城市轨道交通供电系统课程设计
城轨供电系统课程设计报告——广州地铁5号线地铁杂散电流腐蚀防护设计
城市轨道交通供电系统课程设计
专业：电气工程及其自动化
班级：电气09X
姓名： water
学号： 200909***
指导教师：王思华
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2012 年 7月 20日
城市轨道交通供电系统课程设计报告
1 设计原始资料
1.1 具体题目
广州铁五号线呈东西走向，全线共设24座车站，如图1.1所示。正线线路全长约31.8km ，其中29.59km 为地下线路，2km 为高架线路，0.21km 为路基或路堑线路。车站及区间隧道采用了明挖法、明暗结合、矿山法、沉管法、盾构法等多种施工方法。试结合所学知识，对该地铁杂散电流腐蚀防护进行设计。
滘口
珠江新城
员村
东坡南三溪
文冲大沙地
图1.1 广州地铁五号线线路图
1.2 要完成的内容
广州地铁五号线杂散电流防护方案包括设置杂散电流排流网、新型智能排流装置的杂散电流防护方法和集中式监测系统。
2 分析要设计的课题内容
2.1 杂散电流腐蚀防护设计原则及技术条件
杂散电流防护设计应按照“以堵为主，以排为辅，堵排结合，加强监测”的原则设计。当杂散电流防护与安全接地发生矛盾时，优先考虑安全接地。杂散电流防护系统应符合《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》。
广州地铁五号线牵引供电系统采用直流1500V 供电，正线的地下区段及高架线路全部采用三轨接触网，车辆段采用柔性架空接触网。由于运营环境、经济和其它方面因素的限制，走行轨不可能完全绝缘于道床结构，因此不可避免地由走形轨向道床、车站和隧道结构泄漏电流，即杂散电流。杂散电流会对土建结构钢筋、钢轨、设备金属外壳和其他地下金属管线产生电腐蚀。由于地铁是百年大
城市轨道交通供电系统的设计及应用
城市轨道交通供电系统的设计及应用随着城市发展和人口增加，城市交通拥堵问题日益凸显，城市轨道交通作为一种快速、安全、环保的交通方式得到了广泛的应用和推广。城市轨道交通供电系统是保障轨道交通正常运行的重要组成部分，其设计和应用对于轨道交通运营和城市交通发展具有重要意义。
首先，供电系统的稳定性和可靠性是设计的重要指标。轨道交通具有高速、高密度运输的特点，供电系统必须能够满足列车的高速运行和大负荷。稳定性和可靠性是保障交通安全和运营顺利的关键。
其次，供电系统的安全性和防护性是设计的重要考虑因素。供电系统涉及高压电力传输，对于乘客和工作人员的安全至关重要，必须采取相应的安全措施来防止电流溢出、短路等电力故障，同时还要考虑到防雷、防电磁干扰等因素。
再次，供电系统的能效和环保性应作为设计的重要目标之一、城市轨道交通是一种低碳、环保的交通方式，供电系统应尽可能减少能源消耗，提高能源利用效率，采用清洁能源，减少污染物排放，为城市减少空气和噪音污染。
另外，供电系统的扩展性和适应性也是设计的关键。城市轨道交通在运营过程中需求会发生变化，供电系统应具备一定的扩展性和适应性，能够满足新线路、新车辆的接入，同时还要能够适应不同环境和气候条件下的供电需求。
在城市轨道交通供电系统的应用中需要考虑以下几个方面：
首先，要根据城市轨道交通线路的规模和客流量确定供电系统的容量
和配置。不同规模的城市轨道交通线路所需的供电系统容量是不同的，需
根据实际情况进行合理配置。
其次，要根据供电系统的特点和线路的特点制定相应的供电管理措施。供电系统的管理不仅仅包括供电设备的安装和维护，还包括对供电系统运
轨道交通 供电系统
毕业设计文件
设计题目: 城市轨道交通供电系统概述与分析————专业：
指导教师：
摘要：
近几年来，随着我国大城市交通压力的逐渐增大，城市轨道交通系统的发展步伐亦逐日加快。本文主要介绍了城市轨道交通供电系统的构成以及详细介绍了各部分的功能及分类，总结了国内外各城市地铁供电系统的应用方式。
因本人专业偏向于弱电，所以本文在全面总结城市轨道供电系统的前提下，着重介绍了变电所内的二次设备，从设备的种类、分类、用途以及构造方面加以了解。同时以沈阳地铁为案例介绍、分析了此轨道交通供电系统方案。
关键词：轨道交通供电系统二次设备
Abstract：
In recent years, with the city traffic pressure increase gradually, the development of urban rail transit system is accelerated pace of daily. This paper mainly introduces the power supply system of urban rail transit are introduced in detail the composition and function of each part and classification, summarizes the domestic and international every city metro power system application.
城轨道交通供电系统方案
城市轨道交通供电系统课程设计
专 业： 电气工程及其自动化
班 级：电气093
姓 名：冯强强
学 号：200909217
指导教师：王秀华
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2018 年 7月 20日
指导教师评语 平时报告修改总成绩
1设计原始资料
1.1具体题目
设计一个牵引降压混合变电所主接线，画出主接线图，并进行分析。
1.2要完成的内容
画出牵引降压混合变电所的主接线。牵引变电所的主接线由交流中压开关设备、牵引整流机组、直流开关设备等几部分组成；降压变电所主接线由交流中压开关设备、配电变压器、交流低压开关设备等几部分组成。主接线应满足可靠性、灵活性和经济性的基本要求，所以在牵引变电所和降压变电所能合建时尽量合建。本课设的相关设计就是两者合建时最合理的主接线的设计。
2设计分析
2.1外部电源选择
城市轨道交通系统的外部电源方案，根据城市电网构成的不同特点，可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟采用何种方式，应通过计算确定需要负荷之后，根据城市轨道交通路网规划、城市电网构成特点、工程实际情况综合分析确定。但通常采用混合式供电方式，即以集中式供电为主，个别地段引进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。
2.2.1设置方案1
一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图如图1所示
图1内桥型接线图
2.2.1设置方案2
一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图如图2所示
图2外桥形接线图
2.2牵引变电所接线形式
目前，国内城市轨道交通供电系统牵引变电所主接线大多采用如下形式：每座牵引变电所设2台整流机组，均接于同一段母线上；每套整流机组分别通过断路器与35kV 母线连接；直流1500V 母线为单母线接线；每座牵引变电所内馈出4回直流电源分别接至牵引网上下行，与相邻牵引变电所构成双边供电；
地铁供电系统设计
地铁供电系统
第一节概述
一、地铁供电方式
地铁的供电电源要求安全可靠，通常由城市电网供给。目前，国内各城市对地铁及城市轨道交通的供电一般有三种方式，即分散供电方式、集中供电方式、分散与集中相结合的混合供电方式。
分散供电方式是指沿地铁线路的城市电网（通常是10KV电压等级）分别向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。其前提条件是城市电网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量，并能满足地铁牵引供电的可靠性要求。如早期的北京地铁采取的就是这种供电方式。
集中供电方式是指城市电网（通常是110KV或66KV电压等级）向地铁的专用主变电所供电，主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电，地铁自身组成完整的供电网络系统。近几年新建的地铁系统多采用集中供电方式，如上海、广州、深圳地铁等。
分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合，可充分利用城市电网的资源，节约投资，但供电可靠性不如集中供电方式，管理亦不够方便。
集中和分散两种不同供电方式的比较如表1-3-1所示，分散与集中相结合的供电方式优缺点介于两者之间。
表1-3-1 地铁供电方式的比较
供电方
式
优 点
缺 点
集中供
电方式
l 供电可靠性高，受外界因素影响较小；
l 主变电所采用110/35KV 有载自动调压变压器，并有专用供电回路，供电质量好；
l 地铁供电可独立进行调度和运营管理；
检修维护工作相对独立方便；
l 可提高地铁供电的可靠性和灵活性；
l 牵引整流负荷对城市电网的影响小；
l 只涉及城市电网几个220KV 变电站的增容改造，工程量较小，相对易于实现。
城轨供电教案
城轨供电教案
教案标题：城轨供电教案
教案目标：
1. 了解城轨供电系统的基本原理和组成部分。
2. 掌握城轨供电系统的运行和维护方法。
3. 培养学生对城轨供电系统的安全意识和操作技能。
教案步骤：
引入：
1. 引入城轨供电系统的概念，解释其在城市轨道交通中的重要性和作用。
2. 引导学生思考城轨供电系统与我们日常生活的联系。
知识讲解：
1. 介绍城轨供电系统的基本原理，包括集电装置、牵引变流器、供电网等组成
部分的功能和作用。
2. 解释城轨供电系统的分类，如第三轨供电和架空线供电等。
3. 介绍城轨供电系统的运行原理和工作流程，包括电流的传输、变流器的工作
过程等。
案例分析：
1. 分析一些城轨供电系统故障案例，如线路短路、供电不稳定等问题，并讨论
可能的原因和解决方法。
2. 引导学生分析城轨供电系统的维护工作，包括定期检查设备、清理污染物等。操作实践：
1. 组织学生进行城轨供电系统的模拟实验，让学生亲自操作集电装置、牵引变
流器等设备，并观察其工作状态。
2. 强调操作的安全性和正确性，提醒学生注意事项，如避免触摸高压线、正确使用绝缘工具等。
讨论与总结：
1. 组织学生进行讨论，总结城轨供电系统的重要性和运行要点。
2. 引导学生思考城轨供电系统的发展趋势和可能的改进方向。
作业布置：
1. 布置学生进行城轨供电系统的调研作业，包括了解不同城市的供电方式、设备选用等情况。
2. 要求学生撰写一份关于城轨供电系统的报告，包括原理、分类、运行和维护等内容。
教案评估：
1. 观察学生在实践操作中的表现，评估其对城轨供电系统的理解和操作能力。
城市轨道交通供电系统设计
城市轨道交通供电系统设计
城市轨道交通供电系统是城市轨道交通系统的重要组成部分，是城市
轨道交通运营的基础设施之一、供电系统的设计对城市轨道交通的运行效能、运行安全和运营成本都具有重要影响。本文将从供电系统的基本原理、设计要求、设备配置和运营管理等方面进行介绍和分析。
一、供电系统的基本原理
城市轨道交通供电系统一般采用第三轨供电方式。供电系统由供电设备、供电线路和接触网等组成。供电设备主要包括换流变电站、配电变电所、供电盘等。供电线路包括供电线路和回流线路，供电线路通过导线将
电能传输给轨道线路。接触网是供电系统的核心部分，它由集电弓和接触
导线组成，通过接触导线将电能传输到车辆上。车辆通过集电弓与接触导
线接触，从而获得所需的电能。
二、供电系统的设计要求
1.供电可靠性高：供电系统要具备良好的可靠性和稳定性，确保供电
不间断并且电压稳定。
2.供电负载适当：要根据实际需求合理配置供电设备和供电线路，确
保供电能满足轨道交通的运行需求。
3.供电线路布局合理：供电线路要布置在合适的位置，避免与其他设
施冲突，并且要对供电线路进行绝缘处理，避免发生电气事故。
4.供电线路安全可靠：供电线路要采用高强度的材料，确保其承受电
流和电压的能力，并且要经过严格检测和维护，保持良好的状态。
5.运行管理便捷：供电系统设计要便于运行管理，方便进行巡检、养护和维修，保证供电线路的正常运行。
三、供电设备的配置
供电设备的配置是供电系统设计的重要一环，合理的配置能够满足城市轨道交通的能耗需求，并且提高供电系统的运行效能。
1.换流变电站：换流变电站是供电系统的核心设备，负责将交流电转换成直流电进行供电。换流变电站应根据城市轨道交通的规模和发展需求进行配置，保证供电的可靠性和充足性。
城市轨道交通供电系统
SN10-10型高压少油断路器
少油断路器的优点是：体积小、重量轻，可以节省大量钢材，并且爆 炸和失火的危险性较少。因此广泛用于营区配 电所中。
真空断路器
真空断路器动作迅速、体积小、重量轻、寿命长(比油断路器触头寿命长50～100倍)， 维护工作量小，噪音和震动小，还有防火、防爆等优点，对于切断容性负载电流，要求 迅速动作及操作频繁的场所尤为适合。由于真空断路器具有以上优点，所以在小区配电 所中常采用真空断路器作为操作开关。
故障原因分析
• 连接线夹未按规定安装 • 站场股道电连接设置位置或数量不合理 • 不同悬挂间非稳定性接触也会造成线索间放电
应对措施
• 对电气连接部分 (接触悬挂、 供电线、 回流线)进行 逐个检查 • 按照设计标准及现场实际情况对电连接设置情况对 电连接设置进行调查 • 对非稳定性接触的部分进行调整,确保在动态情况下 仍能够保持可靠的安全距离
二.主要电磁干扰源 1.外界干扰 2.高压设备 3.变电所二次设备 4.接地设备
外界干扰
• 变电所附近的大功率通信基站、电视发射塔、超高 压输电线等设施或自然界产生的雷电等,它们发出的 电磁信号会对变电所通信、信号设备产生影响。
• 高压设备
电磁场会影响附近的通信、信号等弱电设备。
• 接地
变电所一次、二次设备采用了不正确的接地方法,从而 产生电磁干扰
《轨道交通供电系统》课程教学大纲
《轨道交通供电系统》课程教学大纲
课程代码：0806615003
课程名称：轨道交通供电系统
课程英文名称：Power Supply System on The R ail Transit
课程类别：专业任选课
总学时：32 讲课学时：32
学时：32
学分：2
适用对象：车辆工程专业
先修课程：电路原理、电机与拖动
一、课程性质、目的和任务
《轨道交通供电系统》课程是车辆工程专业（城市轨道车辆方向）的专业任选课。主要任务是使学生掌握供电系统的有关设施及其控制、保护、信号和测量等二次系统的基本理论和维护运行所必备的设计、计算的基本知识。掌握供电系统的基本组成和计算方法及实验技能，培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的实际操作和动手能力，为今后从事专业工作打下良好的基础。
二、教学基本要求
1．了解交通供电系统的组成。
2．掌握供电系统设计的基本环节，包括供电方案选择、主接线设计。
3．熟练掌握供电设计必需的计算方法：负荷计算、短路电流计算、导线设备的选择计算、继电保护的选择整定。
4．熟悉供电系统主回路和二次回路常用设备的基本结构、工作原理及使用注意事项。
5．能够将所学理论知识与供电系统的实践应用有机结合，提高知识转化能力。
三、教学内容及要求
（一）轨道交通供电系统的综述
1．轨道交通供电系统的组成。
2．了解电力工程基础课程要求、电力系统的构成。掌握电力系统的额定电压。
3．了解电力系统中性点运行方式、供电系统设计的一般知识。
4．掌握供电系统的特点、决定供电质量的主要技术指标。
（二）负荷计算
1．计算负荷确定的意义，用需要系数法计算负荷。
地铁供电系统设计
地铁供电系统设计
首先，地铁供电系统应确保运营安全。为了避免供电设备故障引发事故，供电系统应采用双回馈供电方式。即在地铁线路上设置两条供电线路，并且由不同的变电站供电，以确保供电的可靠性和稳定性。此外，供电系
统还应设置过载和短路保护装置，及时发现并隔离异常情况，以确保地铁
运营的安全。
其次，地铁供电系统应具备可靠性。为了保证运营的连续性，供电系
统应采用分布式供电方式。即将供电设备分散布置在不同的位置，以降低
故障风险。此外，供电系统还应具备备用供电能力，以应对供电设备故障
或其中一供电线路无法使用的情况。备用供电系统可以采用储能装置，如
电池组或超级电容器，以提供临时电力支持。
第三，地铁供电系统应具备经济性。供电系统的设计应考虑投资和运
营成本。一方面，供电设备的选型应综合考虑性能和价格，选择性价比较
高的设备。另一方面，供电系统的设计应合理规划供电线路，减少线路长
度和线损，以降低电力的传输成本。此外，供电系统还可以采用可再生能源，如太阳能和风能，作为补充能源，降低电力采购成本。
最后，地铁供电系统应具备环保性。地铁供电系统的设计应尽量减少
对环境的影响。首先，供电设备应具备较高的能效，减少能量的损失。其次，供电线缆应采用低功率损耗的材料，减少线损。此外，供电系统还可
以采用能量回收技术，在列车制动过程中回收制动能量，以提高能量利用率。
综上所述，地铁供电系统设计需要综合考虑运营安全、可靠性、经济
性和环保性等因素。通过采用双回馈供电方式、分布式供电、备用供电系
统和可再生能源等措施，可以建立一个安全、可靠、经济、环保的地铁供电系统。
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
城市轨道交通供电方案设计
城市轨道交通供电方案设计
一、背景分析
二、供电方式选择
城市轨道交通的供电方式主要有三种：直流供电、交流供电和混合供电。具体选择供电方式需要考虑线路的长短、信号控制系统的类型、电力负荷的大小以及经济性等因素。一般情况下，直流供电方式较为常见，适用于大部分城市轨道交通线路。
三、供电系统设计
1.轨道电缆布置设计
轨道电缆是城市轨道交通供电系统的核心组成部分，其布置应合理、科学。需要考虑的因素包括线路的长度、电力负荷大小以及城市规划的变化等。为了保证供电线路的安全可靠，应避免交叉和共用电缆的情况，尽量采用分区布置。
2.变电站设计
变电站是城市轨道交通供电系统的关键设施，用于将输送到轨道交通线路的高压电能变成适合供电的低压电能。变电站的设计应考虑轨道交通线路的负荷需求，合理确定变电站的容量和数量。同时，还需要考虑变电站的地理位置，应选择方便供电网络接入和运维的地点。
3.供电系统保护设计
供电系统的保护设计是确保供电系统安全稳定运行的重要环节。应根据供电系统的特点和需求，设计相应的过流保护、短路保护和接地保护等
设备。通过合理配置保护装置，能够有效防止供电系统出现火灾、爆炸等
事故，提高供电系统的可靠性和稳定性。
4.维护和检修设计
供电系统的维护和检修工作对于城市轨道交通的长期运行至关重要。
在供电系统设计中，应考虑维护和检修的便捷性和安全性。例如，可以设
置可拆卸的设备和配电柜，方便维护人员对供电系统进行检修和维护。
四、新技术应用
随着科技的进步，一些新技术在城市轨道交通供电系统中得到了应用。例如，能量回馈技术可以利用列车的制动能量回馈到供电系统中，减少能
《城市轨道交通供电系统》课程标准
《城市轨道交通供电系统》课程标准
课程编号：062137
使用专业：城市轨道交通运营管理
课程类别：B类课程
修课方式：必修课
教学时数：64
一、课程定位
城市轨道交通供电是城市轨道交通运营管理专业的一门专业核心课程。主要内容包括城市轨道交通供电系统概述、外部电源、主变电所、变压器结构特点、高点电器、牵引供电系统中的牵引变电所和接触网、动力照明供电系统中的降压变电所和动力照明设备、城市轨道交通供电电力监测系统、城市轨道交通供电接地系统、高压主接线方式、城市轨道交通供电系统安全制度及供电事故处理。其中，对主要子系统的设备组成、电气接线、功能原理、维修防护和城市轨道供电系统的运行管理及事故处理等进行了翔实论述。先修课程《城市轨道交通系统概论》、《电工电子技术基础》、《机械制图》等。
二、课程设计理念与思路
（一）设计理念
本课程贯彻“以就业为导向，以能力为本位”的职教思想，以城市轨道交通相关岗位所需的知识、能力、素质为主线，培养学生职业能力、生涯发展所需的能力和终身学习的能力。以项目为载体，减少理论推导，重点突出应用。将“知识--理论--实践融为一体”，以学生为中心、教学做一体化的工学结合教学模式融入到课程教学的整体设计之中。
（二）课程设计思路
本课程按项目或任务式教学课程进行设计，以项目为引导，任务为驱动，内容以实用为主，原理分析通俗易懂。注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。据本课程的教学目标，以城市轨道交通车站内各种机电设备为主线，各种设备的结构、运行与维护应用贯穿课程整个内容，让学生在用什么、学什么、会什么的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，培养学生的实际操作能力。
城轨供电市公开课获奖教案省名师优质课赛课一等奖教案
城轨供电教案
一、基本概念
城轨供电是指城市轨道交通系统中用于供给电力的设备和工艺，包括供电装置、设备、线路和电力供应系统等。城轨供电系统是城
市轨道交通系统不可或缺的一部分，它通过供电装置将电能供应给
轨道交通线路上的牵引设备，使其正常运行。
城轨供电系统一般由三部分组成：直流供电系统、接触网系统
和供电装置。直流供电系统通过供电装置将交流电转换为直流电，
然后供应给轨道交通线路上的电动车辆。接触网系统则是将供电装
置产生的直流电通过接触网传输到电动车辆上。供电装置是整个城
轨供电系统的核心设备，它负责将交流电转换为直流电，并控制供
电电压和电流的稳定性。
二、主要组成部分
1. 直流供电系统
直流供电系统是城轨供电系统的关键部分，它由供电变电所、
逆变装置、牵引变压器等设备组成。供电变电所起到将交流电转换
为直流电的作用，通过逆变装置将交流电转换为直流电。牵引变压
器则负责将变压所得到的直流电传输到轨道交通线路上的电动车辆。
在直流供电系统中，电功率的传输距离较短，一般不超过几十
千米，因此供电变电所通常建设在离城市轨道交通线路较近的地方，以减少输电损耗。
2. 接触网系统
接触网系统是城轨供电系统的另一个重要组成部分，它通过接
触网将供电装置产生的直流电传输到轨道交通线路上的电动车辆。
接触网系统由接触网支架、接触网杆、导线等组成。
在城轨供电系统中，接触网支架起到支撑接触网杆和导线的作用，它们通常安装在轨道交通线路的两侧或中央。导线则是承载和
传输电能的重要组成部分，它以平行于轨道的方式布置，与上方的
接触网杆相连接。
3. 供电装置
城市轨道交通-供电系统
二、高压供电源系统
• 高压供电源系统既是城市电网对轨道交通系统内 部的变电所的供电方式，一般视各城市的情况而 定。
• 高压供电源方式有三种：
– 集中式供电 – 分散式供电 – 混合式供电
城市轨道交通设备
1．集中式供电
• 沿城市轨道交通线路，根据用电容量和线路的长 短，设置专用的主变电所。
• 牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网两大部 分组成。
• 牵引变电所的主要设备是变压器和整流器。 • 牵引网主要由接触网、馈电线、轨道和回流线组
成。
城市轨道交通设备
牵引供电系统的组成
2 5
1 2
7 6
1
2
2
3
7
4
6
5
1-牵引变电所 2-馈电线 3-接触网 4-电动列车 5-钢轨 6-回流线 7-电分段
电力监控系统——远动监控
• 运动监控就是调度所与各被监控端之间实现遥控、 遥测、遥信和遥调技术的总和，它的主要任务就 是集中监视和集中控制。
城市轨道交通设备
远动监控
• 运动监控系统的作用是保证在控制中心对供 电系统的主变电所、牵引变电所、降压变电 所的供电设备的运行状态进行监视、控制及 数据采集。
• 车站设备负荷分三类：
– 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
城市轨道交通供电系统设计
1 设计原始资料
1.1具体题目
（1）变电站所在高度70M。
（2）最高年平均气温19摄氏度，月平均气温27摄氏度。
（3）110kV变电站，向该地区35kV电压等级供电。110kV以双回路与35km 外的系统相连。系统最大方式的容量为2900 MV A，相应的系统电抗为0.518；系统最小的方式为2100 MV A，相应的系统电抗为0.584。系统最大负荷利用小时数为TM=5660h。
（4）35kV电压级，架空线6回，3回输送功率12MV A；3回输送功率8MV A。
1.2要完成的内容
本次设计的重点是确定该变电所电气一次主接线的几种建设方案，然后在几种方案中从考虑运行的可靠性，灵活性以及投资的经济性等进行综合比较，确定出最佳的变电所电气主接线方案；并对主要设备进行选择校验，绘制电气主接线图，本站设备选择优先采用具有目前先进技术的设备。
2设计内容的分析
2.1设计规程
《地铁设计规范》（GB50517—-2003）中规定：
14.2.4主变压器的数量与容量宜根据近、远期负荷计算确定、分期实施，并在一台主变压器退出运行时其他变压器能负担供电范围内的一、二级负荷。
14.2.13 主变电所宜采用有载调压主变压器。
2.2本设计的主接线形式
2.2.1主接线的设计原则
主变电所中的一次设备按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各变电所。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是主变电所电气部分的主体，对变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。对于主接线设计的设计应该满足可靠性，灵活性和经济性的基本要求。2.2.2主接线的形式
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城市轨道交通供电系统课程设计
专业：电气工程及其自动化
班级：电气091
姓名：
学号：
指导教师：
2012 年 7月 20日
1 设计原始资料
1.1具体题目
2、某地铁车辆段动力设备负荷表如表2所示。试计算该车辆段的配电变压器容量。
表2 某车辆段计算负荷分布表
额定功率
需要系数功率因数
负荷类型序号负荷种类
(kW)
1 通信设备45 0.80 0.85
2 信号设备80 0.80 0.85
一 3 消防用电设备25 0.60 0.80
二 4 防灾用电设备35 0.60 0.80
级 5 通风设备65 0.70 0.90
负 6 检修动力125 0.85 0.85
荷7 各车间照明负荷105 0.70 0.80
8 应急照明55 1.00 0.80
9 车辆设备单体设备195 0.80 0.85
三10 通风空调设备155 0.60 0.90
级11 检修动力120 0.70 0.80
负12 电热设备75 0.60 0.70
荷13 各检修库照明负荷80 0.80 0.85
1.2 要完成的内容
配电变压器容量是指注入国家电网的功率总和，即主要反映在城市轨道供电系统的系统主变压器的容量选取上。变压器的容量是在负荷统计的基础上选定的，由于负荷预计不容易做准，—般按预计的最大负荷选择。
本设计主要完成车辆段配电变压器容量的计算，包括电流、无功功率、有功功率、视在功率以及总负荷的计算功率等。
2 设计内容
2.1 设计规程
配电变压器的容量需要在动力照明低压负荷齐全的基础上进行计算。在城市轨道交通车站、车辆段或控制中心，动力照明设备种类繁多，基本上不存在各机电设备同时工作的可能，而且各单种机电设备的多台设备也不会同时工作。因此，配电变压器容量不能简单地将各低压负荷容量进行叠加求得，而是应充分考虑城市轨道交通车站、车辆段或控制中心内各动力照明设备的运行特点，在考虑多台设备需要系数的基础上，对各低压负荷在不同运行方式下取同时系数后求得。
2.2 设计方案
对于配电变压器的容量，应充分考虑用电负荷的设备构成与运行工况，优化计算统计方法，合理进行选择，以达到投资合理、运行效率高、电能损耗小、运行费用低的目的。
3 容量计算
3.1 计算内容
配电变压器的容量计算需要计算以下内容：
(1) 各低压负荷的计算电流、计算功率、无功功率，总负荷的计算功率、无功功率、视在功率。
(2) 补偿前的总功率因数、需要补偿的无功功率容量、补偿后的视在功率。 (3) 正常情况下两台配电变压器分列运行承担全部低压负荷时，每台配电变压器的负载率。
(4) 非正常情况下一台配电变压器承担全部一、二级低压负荷时，单台配电变压的负载率
3.2 负荷计算
3.2.1单组用电设备计算负荷的计算公式
a) 有功计算负荷（单位为kW ）
N di P K P ci (1)
式中，d K —需要系数。 b) 无功计算负荷（单位为kvar )
ϕtan ci ci P Q = (2) c) 视在计算负荷（单位为kV .A ）
ϕ
cos ci
ci P S =
(3) d) 计算电流（单位为A ） N
ci
ci 3U S I =
(4) N U —为用电设备的额定电压（单位为kV ） 3.2.2多组用电设备计算负荷的计算公式
a) 有功计算负荷（单位为kW ）
∑
∑=⋅ci p c P K
P (5) 式中，ci P ∑是所有设备组有功计算负荷i P 之和， p K ⋅∑是有功负荷同时系数，可取0.85~0.95。 b) 无功计算负荷（单位为kvar ） ∑
∑=⋅ci q c Q K
Q (6)
式中，ci Q ∑—所有设备无功i Q 之和；
q K ⋅∑—是无功负荷同时系数，可取0.9~0.97。 c) 视在计算负荷（单位为kvA ）
2c 2c c Q P S += (7) d) 计算电流（单位为A ） N
ci
ci 3U S I =
(8) 经过计算，得到各设备的负荷计算表，如表3.1所示（额定电压取380V ）
表3.1 车辆段配电变压器容量计算表
3.2.3 无功功率补偿
无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器
具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。
设备名称
设备容量 （kW ）
需要 系数 计算容量（kW ）
功率因数 cos φ 计算电流 （A ）
js
Q
（kvar ） js
S
（kV .A ）
通信设备 45 0.80 36 0.85 64.36 22.32 42.36 信号设备 80 0.80 64 0.85 114.43 39.68 75.31 消防用电设备 25 0.60 15 0.80 28.49 11.25 18.75 防灾用电设备 35 0.60 21 0.80 39.88 15.75 26.25 通风设备 65 0.70 46 0.90 76.82 22.04 50.56 检修动力
125
0.85 106 0.85 189.92 65.88 125.00 各车间照明负荷 105 0.70 74 0.80 139.60 55.13 91.88 应急照明 55 1.00 55 0.80 104.46 41.25 68.75 车辆设备单体
设备 195
0.80
156
0.85
278.88
96.72
183.55
通风空调设备 155 0.60 93 0.90 156.74 44.64 103.16 检修动力 120 0.70 84 0.80 159.54 63.00 105.00 电热设备 75 0.60 45 0.70 96.69 45.00 63.64 各检修库照明
负荷
80 0.80
64
0.85
114.42
39.68
75.31
补偿前负荷总计 1160 859 0.83 1404.69 562.34 1029.52 同时系数K = 0.75 644.3 1053.52
421.76 772.14 补偿容量
258.19 补偿后负荷总计 1160
644.3
0.92
1010.00
163.57
664.74