简述轨道交通直流供电系统的开关设备
简述城市轨道交通供电系统的组成及供电模式
简述城市轨道交通供电系统的组成及供电模式
城市轨道交通供电系统的组成如下：
（1）外部电源供电系统：提供电能为主所供电。
（2）主所或电源开闭所供电系统：将高压电降压整流后向牵引所、降压所提供中压电源，适用于集中供电。
（3）牵引供电系统：将中压交流电降压整流为直流1500V或直流
750V。
（4）动力照明供电系统：将中压交流电降压整流为220V/380V。
（5）杂散电流腐蚀防护系统：减少杂散电流并防止其对外扩散，避免电腐蚀城轨交通主体结构，并对杂散电流进行监测。
（6）电力监控系统：对全线变电所及沿线供电设备进行集中监视、控制、测量。
城市轨道交通供电系统的供电模式有：
集中式供电、分散式供电和混合式供电。
城市轨道交通的强弱电系统-四电工程
城市轨道交通的强弱电系统-四电工程城市轨道交通是一种高效、快速、安全、舒适的现代化交通工具。
为了保证城市轨道交通系统的正常运行，以及为满足未来城市轨道交通网络的扩张和发展，需要进行全面、可靠、安全的强弱电系统设计。
在轨道交通领域中最常用到的又被称为“四电工程”的强弱电系统设计。
下面将从四个方面详细介绍城市轨道交通的强弱电系统-四电工程。
一、供电系统1.供电系统的基本构成城市轨道交通供电系统由电源、送电线路、接触网、变电站、开关站、牵引变压器、道床电气设备等多个部分组成。
2.供电系统的工作原理和特点供电系统是城市轨道交通系统的核心部分，提供高电压直流（或交流）电力来驱动列车行驶。
主要特点是：变压器在交流传输过程中具有较小的电流损耗，能够满足长距离供电要求；交流供电系统具有较好的适应性，可适用于多种场合；直流供电具有升级改造方便等优点。
二、信号与通信系统1.信号与通信系统的基本构成城市轨道交通信号与通信系统主要由列车信号设备、道岔控制、信号机和通讯设备等多个部分组成。
2.信号与通信系统的工作原理和特点信号与通信系统是城市轨道交通系统的另一个关键部分，主要用于列车行驶控制和通讯。
它具有安全性高、精度高、灵活性好、实时性高等特点。
常见的信号方式有区段信号、换位信号、跟踪信号等多种方式。
三、控制系统1.控制系统的基本构成城市轨道交通控制系统包括车辆控制、列车队列控制、信号控制和中央监控等多个部分。
2.控制系统的工作原理和特点控制系统用于对车辆进行运行管理和列车流量智能控制。
它具有灵活性强、反应快捷、控制准确等特点。
控制系统的设计案采用了遥控技术，在现代化设备的基础上，更是加强了机动性和智能化程度，实现了全自动化组织和调度。
四、车辆牵引安全系统1.车辆牵引安全系统的基本构成城市轨道交通车辆牵引安全系统包括牵引变流器、牵引电机、制动系统、速度监控系统等多个部分。
2.车辆牵引安全系统的工作原理和特点车辆牵引安全系统是城市轨道交通系统中最关键的部分，主要用于控制列车的牵引和制动。
城市轨道交通直流开关及成套开关柜—直流开关
直流断 路器相 关各部 件结构 图说明
1
固定绝缘框架是由加强型玻璃纤维聚酯绝缘材料制成（体积小、质量轻、
绝缘高）
2 一次回路由一个下部连接排、一个动触头、一个上部连接排、一个静触头组成
3
瞬时过流脱扣器(大电流脱扣)
4
灭弧室
02
直流断路器相关各部件结构图说明
直流断 路器相 关各部 件结构 图说明
5
合闸装置和拨叉
05
它通过一连动杆与分闸脱扣装置相 连，连动杆带动分闸脱扣装置顶起拨 叉，使其脱离限位块
在按下紧急分闸按钮的同时联动紧 急分闸行程开关，将动作信号上传 至控制保护装置
间接脱扣动作
间接脱扣动作由SEPCOS装置发 出指令，CID与BI组成执行单元
同时SEPCOS也向CID间接脱扣 控制器（CID准备就绪即该装置 充电完毕）脱扣指令，CID向BI （间接脱扣器）放电，BI受电推 动连动杆向前运动
4
对断路器的触头应该进行特别的检查和维护。任何灰尘都必须用干抹布擦去，
如果形成大块的堆积，则应该用金属刷刮干净
5
对触头千万不能用锉刀，同时绝对禁止对触头的润滑
触头磨损
（1） 主触头，包括动、静触头都有可能会磨损掉10mm之多 （2） 但经验证明这样的情况也只会在设备连
续运行多年后才会发生
（3）
磨损将导致触头压力的减小，同时合闸装置的行程将会 增加5mm。当触头开距变为（3±0.5)mm时，主触头
04
灭弧室的检查
在更换主触头或进行周期性检查 时，也应同时仔细检查灭弧室
灭弧室入口处的状态可代表其总体状 况
只要角板的磨损没有超过其原截面的1/2，灭弧室还可以继续使用
05
北京地铁直流牵引供电系统主接线及运行方式分析
１８０数字技术与应用·理论探索·1 概述城市轨道交通供电系统，担负着为电动列车和各种运营设备提供电能的重要任务。
城轨供电系统一般划分为以下几个部分：城网中压系统、牵引供电系统和动力照明系统。
其中，牵引供电系统的功能主要是将交流中压电压经降压、整流变成直流1500V 或直流750V 电压，为电动列车提供牵引供电。
北京地铁采用的是直流750V 供电系统。
2 直流牵引供电系统主接线２．１ 系统组成750V 直流供电系统是由牵引变压器、整流柜、直流快速开关与牵引网构成的。
牵引网由馈出线、750V 直流配电柜（隧道柜）、接触轨（三轨）、缓冲箱、走行轨、均流箱、回流箱和回流线等组成。
牵引变压器和整流装置整体称为整流机组，整流机组通过总闸给750V 正母线供电，然后经分闸和馈出电缆接到直流配电柜。
直流配电柜大多安装在隧道内，故也称隧道柜或上网柜。
直流配电柜内装设了一台750V 单极隔离开关，它通过电缆，一端连接牵引变电站分闸开关，另一端通过电缆接至接触轨。
机车从接触轨受电，电流由牵引电机流出后通过轮对接到走行轨上，经回流电缆引至回流箱，然后通过电缆接到负母线，再经负极柜流回整流柜的负极，完成回流。
750V 接触轨不是一个整体，而是由断电区分开了，是分段供电的，每段称为一个供电区间。
２．２ 系统主接线形式直流牵引系统的主接线由牵引整流机组、直流开关设备等几部分组成，主接线应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。
北京地铁750V 系统主接线如图1所示，主要采用双母线系统，设有直流工作母线和直流旁路母线（备用母线），母线由两路进线供电。
75V 系统与整流器之间，正极连接为直流快速断路器，负极连接为负极柜（电动隔离开关）。
电动隔离开关为实现自动化、远方调度提供了条件。
750V 直流母线上设置四路馈出线，分别向上、下行接触轨供电。
馈线开关采用直流快速断路器，经上网柜后于接触轨相连，上网柜内装设了直流750V 单极隔离开关，可以起到隔离电源的作用。
城市轨道交通供电系统的组成与各部分功能
牵引系统的供电方式
• 单边供电：城市轨道交通接触网在每个牵引变电所附近由 电分段进行电气隔离，分成两个供电分区，每个供电分区 称为一个供电臂。如果列车只从所在供电臂的一个牵引变 电所获得电能，这种供电方式称为单边供电。 • 双边供电：如果一个供电臂同时从相邻两个牵引变电所获 得电能则称为双边供电。 • 一般设计只在车辆段内采取单边供电，正线均采用双边供 电方式。
•
各车站的机电设备则由各站降压变电所将35KV或10KV电压降为 380/220V对动力、照明等供电.目前多数城市采用集中供电方式。
2. 分散式供电方式:
•
该方式是指地铁不设主变电站,而直接由城市电网沿线 的区域变电站中的10KV(或35KV)中压线路直接向地铁 沿线各站进行供电,并形成环网。 该方式的环境必须是城市电网比较发达，在个车站附近 有可靠的供电电源。其中中压电网的电压等级应与城市 电网的电压等级相一致。 混合供电方式 即是上述两种供电方式的混合，即指一条轨道交通线路， 一部分采用集中供电，另一部分采用分散供电。
不影响另一套机组的检修。 在一套整流机组运行的情况下，可以降低能耗，降低轨电 位，减少杂散电流的影响。但是增加谐波含量。
牵引降压混合变电所的结构
3. 降压变电所的运行方式
典型降压变电所的主结线见图 35KV侧为单母线分段。0.4KV除跟随所外降压所外，也都 是单母线分段结构。每个降压变电所均设两台动力变压器， 分别负责本所半个车站和半个区间的动力照明负荷的供电。 正常运行时两台变压器独立运行同时供电。当任一 台动力 变压器因故障退出时，母联断路器自动投入，由一台变压 器承担全所的一、二级动力照明负荷供电。
城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统概述城市轨道交通供电系统是城市轨道交通运营的重要基础设施之一。
它负责为城市的地铁、轻轨等轨道交通提供稳定可靠的电力供应。
供电系统的设计与运营对于轨道交通系统的正常运行和乘客的出行安全至关重要。
本文将重点介绍城市轨道交通供电系统的组成和原理、供电方式以及相关设备和技术等内容。
组成和原理城市轨道交通供电系统主要由以下几个组成部分组成：电源系统是城市轨道交通供电系统的核心组成部分，负责为整个供电系统提供稳定的电力。
常见的电源系统包括接触网供电系统和第三轨供电系统。
•接触网供电系统：通过架设在轨道上方的接触网，通过配电设备提供电力给列车供电。
•第三轨供电系统：在轨道的一侧或两侧铺设一根导电轨，列车通过集电装置与导电轨接触，实现电能传递。
2. 配电系统配电系统负责将电源系统提供的电能，在整个轨道交通线路上进行合理分配。
配电系统通常包括变电站、变压器、开关设备等，在供电过程中起到调节电能和保护设备的作用。
线路系统是城市轨道交通供电系统的输电线路，包括主干线、支线和馈电线等。
这些线路通过导线将电能输送到不同的供电区域，确保整个供电系统的稳定性和可靠性。
4. 集电装置集电装置是连接列车和供电系统的关键设备，由于列车在运行过程中需要实时获得电力供应，因此集电装置可以通过与接触网或第三轨建立导电接触来获取电能，并将其传送到列车的牵引设备中。
供电方式根据城市轨道交通供电系统的不同设计和实际情况，可以有以下几种常见的供电方式：1.直供直流供电方式（常用于地铁）：以直流电方式供电，电压较高，通常为600V、750V或1500V，通过第三轨或接触网提供电能。
2.直供交流供电方式（常用于轻轨）：以交流电方式供电，电压较低，通常为380V或750V，通过接触网提供电能。
3.高速铁路供电方式：通常使用交流电方式供电，电压较高，通常为25kV，通过接触网提供电能。
相关设备和技术城市轨道交通供电系统涉及到的设备和技术非常多样化，其中一些关键的设备和技术包括：•变电站：用于将电网的高压电能转换为供电系统所需的低压电能。
城市轨道交通供电系统设备及其应用探析
城市轨道交通供电系统设备及其应用探析城市轨道交通供电系统是城市轨道交通的重要组成部分，它为城市轨道交通提供了稳定、可靠、高效的电力供应。
城市轨道交通供电系统主要由供电设备、牵引设备和配电设备组成，本文将针对这三种设备进行详细介绍。
一、供电设备城市轨道交通供电系统的供电设备主要包括变电站、架空线缆、绝缘栅、接触网等。
1、变电站变电站是城市轨道交通供电系统的核心设备，其主要功能是将电力从高压电网升压变成适合城市轨道交通使用的低压电力，同时进行定时计量和监控，确保城市轨道交通电力供应的准确性和可靠性。
变电站的选址、设计和建设需要充分考虑城市轨道交通线路的规划和运营需求，以确保供电系统的高效运行和安全稳定。
2、架空线缆架空线缆是城市轨道交通供电系统中贯穿全线的一种供电设备，其主要作用是将变电站输出的电力传递到城市轨道交通的每个区间供电子站。
架空线缆的选用要考虑线路的特点和工程难度，以确保供电系统的连续性和可靠性。
3、绝缘栅绝缘栅是城市轨道交通供电系统中保护设备和人员安全的关键设备。
其主要作用是将零线和接触网隔离，防止电流串通和人身触电事故发生。
绝缘栅的设计和选用要考虑城市轨道交通线路的特点和交通流量，以确保供电系统的安全和可靠性。
4、接触网二、牵引设备1、电动机电动机是城市轨道交通牵引系统的核心设备，其主要作用是转化电能为机械能，带动轨道交通行驶。
电动机的选用要考虑车辆的质量和速度要求，以确保系统的高效和稳定。
2、变频器3、牵引控制器牵引控制器是城市轨道交通供电系统中的重要控制设备，其主要作用是将变频器输出的电流测量并控制在一定范围内，确保城市轨道交通系统的控制和工作状态。
1、配电柜2、高压开关柜总之，城市轨道交通供电系统设备的选用和应用对于城市轨道交通运营的安全和稳定至关重要。
城市轨道交通供电系统的设备和技术应不断更新和改进以满足不断变化的城市轨道交通需求。
地铁供电系统概述
仪 表 继 保 工 区
微 电 子 工 区
6.2 供电车间维修对象
为了保障供电系统设备的正常运行，需要在本线设置供电设备维护机构，该 机构的主要任务是承担本线供电系统（主变电所、牵引系统、电力监控、接 触网）设备的运行管理、日常维护检修及事故发生后的现场抢修等工作，其 职能是保证供电设备安全可靠地供电。
为保证旅客和工作人员的人身安全，正线每座车站设 钢轨电位限制装置。
2.6 2号线一期工程变电所分布图
3、供电系统运行方式
3.1 正常运行方式
每座主变电所的两路电源进线和 两台主变压器同时分列运行，负 担各自供电分区的牵引负荷和动 力照明负荷。
3、供电系牵引变电所中的两套整流机组并联工作组成等效24脉 波整流方式；正线相邻牵引变电所对正线牵引网实行双边 供电。黄兴车辆段内牵引网由黄兴车辆段牵引变电所供电。
3.2 故障运行方式
当正线任一座牵引变电所解列时（不含汽车西站牵引变 电所和光达牵引变电所），由相邻的两座牵引变电所越 区构成“大双边”供电。
3.2 故障运行方式
当望城坡站牵引变电所解列时，由西湖公园牵引 变电所单边供电支援；待二期投入运营后，可由 新建的相邻牵引变电所和西湖公园牵引变电所实 现双边供电支援。
3.混合供电方式：指一条轨道交通线路，一部分采用集中供 电方式，另一部分采用分散供电方式。
2、供电系统构成及功能
2.1 供电系统构成
地铁供电系统包括给地铁 运行主体的车辆及辅助系统 （如通信、信号、动力照明 、环境控制等）提供电能的 牵引供电和变配电系统。
供电系统包括： 主变电站 供电系统中压网络 牵引及降压变电所 接触网 电力监控（综合自动化） 杂散电流腐蚀防护 供电车间
（3）系统电压大大下降，破坏工作稳定性或影响产品 质量；
城市轨道交通直流系统保护配置及分析
城市轨道交通直流系统保护配置及分析摘要：城市轨道交通供电直流系统在运行过程中，可能发生各种故障和不正常运行状态，会引起系统事故发生，对电气设备和人身安全造成威胁。
直流供电系统的控制和保护对确保轨道交通的安全、可靠运行，具有举足轻重的作用。
针对直流系统的故障形式，对直流系统进行保护配置，并分析各保护的功能。
关键词：城市轨道交通；供电直流系统；保护配置；故障中图分类号：U121文献标识码：A1保护配置典型的牵引变电所电器主接线图如图1所示，牵引变电所将主变电所送来的三相交流电（35KV或10KV）经过降压和整流后变为1500V或750V的直流。
图1 典型牵引变电所电器主接线图牵引变电所内的直流保护系统必须在系统发生故障时快速、准确地切除故障，同时又要避免列车正常运行时保护装置误动作[1]。
直流保护安装在开关柜中，通常保护配置如下。
1.1正极柜正极柜又称为进线柜，如图1中的201、202开关柜。
正极柜的作用是控制直流母线与车站变电所之间的通断，柜内主要由直流快速断路器（或电动隔离开关）、分流器、避雷器、测量与控制单元组成。
正极柜内的主要保护有：大电流脱扣保护、逆流保护。
1.2负极柜负极柜如图1中的2011、2021开关柜，柜内装有手动（或电动）隔离开关，并根据需要设置一套框架泄漏保护装置。
正极柜内的主要保护有：框架泄漏保护、接地保护。
1.3馈线柜馈线如图1中的201、202、203、204开关柜，安装在整机母线和接触网馈出电缆之间，其内配置正极母线、直流快速断路器及相关保护、控制设备。
馈线柜内的主要保护有：大电流脱扣保护、DDL保护、定时限过流保护、低电压保护、接触网热过负荷保护、联跳、自动重合闸。
1.4轨电位限制装置轨电位限制装置用于限制钢轨和地面之间产生较高的电压差，其电压检测及接触器主触点均接于钢轨和地之间[2]。
2保护功能以KF1300直流保护测控装置为例，对直流开关柜内的保护功能进行分析。
2.1大电流脱扣监视大电流脱扣监视用于快速切除近端短路的故障，安装在断路器本体内。
地铁供电系统概述
地铁供电系统概述电网供电系统是地铁供电系统的起点，它负责将电能从电厂输送到变电所。
电网供电系统通常包括输电线路、变电站和配电网等。
输电线路将高压电能从电厂输送到变电站，变电站则将高压电能变压并降低电压传输到地铁供电系统。
接触网系统是地铁供电系统的重要组成部分，它负责将电能从变电所传输到地铁列车。
接触网系统主要由接触网支柱、悬挂装置、接触网线路、接触网触头等组成。
接触网支柱起到支撑接触网线路和触头的作用，悬挂装置用于悬挂接触网线路和触头。
接触网线路是输送电能的主要通道，接触网触头则与地铁列车上的集电装置接触，将电能传递给地铁列车。
变电所是地铁供电系统的核心设施，它将电网供电系统的电能进行变压和分配。
变电所通常包括变压器、低压开关设备、保护设备等。
变压器起到变压作用，将高压电能变为适用于地铁的运行电压。
低压开关设备用于实现对供电线路的开关和保护控制。
保护设备用于保护地铁供电系统的安全和可靠运行。
牵引供电系统是地铁供电系统的重要组成部分，它负责将电能从接触网系统传送到地铁车辆上的电动机。
牵引供电系统包括牵引变流器、牵引变压器、牵引电机以及牵引电缆等。
牵引变流器将交流接触网电能转换为直流电能供给地铁列车牵引电机。
牵引变压器起到变压作用，将高压牵引电能变为适用于地铁列车的运行电压。
牵引电机通过电缆与牵引变流器和牵引变压器相连，将电能转换为动力，驱动地铁列车运行。
地铁供电系统的设计和运行需要充分考虑能效和环保。
一方面，地铁供电系统要尽可能降低能量损耗，提高供电效率。
另一方面，地铁供电系统要选择环保的能源并采取相应的节能措施。
例如，可以选择清洁能源供电，减少对化石能源的依赖；可以采用能量回收技术，将制动能量转化为电能并反馈回电网；还可以优化供电系统的设计和运行，减少电能损耗。
总而言之，地铁供电系统是地铁运行的重要组成部分，它负责为地铁列车提供稳定可靠的电力供应。
地铁供电系统的设计和运行需要充分考虑能效和环保，尽可能降低能量损耗，并选择环保的能源。
城市轨道交通供配电系统
五、降压变电所
将区域变电所或主变电 所所输出的中压等级电 压降压变成低压交流电, 并通过配电所（室）分 配给各种设备用电。
电压V
直流 系统
标准 750 1500
最低 500 1000
最高 900 1800
3000
2000 3600
2.交流制：一般多用于电气化铁路牵引供电方式（距 离远、需装车载整流装置）
地铁变电所（室）一般是在地铁沿线设置 的，地铁变电所（室）可以建在地下，也可 以建在地面，地铁变电所（室）尤其是地下 变电所（室）在防火方面都有一定的要求。 地铁变电所（室）根据不同类型分为三种基 本类型: 高压主变电所（室）、牵引变电所 （室）和降压变电所（室）。地铁变电所 （室）是由各种不同用途的电气设备按照一 定的电气主结线联结而构成的。
变电所和接触网是城市轨道交通供电系 统中最重要的组成部分。
三、城市轨道交通供电制式简介
轨道交通采用直流供电, 因为直流电适合 于电气牵引的调速要求, 而且直流牵引接 触网结构简单, 建设投资少, 电压质量高。
我国国家标准采用DC750V和DC1500V两种。
1.直流制：采用IEC国际电工委员会标准，见表，如上 海为1500V
母线常用颜色标记识别，在三相交流系统中：黄线——A相，绿 线——B相，红线——C相；
在直流系统中：红色——正极，蓝色——负极，黑色——零线 及接地线。
5.熔断器：是一种过负荷和短路电流导致熔体发 热熔断的保护电器。
6.电压互感器：又称压变，是电气测量，控制和 保护回路用的变压器。
城市轨道交通直流供电的控制和保护系统
城市轨道交通直流供电的控制和保护系统内容摘要：摘要直流供电的控制和保护系统对确保轨道交通的安全、可靠的运行,具有举足轻重的作用。
同时它也是轨道交通供电自动化系统的一个组成部分。
简要介绍了直流供电的控制和保护系统的基本原理和一种先进的基于可编程控制器(PLC)的控制和保护装置SEPCOS。
叙词:轨道交通直流供电控制和保护1 引言城市轨道交通系统包括地铁、轻轨、有轨电车、独轨等。
轨道交通具有运载能力大、噪音废气污染小、运行快速准时、占用土地少等独特优势,它不仅能缓解大中城市日益拥挤的交通状况,而且大大推动了城市的经济和社会的发展。
轨道交通采用直流供电。
直流供电系统包括直流开关柜、控制和保护系统、直流电缆、接触网等。
其中控制和保护系统对确保轨道交通的安全、可靠的运行,具有举足轻重的作用。
它一方面确保向地铁列车提供安全可靠的供电,减少甚至消除不必要的停电时间,从而提高经济效益;另一方面当发生故障时,能迅速切除故障,从而确保了旅客的人身安全和列车、设备的安全。
随着电子技术、计算机技术的发展,人们采用微处理器实现了电流上升率和电流增量等保护,极大地提高了供电保护的可靠性和准确率。
目前最先进的方法是采用基于可编程控制器(PLC)的数字式继电保护装置取代传统的继电器等保护装置,从而大大提高了可靠性、保护性能以及配电自动化程度。
本文叙述了基于PLC直流供电的控制和保护系统的基本原理,简要介绍了一种先进的控制和保护装置SEPCOS。
2 原理2.1 控制系统控制系统通常仅用于开关设备的电气分合闸,根据系统的状态和规定的要求,允许或禁止合闸操作。
控制功能与PLC的控制程序有关。
(1)分合闸。
分合闸操作(ON/OFF指令)由电保持型断路器和磁保持型断路器来完成。
电保持型断路器的合闸线圈为长期通电型,其合闸程序为:PLC 输出1s脉冲,使合闸线圈得电,然后通过减少流过合闸线圈的电流(保持电流)使断路器保持在合闸位置。
磁保持型断路器的合闸线圈为短时通电型,其合闸程序为:输出1s脉冲,合闸线圈得电,断路器合闸,合闸后合闸线圈失电;其分闸程序为:输入1s脉冲,分闸线圈得电,断路器分闸,分闸后分闸线圈失电。
地铁一号线直流1500V供电概述.
小车维护
1、由电弧引起的损耗 （1）检查的频率 可根据设备开断的次数或投入运行的时 间决定。
（2）更换部件的要求
（3）维护过程 对断路器的触头应该进行特别的检查和 维护。任何灰尘都必须用干抹布擦去，如 果形成大块的堆积，则应该用金属刷刮干 净。 对触头千万不能用锉刀，同时绝对禁止 对触头的润滑。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ重合闸
di/dt ΔI
≥1
直流馈出断 路器跳闸
起动线路 测试
是否 永久性 故障
永久性 故障
闭锁重合闸
（故障排除后，需要就 地或者远动复归，才能 操作 ）
重合闸不成功或 者解除重合闸
被跳所相应馈出断路 器不能合闸 （故障排除后，需要就 地或者远动复归，才能 操作 ）
接收到主跳 所联跳信号
被跳所相应直流 馈出断路器跳闸
正极柜
• 正极柜也称进线柜，用于安装整流器正极 和正极母线间的开关设备。整个开关柜有 电动隔离开关、分流器、避雷器、测量与 控制单元等。在电动隔离开关上方安装了 一个隔离放大器U12用于检测进线柜与整流 器之前是否存在反向电流。
正极柜参数
机组正极电动隔离开关联锁关系及分合闸条件
机组35KV断路器分闸位置 相应的机组负极手动隔离开 关合闸位置
&
机组正极电动隔离开关可以分合 闸操作
正极手柄
正极手动手柄 插入位置
正极隔离开关
隔离放大器
熔断器
负极柜
负极柜是将整流器出来到负极通过母排将 整个1500V系统连接在一起。与负载一起 构成闭合电路。负极柜分合只能手动操作 。
负极柜参数
机组负极电动隔离开关连锁关系及分合闸条件
相应的机组正极电动隔离开关 分闸位置
城市轨道交通供电系统开关电器设备
降低操作时的过电压。
（5） 隔离开关结构应简单，动作要可靠。
（6） 带有接地刀闸的隔离开关必须装设联锁机构，以保证隔离开关的正确操作。
3. 隔离开关的分类
01
M0级隔离开关。M0级隔离开关是指具有1 000次操作循环的机械寿命，适合在输配
电系统中使用且满足一般要求的隔离开关。
M1级隔离开关。M1级隔离开关是指具有3 000~5 000次操作循环的延长机
7. 三工位隔离开关
76%
三工位隔离开关其实就是整合了隔离开关和接地开关两者的功能，
并由一把刀来完成，这样就可以实现机械闭锁，防止主回路带电合地刀，
因为一把刀只能在一个位置，而不像传统的隔离开关，主刀是主刀，地
刀是地刀，两把刀之间就可能出现误操作。而三工位隔离开关用的是一
把刀，一把刀的工作位置在某一时刻是唯一的，不是在主闸合闸位置，
02
械寿命的隔离开关，主要用于隔离开关和同等级的断路器关联操作的场合。
03
M2级隔离开关。M2级隔离开关是指具有10 000次操作循环机械寿命的隔离开关
，主要用于隔离开关和同等级的断路器关联操作的场合。
3. 隔离开关的分类
隔离开关的分类如表2-8所示
表2-8隔离开关的分类
4. 国产隔离开关的型号与技术参数
就是在隔离位置或接地位置，避免了误操作的可能性。
7. 三工位隔离开关
图2-69CN36-12D系列隔离开关 的外形
以CN36-12D系列隔离开关为例，其外形如图2 69所示。 该开关由焊接底架、触刀、支柱绝缘子、轴承座、汇流排、触头 座、导电套管、轴、拉杆、停挡、拐臂、接地触刀等组成。焊接 底架是由4 mm厚的钢板折弯并与角钢焊成的矩形框架，支柱绝 缘子、套管、轴承座等安装在焊接底架上，导电套管采用环氧树 脂压力注射成型（简称APC工艺）使导电杆与环氧树脂紧密结合。 触座部分直接与支柱绝缘子连接，调整简单，分、合闸时，只要 操作手柄转动与轴相连的拐臂，通过连杆带动触刀旋转达到合闸、 隔离、接地的位置，从而保证维修时工人的绝对安全。导电部分 主要由触刀和触头组成，触刀由两块铜板固定在导电套管导电杆 上，外加磁锁板，从而加强触刀的刚性，使其在通过短路电流时， 具有良好的动热稳定性。触刀对触头的接触方式采用球点接触， 降低了装配时的工艺难度，保证了接触的良好。该开关可垂直、 水平安装在柜内。
地铁变电所各个设备的作用（1）
地铁变电所各个设备的作⽤（1）⼀．1500V直流开关柜概述直流1500V供电系统中，由1500V直流开关柜、整流变压器、整流器、排流柜等主要设备组成。
1500V直流开关柜为具有标准防护等级的⾦属封闭结构，包含正极柜(进线柜)、馈线柜和负极柜。
断路器或电动隔离开关的操作设备和控制、测量、保护元件，以及母排、电源和辅助连接等⼆次元件。
这些设备除完成当地控制、测量保护功能所需的必要元件外，还装设为实现远⽅监控所必须的各种转换开关和数据传输、电光转换所必须的元件，如协议转换和光电转换模块等。
直流快速断路器均提供直接瞬时过电流脱扣器和间接快速脱扣器，装于断路器本体内，由综合测控保护装置或机械装置操控。
每个直流断路器所有辅助接点均接到低压室端⼦排上，且具有“运⾏”、“试验”、“移开”三个明显的位置和标志。
⼿车⼊柜后有两个机械定位：试验位和运⾏位，两个位置均能由带扭转弹簧的机械锁定／解锁连杆可靠锁定。
1. 1500V直流开关柜(1) 馈线柜馈线柜是安装于1500V直流正极母线与接触⽹上⽹隔离开关之间的设备，其内配置1500V正极母线、直流快速断路器、分流器以及微机综合保护控制装置Sitras Pro （该装置为多CPU结构⽅式，实现保护、监视、控制、测量、通信等功能），实现向牵引⽹直流馈电的控制和保护。
(2) 进线柜(正极柜)进线柜是⽤于连接整流器阀侧正极与1500V正极母线间的开关设备，实现整流机组向1500V直流正极母线馈电的控制。
进线柜采⽤电动隔离开关，其合／分操作与35KV整流变开关有硬接线的电⽓联锁。
还有⼀组PLC S7-200，可对正极柜内的电动隔离开关进⾏控制，并实现各柜信号收集、电流采集及正极电动隔离开关的控制功能。
(3) 负极柜负极柜是连接于整流器阀侧负极与回流钢轨之间的开关设备，柜内装设⼿动隔离开关，开关柜前部设可锁住的⾦属门，上部有⼀个低压元件室。
负极柜内还设置⼀套Simatic S7-300 PLC，⽤于框架故障保护、信息(隔离开关位置等)采集和变电所综合⾃动化系统进⾏通信，具有与当地PC机和所内综合⾃动化SCADA系统进⾏通信的两个独⽴的标准通信接⼝。
轨道交通电力牵引传动及开关设备的发展概述
轨道交通电力牵引传动及开关设备的发展概述1. 引言轨道交通是现代城市中不可或缺的交通方式，其电力牵引传动系统是保证列车运行的重要组成部分。
随着科技的进步和社会的发展，轨道交通电力牵引传动及开关设备也在不断演进和改进。
本文将对这些方面的发展进行概述。
2. 传统电力牵引传动系统传统的轨道交通电力牵引传动系统由电动机、电力变换装置和控制系统组成。
电动机负责提供动力，电力变换装置将输入的交流电转换为列车所需的直流电，控制系统则对电力牵引系统进行控制。
3. 发展趋势3.1 高效能电力牵引传动系统为了提高列车的能效和运行效率，研究人员不断寻求高效能的电力牵引传动系统。
这些系统利用先进的电机技术、高效的电力变换装置以及智能化的控制系统，以实现更低的能耗和更短的运行时间。
3.2 新能源在轨道交通中的应用新能源技术在轨道交通领域的应用也是当前的一个研究热点。
太阳能、风能等可再生能源被广泛应用于轨道交通电力牵引传动系统中，以降低对传统能源的依赖，并减少对环境的影响。
3.3 智能化控制系统随着人工智能技术的迅速发展，智能化控制系统在轨道交通电力牵引传动中的应用也不断提升。
智能化控制系统可以通过收集各种传感器的数据，实时监测列车的运行状态，并根据需要进行智能调整，以提高系统的可靠性和安全性。
4. 开关设备的发展开关设备在轨道交通电力牵引传动系统中起着关键作用，其稳定性和可靠性对系统运行至关重要。
随着技术的发展，开关设备也在不断进化。
4.1 高压断路器高压断路器是电力系统中一个重要的开关设备，它具有快速断开和连锁控制的功能。
随着轨道交通电力牵引传动系统的发展，对高压断路器的要求也越来越高，需要其能够稳定地断开高电流，并可靠地控制整个系统的通断状态。
4.2 智能开关设备智能开关设备是近年来的一个新兴领域，它利用先进的传感器和控制技术，可以实现对开关设备的远程监测和智能控制。
这种智能开关设备能够及时检测到电力牵引传动系统中的故障，并自动切换至备用系统，以确保列车的正常运行。
简述轨道交通直流供电系统的开关设备
轨道交通直流供电系统的开关设备简述摘要轨道交通的供电系统包括高、中、低压交流供电系统、直流供电系统以及电力集中监控系统（SCADA）等。
直流供电系统中的电器设备包括整流器、直流快速断路器、直流开关柜等。
本文简要介绍了直流供电系统的关键性设备——直流开关柜（KMB、MB、NPMPD）以及直流快速断路器（UR、HPB）。
关键词直流供电系统直流快速断路器直流开关柜一.引言城市轨道交通是指在轨道上行驶或以导向系统行驶的、服务于城市的交通。
一般认为, 城市轨道交通包括轻型轨道、高架铁路和地下铁路等几种形式。
其中轻型轨道交通是一种轻型车辆的城市快速轨道交通方式, 国际上通称Light Rail Transit（LRT）, 近年来在国内外发展很快。
它以外部电源为动力, 以钢轮、钢轨为导向。
其主要设施在地面, 部分路段可能还设置成高架铁路, 有的则进入地下(但通常所占比重不大)。
它不与其他地面车辆混杂行驶, 要求线路是全隔离或基本隔离。
地下铁路系统则要求更高, 完全隔离, 全部或大部分线路设置在地面以下, 而且对线路、站台、行车控制等都有特殊的要求。
在过去的20年里, 城市轨道交通得到了空前的发展, 许多城市的交通系统趋向成熟, 解决了大量的技术、设备、资金和管理难题。
据不完全统计, 现在已有不少于200 座城市正在积极地从事各种轨道交通的规划和修建工作, 规划的线路总长度达7000 km 以上。
从目前的态势看, 轨道交通将成为世界城市交通的发展方向。
城市轨道交通之所以为世人所青睐, 是因为它有着其他交通工具所无法比拟的优点: 快捷、准时、安全、舒适、运量大、能耗低且污染轻。
轨道交通的供电系统包括高、中、低压交流供电系统、直流供电系统以及电力集中监控系统(SCADA)等。
直流供电系统中的电器设备包括整流器、直流快速断路器、直流开关柜等。
本文简要介绍了直流供电系统的关键性设备—直流开关柜（KMB、MB、NPMPD）以及直流快速断路器（UR、HPB）。
轨道交通直流断路器简介
国内外轨道交通直流断路器背景
过去认为直流供电设备的需求量较小，而产品开发、研制、试验费用相对较高， 相对于交流供电系统，针对直流配电设备的基础理论研究不足，相关技术开发与产 品设计长期处于滞后的状态，造成了直流开断技术的落后现状，使其已经成为中压 直流供电系统发展中的一大瓶颈问题。
目前，国内轨道交通1800V 的直流断路器几乎全部为赛雪龙(SECHERON)、 GE 等国外跨国公司垄断，垄断价格居高不下。
交大轨道交通直流断路器研制情况
直流断路器开断原理：采用了空气介质中灭弧栅灭弧的原理，利用灭弧室气流 场和磁场的吹弧作用，驱动电弧进入铁磁栅片，切割冷却，最终实现电弧的冷却和 熄灭，达到分断线路电流的功能。
大容量直流断 路器动热稳定
提升技术
快速分闸与防 冲击技术
中压直流大电 流灭弧技术
空气中压大容 量开断关键技
地铁和轻轨作为城市轨道交通中便捷的交通工具，具有方便、快捷、污染小、 能耗少、噪声低、运输量大等许多优点，是解决我国大中城市日益严重的交通问题 的一项有效措施。截止2012 年末，我国已有北京、上海、天津、重庆和西安等16 个城市开通城市轨道交通运营线路64 条，总运营里程达1980 公里。未来十年将是 我国城市轨道交通大发展的时期。预计到2020 年，国内将有约40 个城市发展轨道 交通，总规划里程7000 多公里。
术
中压直流临界 电流灭弧技术
谢谢!
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
公慎而立 敬事而信 团队创新
30004200源自40国内外轨道交通直流断路器背景
SECHERON公司产品
国内外轨道交通直流断路器背景
GE公司产品——GErapid
GErapid在轨道交通直流牵引变电站中的应用 （安装于抽出式小车上）
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轨道交通直流供电系统的开关设备简述摘要轨道交通的供电系统包括高、中、低压交流供电系统、直流供电系统以及电力集中监控系统（SCADA）等。
直流供电系统中的电器设备包括整流器、直流快速断路器、直流开关柜等。
本文简要介绍了直流供电系统的关键性设备——直流开关柜（KMB、MB、NPMPD）以及直流快速断路器（UR、HPB）。
关键词直流供电系统直流快速断路器直流开关柜一.引言城市轨道交通是指在轨道上行驶或以导向系统行驶的、服务于城市的交通。
一般认为, 城市轨道交通包括轻型轨道、高架铁路和地下铁路等几种形式。
其中轻型轨道交通是一种轻型车辆的城市快速轨道交通方式, 国际上通称Light Rail Transit（LRT）, 近年来在国内外发展很快。
它以外部电源为动力, 以钢轮、钢轨为导向。
其主要设施在地面, 部分路段可能还设置成高架铁路, 有的则进入地下(但通常所占比重不大)。
它不与其他地面车辆混杂行驶, 要求线路是全隔离或基本隔离。
地下铁路系统则要求更高, 完全隔离, 全部或大部分线路设置在地面以下, 而且对线路、站台、行车控制等都有特殊的要求。
在过去的20年里, 城市轨道交通得到了空前的发展, 许多城市的交通系统趋向成熟, 解决了大量的技术、设备、资金和管理难题。
据不完全统计, 现在已有不少于200 座城市正在积极地从事各种轨道交通的规划和修建工作, 规划的线路总长度达7000 km 以上。
从目前的态势看, 轨道交通将成为世界城市交通的发展方向。
城市轨道交通之所以为世人所青睐, 是因为它有着其他交通工具所无法比拟的优点: 快捷、准时、安全、舒适、运量大、能耗低且污染轻。
轨道交通的供电系统包括高、中、低压交流供电系统、直流供电系统以及电力集中监控系统(SCADA)等。
直流供电系统中的电器设备包括整流器、直流快速断路器、直流开关柜等。
本文简要介绍了直流供电系统的关键性设备—直流开关柜（KMB、MB、NPMPD）以及直流快速断路器（UR、HPB）。
二．直流供电原理与要求轨道交通使用直流供电。
多年来，串联绕组整流式电机因其启动转矩大，特别适于牵引，一直作为一种理想的驱动装置。
对于直流，供电导体（电感为1～4mH/Km）上的压降仅取决于电阻。
现在电力电子技术已得到快速发展，因而我们可以用电压和频率都可变的电源给三相交流电机供电，但电力传输仍以直流形式。
目前变频变压(VVVF)交流传动技术在国外已经成熟，并得到普遍应用。
供电导体（架空接触线或接触轨）的额定电压按DIN 57115第一部分的推荐值选取。
作为一般原则，有轨电车的电压为690V，中小客运量的地铁电压为750V，客运量的地铁电压为1200V或1500V，也有3000V。
电压允许波动范围为+12%～-30%。
额定电流下，整流器的额定电压比供电导体的额定电压高5%～10%。
刹车时，火车头将能量反馈到DC网络上，从而使电压增高。
仅少数情况下，通过转换器将刹车能量反馈至三相交流系统中。
对直流供电的铁路，铁轨作为汇流导体，大多数铁路将系统负极连接至铁轨.较老的铁路，也有将系统正极接地。
根据有关规定，供电导体必须分为若干段，且能单独隔离。
因短时过载而失电的路段，电源必须能自动恢复。
这就需要直流开关装置。
三．直流供电系统的关键电器装置1.整流器城市轨道交通牵引供电系统整流器全部采用三相全波桥式整流，选择平板式二极管，而且一般采用国内最高品质的产品。
牵引供电系统整流器采用自然风冷式，用于户内安装。
单台整流器由两个三相六脉冲全波整流桥组成。
其中一个整流桥接至整流变压器二次侧星形绕组，另一个整流桥接至整流变压器二次侧三角形绕组。
两个整流桥并联连接构成十二脉波整流。
两台整流器并联运行构成等效二十四脉波整流。
IEC 146规定了多种负载等级（过载能力）。
通常使用的是VI级（铁路重载）：3倍额定电流，1min；或1.5倍额定电流，2h。
一般情况下，三相全波桥式整流预期（或理想）功率因数和脉波数的关系：脉波数越多，功率因数越高。
目前所采用的整流机组的功率因数都满足大于0.95的要求。
见下表为三相全波桥式整流预期功率因数：对于大容量负载，一般采用将两个三相全波桥式整流机组并联或串联。
如：1500V的上海地铁、广州地铁等，750V的武汉高架轻轨等。
在正常操作中，电流谐波（特别是高次谐波）作为一种能量会使电缆内耗加大，电缆发热；损耗变压器铁芯，使变压器出现过热；电动机转子振动，效率降低，进而缩短电缆、电机、变压器的使用寿命。
这些都会降低系统的功率系数。
为了提高输出直流的质量，减少谐波，减少对城市电力系统的影响，一般采用12、24脉波整流电路。
更由于采用24脉波跟采用12脉波相比，可以更有效减少高次谐波，提高电源质量和功率因数，目前城市轨道交通供电系统，不再采用十二脉波整流机组，而是采用二十四脉波整流机组，已达到经济运行的目的。
2.直流断路器DC断路器为机械式、单相快速断路器。
1000～6000A的断路器，其响应时间仅为几个毫秒。
瑞士赛雪龙公司生产的断路器有UR系列（500～4000A）和HPB系列（4500～6000A）。
它是一种双向、单极快速直流空气断路器。
如图一为UR与HPB应用范围图示。
UR和HPB型直流快速断路器特别适用于直流牵引配电网络中，作为接触网和铁轨的保护以及故障区域的隔离。
UR和HPB型直流快速断路器设计紧凑，占用空间小。
另外，它既能用线路故障探测器探测，也能和线路测试以及自动重合闸装置相连。
由于其抗振动及抗冲击性特点，UR和HPB可以安装在牵引机车上。
其设计紧凑合理，反应速度快，灭弧时间短，成为牵引机车优良的开断保护装置。
1105、1130——导体连接排；1200——直接过流脱扣器；1330——限位叉；1123——棘爪；5805——金属栅片；5803——消电离板；5800-灭弧室；710——分闸弹簧；400——辅助开关；336——接触弹簧；335——中心传动杆；330——合闸线圈；1120——动触头；图二为DC断路器UR36/40原理图。
它采用了电磁吹弧、电动操作系统、直接瞬时过流脱扣、间接快速脱扣（可选项）和空气自然冷却方式等技术。
UR和HPB系列断路器设计简洁，绝缘性高，并遵循用于固定安装的EN50123/IEC61992标准和用于机车的EN/IEC60077标准，从而确保UR和HPB系列断路器具有高可靠性和极长的使用寿命。
图三、图四为UR和HPB系列的代表产品。
a.直流灭弧原理与交流电弧不同，直流电弧只能靠强制电流为零来熄灭，这意味着电弧电压US必须高于断路器QF电压。
可以通过合理的措施，如在中、低压直流回路中使用电磁吹弧断路器，使电弧电压迅速提高，从而达到灭弧的目的。
对高压直流回路，必须相应地降低和/创造人工电流零点（加LC谐振回路）来灭弧。
b.UR36分断过程当断路器跳闸后，主回路磁场将动、静触头之间产生的电弧吹入灭弧室。
灭弧室采用冷阴极设计，由许多相互绝缘的灭弧板（金属栅片）组成。
一旦电弧进入灭弧室，就被金属栅片分裂为许多串联的小弧段，因为每两块灭弧板之间的电压降约为40V，所以总的电弧电夺US便大大增加（取决于灭弧板的数量），从而电弧得发迅速熄灭。
燃烧的气体从上端逸出，并在位于金属灭弧板上部的绝缘板之间被去电离。
分闸时的过电压由金属栅片的数量来加以限制。
瑞士赛雪龙公司的DC快速断路器一般不超过额定电压的两倍。
对要求分闸更快的断路器，通过加接LC谐振电路产生人工电流零点来灭弧，这需要非常精确和可靠的电子技术。
跳闸后，只有通过测试，确认短路清除，断路器才能自动重合闸。
测试方法是：每隔几秒，将电压加至架空接触线，如果短路清除，则合闸；否则重复几次。
用电阻限制测试电流大小。
3. 直流开关柜系列直流开关柜分固定式和移开式两种。
对于固定式开关柜，也就是断路器固定安装在柜体内部，瑞士赛雪龙代表性产品有：SECUB等，对于移开式开关柜，也就是断路器固定安装在可移开的手车上，瑞士赛雪龙代表性产品有KMB、MB等。
不同的是KMB的断路器、测量装置、线路测试装置、控制与保护装置都安装在手车上，而MB仅断路器、测量分流器安装在手车上，线路测试装置和控制与保护装置装设在柜体内。
实际上，KMB或MB就是一个集成系统。
它包括断路器手车、控制和保护系统SEPCOS、框架、母排等，也可根据用户需求，加装转换开关或隔离开关。
KMB柜宽为600mm或800mm，它适用于额定工作电压低于3000V，额定电流最大至6000A的直流牵引供电系统中。
主要为地铁、城市轻轨等轨道交通运输系统分配电力之用。
具有如下特点：l 一体化手车式金属封闭式直流开关柜,带有抽出式直流快速断路器，检修维护方便；l 高防护等级和完善的封堵措施；l UR或HPB高性能直流快速断路器；l 高分断能力；l 可实现靠墙安装；l 带安全联锁的隔离开关易于接近，方便柜前或柜后操作维护；l 装有集成化的控制保护系统-SEPCOS NG,可在牵引网络控制中心实现遥控、遥测和遥信；l 新型的快速连接技术，确保柜间二次连线方便快捷；MB柜宽为500mm或800mm,它适用于多种场合，如轻轨、地铁以及铁路，可满足电流从1000A到6000A，电压从直流750V至3000V的各种应用需要。
具有如下产品特点:l 基于模块化设计，高低压元件分别装设在三个独立的小室中,l 高防护等级和完善的封堵措施l UR或HPB高性能直流快速断路器l 高分断能力l 装有集成化的控制保护系统SEPCOS NG,可在牵引网络控制中心实现遥控、遥测和遥信l 新型的快速连接技术，确保柜间二次连线方便快捷。
四. 线路段的保护对线路段的导体和供电电缆，除短路保护外，还有许多保护，如馈电电压监视（轨道带电）、电流变化率di/dt保护、热保护、长时间小故障电流Imax保护、馈电绝缘故障检测（电缆是否漏电、是否受到腐蚀）、电压下降等。
在轨道交通发展初期，在直流供电系统保护方面还没有性能好、可靠性高的保护装置，一般仅靠电流速断和过电流保护来切断短路故障，效果往往不理想。
随着电子技术、计算机技术的发展，人们采用微处理器实现了电流上升率和电流增量等保护，极大地提高了供电保护的可靠性和准确率。
目前最先进的方法是采用基于可编程控制器的数字式断电保护装置取代传统的断电器等保护装置，从而大大提高了可靠性、保护性能以及配电自动化程度。
保护系统通过直流分流器、直流传感器、霍尔传感器、隔离变送器、分压器等元件测量线路的电流和电压。
一旦PLC检测出线故障，则使断路器分闸，从而实现保护功能。
保护系统应满足如下要求：l 能适用于所有线路供电方案，如单边供电、同一变电所内几个整流器并列供电、相邻变电所整流器并列双边供电等。
l 能区分牵引电流和故障电流、基本保护和后备保护。