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1、城市轨道交通供电,西南交通大学电气工程学院,第二章 城市轨道交通供电系统,城市轨道交通供电系统构成,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。,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
2、构示意图,两级电压制集中供电方式结构示意图,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,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。,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。
3、（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。,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
4、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,城市轨道交通牵引供电系统构成示意图,三相交流,直流,牵引变电所设两套牵引整流机组，其容量按远期运量设计。牵引整流机组的过负荷能力按IEC-146标准，城市轨道交通牵引属类负荷，其过负荷能力应满足：100%In 连续运行；150%In 2h；300%In 1min。为抑制牵引供电系统产生的谐波电流注入电网，牵引机组至少应采用12脉波整流。,
5、牵引变电所主接线一,牵引变电所主接线二,牵引网,牵引网：沿线路敷设的专为电动车辆供给电源的装置。由正极接触网供电，负极走行轨回流。世界城市轨道交通除巴黎个别线路为第四轨回流外，全都采用走行轨回流。,接触轨的主要优点：使用寿命长、维修量小，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。北京地铁采用了750V接触轨供电的方式。接触网的主要优点：安全性较好，车辆可随时落弓脱离电源；电压较高，适应于大运量系统供电。上海、广州地铁均采用了1500V接触网供电的方式。,牵引供电系统运行方式,动力与照明供电系统,降压变电
6、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
7、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。,电力监控系统 SCADA,保证控制中心对主变电所、牵引变电所、降压变电所等供电设备运行状态监视、控制和数据采集。,遥控功能选点式操作，即单控。调度员可根据站名、开关号以及动作状态进行选择操作。选站式操作，调度员通过对所控站名、动作状态的选择，按系统的运行方式发出指令，进行停送电操作。选线式操作，调度员对运行线名、动作状态进行选择，实现全线停送电操作。,遥测功能控制中心对各变电所的量值遥测。遥测的主要参数包括进线、母线、馈线的电压、电流、有功电度、无功电度、有功功率、无功功率及主变压器温度等。遥信功能变电所的各种实时信息，包括断路器开关的位置、保护信号和预告信号，通过通信网络传输到控制中心，并显示在模拟屏上。其他功能自检功能 、显示功能 、数据处理功能 、打印功能 、汉字功能 、口令功能 、培训功能,
