阳，醋主现变残电泼站蓄至悲城别市冷电夕网学电乎源烤距瓶离坏不观能墓太骨远主萌变电源站监的丢位族置杏条烦件尽可能榆靠近桌轨道毁交通握线路地形条剃件，新避免挑设在息坍塌恭或高巷填土础方地鸽区维护管顺理和抹生活径条件复，避故免设刘在空那气污极秽及腰土壤冬中电涌阻率吴过高习和有项剧烈灯震动惜的地浩区与城当市种规恰划怜相迎协孤调版，胁应惊注炊意善与续外拾界攀的蔬景啦观肢协裹调唤。需综合畏考虑疗主变勺电站毯容量皆的选馆择。规划主侮变电山站的骡顺序育。先乱期实匹施的才线路蹄，对谣应的初相关业主变文电站寄优先亮建设核。2主变快电所懂设置备原则要有地要有电离线路要近线路输忘入远：改平然纵吩断剂面荒资交料；车辆输磨入：A、B、C型经车、床供疑电弦电平压骆、会动崖拖姥比、速度站、加逮速冒情洞况秆、制动椒等。行车杜输入：你行己车里对律数爹、鱼速痒度竿曲虚线颜、细能浪耗世、丸旅修行公速帐度恶等辈。1'9"1'27"K16920m1120mK16+334草场坡站1305m920mK15+414南稍门站300.03.0200.02.0350.010.1550.02.0250.0里程线路平面线路纵断面电流A3500300025002000150010005000时间s6050403020100km/h速度10090807060504030201002变电修所选零址和义中压裳网络协结构2变壮电达所炒选旦址歉和晨中污压植网岔络狠结警构1、根据线路特点，选取基准车站作为起点，基准车站一般选取区间长度较长的车站，或者末端站。2、以基准车站为起点，选取可能设置牵引变电所的车站，进行排列组合。3、控制条件：(正常工况+故障工况）1）最低网压应不小于1000V（GB5015715.1.19）2）钢轨电位不大于120V（GB5015715.7.16）4、满足控制条件下，选取牵引所设置少，牵引所布置均衡的方案。5、计算结果供压电论计腥算旦流窑程亡：

平均运量法

运行图法1呢)牵引逐变想电所布点.2筑)牵引程网各棋导线兄截面团。3汗)各牵引竟变电摩所的际整流剂机组的灾容农量、钢轨的抗电位绢值。4)环网电较缆的景截面而。5)牵孔引迅变屿电妹所赔的富短路电遇流值（最救大泽、蔬最尽小）恨。6烟)牵手引擦能郊耗夸及醉电窑能涛损魔失阿计算忧。7)需用慨功趣率诉及和年虽用殊电量。2变凳电及所珍选正址敏和劣中你压脉网渐络勇结趁构关于默容量疑的那害点“灵小”疾事2变哭电拘所还选紧址薯和唤中辈压轨网湾络赖结娇构关于旷容量沃的那须点“乖小”真事为取什岸么滨主房诚变触压省器席要财分镜阶聪段良扩详容乔？成愿都枣的雾电乘价塑计缩慧费轿：饭基贤础电麦费颤（罚“抛座惭机蒸费肉”倾）+电度兰电价蚊（使绢用电掉量）算笔害账：极基础元电费买多少昏钱？成统都靠市景给其地加铁滚公聋司蛛的存基协础兼电深费崇是39元/k级VA巴.月疮，如果氏一个岁主变厘电所曾的变丝式压器概近期持容量40是MV有A，社远瞒期对系脉统皱容牢量央为63宏MV西A，相霜差端，23成*1择00割0*扎39臣*1喂2/触10溉00驱0=奴10榨76压.4万元/年返，两脾台序主右变舱压宁器喘多笛少河钱遍？斥（50私0~离60炸0万元渐）其他领原纤因野：观减冲少兴一辨次隙性伪投宅资爸，岗避践免巷主签变绸压刘器伟负典载崖率择过将低倍；惰寿身命己与夜远疗期汽想斯匹滴配笨。初近远甲期代的剑设绿备奋配殊置胁标浪准除了谢主变棕压器挂根据垮供电慎计算炭，选即择采添用近溪期容最量还姐是远厘期容镰量，崭其他扯的线穗缆和贝设备耽（如1扬1吹0冰k谣V进持线融电罢缆擦、言开漆关劲柜旨、35将kV环欣网钱电复缆颠、津整患流劣机揉组扫、真接方触睡网眯线政缆拴等墨等吹）册，宴均妹按严照返远贝期泽系协统依容螺量颗一些次晒实往施割到稀位拍。电导度逮电两价（中娘压租环眯网信结构-交流系汁统图冻）2变俊电纪所竞选堆址不和乒中君压层网稠络编结递构典钥型断的扑集捷中脂配区电询方吼式1）主接线2）房建布置3）继电保护配置3牵引自及降冬压变避电所3牵引降丑压变电所-主恰接土线步型况式进复线出线3文5廉k建V三槐相迟母粒排2*整遵流机颠组配电自变1配电使变2D步C歪1袍5性0捞0饼V母茂排D敢C浓1繁5乒0急0道V开关紧柜上网川隔离兄开关接触傅网（而轨）整流曾机才组捡的似原寒理3牵钞引阿变淹电所-主桶接妻线还型诉式两套时牵引触整流填机组佛接于队同一援段35筹kV母线并，两缎台整股流变否压器邪二次宅侧输莫出电工压相吐位角阅相差15°，扶并朋联逢运眯行宪构缓成滥等穴效2棋4脉贱波零整拖流洋。牵炎引含变荐电辩所踢设备平树面布置3牵引掘变电所-房烤建书布富置35kV开关柜室整流变压器室直流开关柜室再生制动室控制室检修储藏室、电缆井等3牵引装变电所-对土策建要解求（需挑重重点）空间要求、柜体间距电缆敷设要求消防要求运输通道要求荷载要求装修要求照明要求通风要求其他要求确定系统方案确定设备数量设备尺寸采用包容设计，柜排列依据变电所设计规范设置电缆夹层，净高1.9m，设安全照明，防排水。耐火等级、疏散方式、防灾报警、气体灭火、双向开启防火门变电所设置在站台层，便于通过轨道运输，靠近轨旁侧采用可拆卸墙；设置在其他层时，应预留吊装孔。经验值，需要考虑设备运输时的动荷载。地面装修层厚度，地面采用耐磨水磨石。参考《建筑照明设计标准》GB50034提发热量及温湿度要求设备房集中设置，设备上方无其他管线，不临靠水房，防鼠。《地铁设计规范》(GB50157-2013)《20kV及以下变电所设计规范》（GB50053-2013）《3kV-110kV高压配电装置》(GB50060-2008)变电所络内景佩图3牵引油变电所-房雾建危布粪置牵已引竿变肚压梨器含室3牵茧引未变哭电所-房建抄布置牵引颈整流蓝变压靠器和尝整流态器柜妥（整悉流机丙组）3责5筛k还V开关聋柜室3牵引手变电所-房垫建贞布听置3射5革k衬V交方流调开饺关介柜3牵引承变电所-房建异布置直疮流15端00但V开贪关告柜负极夺柜直流工开关斩柜室3牵甜引扬变递电所-房甘建酬布惰置控堪制坦室控制亲信号永屏+交流游屏+直流唤屏+蓄电抽池柜3牵延引腹变忘电胞所轨厅电苹位维限惧制装置柜排流柜孔排返流姑柜豆单静向絮导棉通暗装膊置3牵粱引炮变割电宁所-保屡护亲配雷置作泳用虹：继芬电饼保眯护饲装寇置患是肥在竞供腰电石系朗统断中愚用厉来拆对山电杯气债一搂次坚系喉统逮进滑行六监肥视志、联测蹲量兵、毙控葛制捐和疾保崇护众，洋由统微底机名系顾统鸽、浪继庭电泄器县、苗电糕源薄系浇统体等漫组挂成庭的壳一移套省专继门浩的口自洒动膏装变置胀。要求届：可扔靠挺性、觉选海择概性傲、序灵胡敏访性傅、姜速萌动赤性3牵引乒变电滤所-保护遇配置非电量保阁护电量森（电流渔、电怕压龙）挡保仍护GB畜5携01芳57G汁B吩5落0辟0羽6稳2G震B豪1务4退2碍8良54接触砖网4.呜1城巷轨卷接商触竟网机的始类苹型第三策轨供吨电方傍式架空淹刚性雨悬挂晚供电盒方式架影空意柔抖性训悬滥挂蔑供池电涝方脏式主流对应律的车疼辆型甜式4接触键网4求.介1城核轨磁接险触胶网搬的到类踩型跨座式单轨非主佛流唐禁山吩磁叛悬减浮列车广州AP喂M五轨珠海地越面捕感肆应棵式野有浇轨喊电爱车4接析触衡线汇假流揪排支磨撑圈结葱构支棚持寻绝煮缘抄子支洽持握线穴夹4接盲触山网-刚畅性杏悬隆挂汇伙流祝排竭终耐端中间谜接头刚柔沈过度浸元件4接触溜网-刚性亦悬挂电分段&电分相电分肝段（肤用于印直流紫牵引治的普凡铁）1）绝撒缘锚纷段关帽节，层用于杂牵引朴变电赚所馈辞线上渴网点品；2）弟分急段艺绝堡缘未器森，做一序般零用蛛于童渡壁线俘处惰。电分巴相（阵用于AC削25革kV的歉大来铁剥和宝市养域充铁践路货）1）乏采耀用汗两普个献绝砍缘扔锚部段剧关这节义，氏形掠成蝴中惩间棉一瞎段挥中速性需段蛇（术无迟电暑区悔）亏；2）用撞两套分颗段断绝缠缘冬器，也乖可以渐形成中熟间心一洗段者中鬼性输段字（打无刃电番区幻玉）压；4接触可网-刚性垫悬挂4接触表网-柔性扮悬挂承力蜘索接锈触该线吊晴弦架空笼地线辅助腊馈线定煮位达装葛置腕臂支柱基饱础承力惨索接无触傲线吊弦架空明地线支银柱腕臂定读位淡装微置4接葛触竞网-柔农性纵悬鸦挂弓形腕臂悬挂弹性底座悬挂接触桥网-柔智性否悬追挂夫安姐装察方启式4地下车邻辆务段高千架变并电彩所趋综只合街自沟动牛化桨（P屯S严C到A蝇D制A）5杂林散丢电俭流肃（伐“柄迷距流捎”鸦）据的讨产艰生杂散躲电流居对金磨属结页构的吴腐蚀在有四食个方晓面：钢轨靠、道掏床结桑构钢岛筋、中隧道制结构雕钢筋寺、地柏网及墙地铁宗外部绵其它公山共俭设析施杂荒散屠电左流端腐溪蚀倚防宵护6堵排测采取执“以暴堵为启主，狭以排篇为辅疫，防宁堵结乡丰合，妻加强垮监测动”的痒设计网原则威：从源头上减少杂散电流限制杂散电流扩散加强金属构件腐蚀防护杂散电流检测杂宅散软电狱流效腐保蚀毛防饰护6G徒B耳5箭0召1隆5猎7易-旬2耐0教1浑3C歼J鞠J纠4画9粘-疲9占21）走行钢轨和DC1500V设备采用绝缘法安装。2）利用道床结构钢筋的可靠电气连接，形成杂散电流主收集监测网；3）利用地下车站、明挖（或矿山法）区间隧道及U型槽、桥梁结构钢筋的可靠电气连接，形成杂散电流辅助监测网；4）在盾构区间采用隔离法对盾构管片结构钢筋进行防护。5）在正线牵引变电所附近设置道床结构钢筋排流端子，以便用排流电缆将杂散电流主收集监测网连接至牵引变电所内排流柜。6）在正线牵引变电所内设置排流柜。排流柜应根据运营过程中对杂散电流腐蚀状况的监测结果判断是否投入运行。7）在车站两端、地下区间联络通道及高架区间每隔200m左右设置上、下行均流电缆；在设置牵引变电所的车站一端不再设置均流电缆。在正线同一行的两根钢轨间每隔200m左右也设置一处均流电缆。8）车辆段（停车场）应根据接触网供电分段情况确定牵引回流回路，恰当的设置回流点和均流电缆。9）车辆段（停车场）线路与正线之间、车辆段（停车场）各电化线路的库内线路与库外线路之间应设置绝缘轨缝并装设单向导通装置。电化股道和非电化股道之间、电化股道尽头线与车挡设备之间应设置绝缘轨缝。10）应设置完善的杂散电流监测系统。杂散屋电流嚼腐蚀棒防护6主所110kVGIS40.5kV开关柜配电变400V开关柜整流变上网电缆及开关地铁控制中心复示终端1500V直流开关柜架空接触网地下段钢性架空接触网供电维护机构的规划应立足于轨道交通线网规划的全局，实现维护资源的共享。考虑供电系统运行的重要性和接触网的无备用特性，应结合运营需求，适当考虑新型检测设备的概算，便于运营从周期修向状态修装换。供钢电婚车衣间7供电挑车间7防雷孙与综脱合接较地8变电所35kV母线上设置避雷器，防止雷电过电压。地下整流器正、负母线间及正母线对地间各设置一台避雷器，地面和高架牵引降压混合变电所负母线对地间增设一台避雷器。交、直流屏两段母线及重要出线回路分别设置一组浪涌保护装置。接触网高架区段接触网兼做避雷线；架空地线通过放电间隙（地电位均衡器）接地，接触线通过避雷器接地；隧道口设置避雷器；地面（高架）区段接触网上网处设置避雷器。地下车站防