项目五供电系统课件

项目五供电系统

5-1项目五供电系统

任务一：供电系统的功能（作用）？项目五供电系统

5-1供电系统的作用:1、是负责为其正常运营提供所需电能的重要部门。2、是电力牵引的电动列车，其动力是电能；3、为运营服务的辅助设施包括照明、通风、空调、排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等，也都依赖并消耗电能。根据其重要性规定为一级负荷。

由两路独立的电源供电，当任何一路电源发生故障中断供电时，另一路应保证城市轨道交通一级重要负荷的全部用电需要。组成：城市轨道交通供电系统一般包括高压供电源系统、牵引供电系统和动力照明供电系统城市轨道交通供电系统示意图项目五供电系统

任务二：任务二：能说出供电系统的基本构成城市轨道交通供电系统构成城市轨道交通供电系统高压供电系统（主变电所）内部供电系统牵引供电系统动力照明供电系统

城市轨道交通作为城市电网的一个用户，一般都直接从城市电网取得电能，无需单独建设电厂，城市电网对城市轨道交通进行供电，供电方式有集中供电、分散供电和混合供电。主变电所城市电网中压网络牵引或降压变电所高压供电系统集中式供电

在城市轨道交通沿线，根据用电容量和线路长短，建设专用的主变电所。主变电所进线电压一般为110kV，经降压后变成35kV或10kV，供牵引变电所与降压变电所。主变电所应有两路独立的进线电源。集中式供电，有利于城市轨道交通供电形成独立体系，便于管理和运营。上海、广州、南京、香港、德黑兰地铁等。三级电压制集中供电方式结构示意图110kV主变电所33kV110kV降压主变电所33kV10kV10kV牵引主变电所两级电压制集中供电方式结构示意图主变电所110kV110kV110kV主变电所主变电所10kV10kV10kV牵引、降压主变电所集中供电方式的优点：（1）可靠性高，便于集中统一调度和集中管理。（2）施工方便，维护容易，电缆敷设径路比较好走。（3）抑制谐波的效果较好。为减少谐波对电网的影响和危害，一是采用较高脉波（24脉波）整流机组，二是选用较高电压（110kV）的电源，因为大容量、高电压电网的承受能力强，同时国标规定的谐波总畸变率和谐波电压含有率比小容量、低电压电网要低得多，而且也有利于今后集中采取高次谐波防治措施。（4）计费方便、简单。采用110kV电压集中供电方式，运行管理单位与电业部门的电度计费在主变电所设总计量就行，不必在各变电所分别计量。分散式供电

在地铁沿线直接由城市电网引入多路电源构成供电系统。一般为10kV电压级。分散式供电要保证每座牵引变电所和降压变电所均获得双路电源，要求城市轨道交通沿线有足够的电源引入点及备用容量。建设中的沈阳地铁、长春轻轨、大连轻轨、北京城铁、北京八通线、北京地铁5号线等10kV牵引或降压变电所10kV10kV10kV10kV10kV10kV区域变电所混合式供电

将前两种供电方式结合起来，一般以集中式供电为主，个别地段引入城市电网电源作为集中式供电的补充，使供电系统更加完善和可靠。北京地铁一线和环线、建设中的武汉轨道交通工程、青岛地铁南北线工程等即为混合式供电方案。牵引供电系统：牵引变电所将三相高压交流电变成适合电动车辆应用的低压直流电。馈电线再将牵引变电所的直流电送到接触网上，电动车辆通过其受流器与接触网的直接接触而获得电能动力照明供电系统：提供车站和区间各类照明、扶梯、风机、水泵等动力机械设备电源和通信、信号、自动化等设备电源，由降压变电所和动力照明配电线路组成。城市轨道交通内部供电系统牵引供电系统动力照明供电系统城市轨道交通内部供电系统动力负荷有以下三大类：1、一类负荷：事故风机、消防泵、主排水站、售检票机、防灾报警、通信信号、事故照明。2、二类负荷：自动扶梯、普通风机、排污泵、工作照明。3、三类负荷：空调、冷冻机、广告照明、维修电源。

对于一二类负荷，一般由二路电源供电。三类负荷由一路电源供电。动力与照明供电系统动力与照明供电系统降压变电所动力照明降压变电所一般于站台两端设降压变电所，各负责半个车站和相邻半个区间的供电。其中一端可以和牵引变电所合建为混和变电所。两路电源可以来自主变电所，也可来自相邻牵引变电所。单母线分段，根据系统需要，也可以不设分段开关。

降压变电所的两台电力变压器，其容量应该满足：正常运行时，两台变压器分列运行，同时供电，负荷率不超过70%。当一台变压器发生故障解列时，自动切除三类负荷，另—台变压器可承担该所供电范围内的全部—、二级负荷，以保证城市轨道交通的正常运行。动力照明采用380/220V三相五线制系统（TN-S系统）配电。基本上采用放射式供电，个别负荷可采用树干式供电。一类负荷要求双电源、双电缆，供电末端自动切换，来电自复；二类负荷为双电源、单电缆；三类负荷为单电源、单电缆。§3-2牵引供电系统牵引供电系统由牵引变电所和牵引网组成。牵引网是接触网、馈电线、轨道、回流线的总称，接触网又分为架空线式和接触轨式。一、牵引变电所由于城市轨道交通列车（车辆）是以一定的速度沿区间运行的，供给一定区段内牵引电能的变电所称为牵引变电所。牵引变电所从城市轨道交通供电系统中的主变电所获得电能，经过降压和整流变成车辆所需要的直流电。（一）牵引变电所的主结线牵引变电所的主结线如图所示：牵引变电所从主变电所（或区域变电所）获得电能，两路35kV进线接入牵引变压器。牵引变压器一般采用三线圈变压器，两个二次线圈和整流器组成多相整流，可以获得比较平滑的直流电，并可降低交流正弦波形畸变和谐波干扰的问题。整流器输出的直流电正极（+）经直流高速空气开关接到直流侧的正母线上（图中+1500V），负极（—）经开关接到负母线上。接在正母线上的馈线经直流高速开关将电送到隔离开关后再送到接触网（轨）上。负母线经开关与回流线和走行钢轨接通。城市轨道交通电动列车（车辆）的受流器与接触网（轨）接触滑行时，即获得直流电。（二）牵引变电所的保护1、交流电源侧保护

交流电源侧应具有定时限和过流速断保护。2、整流机组保护

整流机组通常由一次侧交流断路器作全电流保护，该保护由瞬时过电流、定时限过电流和反比延时过负荷等阶段保护。3、直流侧保护直流侧保护采用快速空气开关保护，开关的跳闸信号采用电流变化率，即在最大值出现之前，根据电流量增加的速率提前给出跳闸信号，这种过电流保护方法称为电流增加（△I）保护。二、牵引网牵引网是牵引供电系统的重要组成部分，它是城市轨道交通供电系统中向电动列车（车辆）供电的直接环节。（一）牵引网的组成

牵引网是包括了接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线。参看图3——3。1、接触网：经过电动列车的受电器（受流器）向电动列车供给电能的导电网。2、馈电线：从牵引变电所向接触网输送牵引电能的导线。3、回流线：用以供牵引电流返回牵引变电所的导线。4、电分段：为便于检修和缩小事故范围，将接触网分成若干段称为电分段。5、钢轨：在牵引网中，利用走行钢轨作为牵引电流回流电路的一部分。接触网接触轨架空接触网上部接触式下部接触式刚性悬挂侧面接触式柔性悬挂

接触网接触网有接触轨和架空线两种形式。接触轨式接触轨是沿着走行轨道一侧平行铺设的附加第三轨，故又称第三轨式接触网。

我国的标准电压为DC750V和DC1500V两种。国内大部分第三轨式接触网电压为DC750V，广州地铁4号线采用DC1500V第三轨式接触网，这种高压第三轨受流，作为一种新技术，发展前途很大。接触轨的主要优点：电动车辆受电靴与第三轨接触面较大且对其磨损极小，故维护简单；另外修建地下线可降低净空，减小开挖土方。在地面对城市景观没有影响，适应于电压较低的制式。主要缺点：车辆不能脱离电源；电压偏低，对于大运量的车辆供电，使得牵引变电所的距离较近。第三轨式接触网是一种传统的刚性接触网，采用导电率较高的钢轨制成。但若采用DC750V电压，输点距离有限，为弥补这一缺陷，目前世界上已有60多个城市采用钢铝复合接触轨代替低碳钢接触网轨接触轨接触轨是指沿线路一侧架设的、与集电靴直接接触，供给电客车电能的复合轨。主要由钢铝复合轨、绝缘支架和防护罩组成。

钢铝复合轨连接

绝缘支架

端部弯头

钢铝复合接触轨具有以下技术优势：一是电导率高二是接触面光滑、耐腐蚀、耐磨耗，延长接触轨与受流器的寿命；三是重量轻，便于施工安装。武汉市轨道交通一号线在国内首次采用国际上最为先进的钢铝复合接触轨下部受流方式，其重量轻、电阻小、稳定性高的优点，能充分保证整条线路的能源供应。广州地铁4号线（DC1500V）、北京地铁5号线、天津地铁