城市轨道交通供电系统简介及供电方案设计概述
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。
城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统城市轨道交通供电系统由变电所、接触网（接触轨）和回流网三部分构成。
变电所通过接触网（接触轨），由车辆受电器向电动客车馈送电能，回流网是牵引电流返回变电所的导体。
供电系统的供电制式主要指电流制式、电压等级和馈电方式。
目前，城市轨道交通的直流牵引电压等级有DC 600 V DC 750 V和DC 1 500 V等多种。
我国国家标准《城市轨道交通直流牵引供电系统》（GB/T 10411—2005）规定了DC750 V和DC 1 500 V两种电压制式。
供电系统的馈电方式分为架空接触网和接触轨两种。
其中，电压制式和馈电方式是密不可分的。
一般架空接触网馈电方式电压等级采用DC1500V接触轨馈电方式电压等级主要采用DC750V但有向DC1500发展的趋势。
城市轨道交通作为城市电网的用户，直接从城市电网取得电能；城市电网也把城市轨道交通看成一个重要用户。
城市轨道交通供电系统由电源系统（城市电网、主变电所）、牵引供电系统、动力照明供电系统和电力监控系统组成。
其中，牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网两大部分，动力照明供电系统包括降压变电所与动力照明配电系统。
一、电源系统我国电力生产由国家经营管理，因此无论是干线电气化铁路还是工矿电力牵引用电和城市轨道交通电力牵引用电均由国家统一电网供给OK5》-]…KEHG）城i：h电网高压供电系统i何流线<根据生产电能的发电厂所利用的能源不同，其可以分为火力发电厂（用煤、油为燃料）、水力发电厂、原子能发电厂及风力、地热、太阳能和潮汐发电厂等。
发电厂可能与其用户相距甚远，必须将输电电压升高，以减少线路的电压损失和能量损耗，因此在发电厂的输出端接入升压变压器以提高输电电压。
目前我国用得最普遍的输电电压等级为110~220 kV。
通常高压输电线到了各城市或工业区以后通过区域变电所（站）将电能转配或降低一个等级向附近各用电中心送电。
城市轨道交通牵引用电既可从区域变电所高压线路得电，也可以从下一级电压的城市地方电网得电，这取决于系统和城市地方电网具体情况及牵引用电容量大小。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析一、城市轨道交通供电系统城市轨道交通供电系统通常采用第三轨供电和架空线供电两种方式，其中第三轨供电主要应用于地铁系统，而架空线供电则主要应用于轻轨、有轨电车等系统。
无论是第三轨供电还是架空线供电，其基本构成和组成原理大致相同，即由电源、供电装置、接触网或第三轨、车辆等组成。
1. 供电方式第三轨供电是指在轨道旁边或轨道中间铺设一根金属轨，通过轨道供电装置向车辆提供电能。
相比于架空线供电，第三轨供电的优势在于无须建设高架架空线路，不会影响城市景观，但其缺点在于安全性较差、受环境影响大等。
而架空线供电则是指在路轨上方悬挂一根或多根电力导线，通过接触网将电能传输给车辆。
架空线供电的优势在于供电安全性高、可靠性强，但其缺点在于对城市景观影响大、对环境要求高等。
2. 供电装置城市轨道交通供电系统的供电装置通常包括变电设备、开闭所、接触网或第三轨等部分。
变电设备主要用于将城市电网供电的高压交流电转换为适合交通车辆使用的低压直流电，以及对供电系统进行监控和保护。
开闭所则用于控制供电系统的通断，保障其安全、稳定地运行。
接触网或第三轨则用于向行驶中的车辆提供电能。
这些供电装置的设计和运行状态对城市轨道交通系统的安全性和可靠性具有重要影响。
3. 车辆城市轨道交通车辆是供电系统的终端使用者，其接受并利用供电系统提供的电能。
车辆的设计和制造质量，电力系统以及电气设备的性能表现等都与城市轨道交通供电系统的安全、稳定运行密切相关。
二、电力技术城市轨道交通供电系统的高效、稳定运行需要电力技术的支撑，在此我们将从电源技术、供电技术和电力质量技术三个方面对相关技术进行分析。
1. 电源技术城市轨道交通供电系统的电源一般来自城市电网，而城市电网的电能来源多种多样，包括火电、水电、风电、光伏发电等。
电源技术的发展趋势主要包括提高电能利用率、降低对环境的影响、提高系统的可靠性和稳定性等。
还需要考虑城市电网与城市轨道交通供电系统之间的匹配性和互动性，以保障城市轨道交通供电系统能够获得高质量的电能供应。
地铁供电系统简介.
置的牵引变电所、降压变电所供电并形成环网。
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。
地铁供电系统简介
1 . 供电方式分类
目录
2 . 供电系统构成及功能
3 . 供电系统运行方式
4 . 变电设备简介
一、
供电方式分类
供电分散供电方式 混合供电方式
一、 供电方式分类
1.集中供电方式：在线路的适当位置，根据总容量要求设
主变电所，由城市电网区域变电所以高压（如110kV）向
三、 供电系统运行方式
牵引所整流机组故障
故障运行
牵引所一套整流机组退出，另一套整流机组继续运行的运行方式： 牵引变电所一套整流机组故障时，考虑整流机组具有2小时、 150%的过负荷能力，允许牵引变电所整流机组单机组运行。 整流机组负荷等级应满足GB10411-2005规定，即： 100％额定负荷──连续 150％额定负荷──2小时 300％额定负荷──1分钟
三、 供电系统运行方式
主所 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。
正常运行
三、 供电系统运行方式
牵引变电所
正常运行
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。
三、 供电系统运行方式
主 变 电 站
中 压 网 络
接 触 网
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析随着城市化进程的加速和人口规模的增长，城市交通成为一个日益严峻的问题。
城市轨道交通系统由于其快速、高效、环保等特点，成为了解决城市交通问题的重要手段。
而城市轨道交通系统的供电系统则是其保证运行的重要支撑。
本文将从城市轨道交通供电系统的基本构成、运行原理以及相关电力技术等方面进行分析和探讨。
一、城市轨道交通供电系统的基本构成城市轨道交通供电系统主要由电源、接触网、牵引变流器和牵引系统组成。
1. 电源：城市轨道交通系统的电源通常是由电力公司供电，也有一些是采用独立的供电设备。
电源通过电缆或开关设备输送至轨道交通系统。
2. 接触网：接触网是城市轨道交通系统的供电装置，它由接触线、接触网支撑系统和连接导线等部分组成。
接触线是通过导电导线挂接在轨道上方，并由支撑系统支撑在空中，通过接触网与列车的集电装置接触，将电能传输给列车。
3. 牵引变流器：牵引变流器是城市轨道交通系统的电力变换设备，主要用于将电网供电的交流电转换为适合列车牵引电动机使用的直流电。
4. 牵引系统：牵引系统是城市轨道交通车辆的动力装置，主要包括牵引电动机、传动装置和控制系统等部分。
牵引系统能够将电能转换为机械能，驱动列车行驶。
城市轨道交通供电系统的运行原理是通过电源将电能传送至轨道交通的接触网上，列车通过集电装置与接触网相接触，完成对电能的获取，再通过牵引系统将电能转换为机械能，驱动列车行驶。
城市轨道交通供电系统的运行过程中，存在着诸多技术难题。
其中包括供电的稳定性、传输损耗的问题、牵引系统的效率等。
针对这些问题，需要采用相应的电力技术来解决。
1. 变频调速技术：城市轨道交通列车通常采用交流牵引电动机，而电网供电是交流电。
为了提高列车的牵引性能和运行效率，需要采用变频调速技术，将电网供电的交流电通过牵引变流器转换成适合牵引电动机使用的直流电，并通过调节频率和电压来实现对列车的精确控制。
2. 节能降耗技术：城市轨道交通供电系统的节能降耗技术包括采用高效的牵引电动机、减小输电损耗、优化牵引系统等，通过技术手段降低能耗，提高系统的整体效率。
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。
2.配电变电所：配电变电所负责将直流电转换成供给车辆的电能。
配电变电所应根据供电线路的长度和供电负载的大小进行配置，保证供电线路的电压稳定和充足。
3.供电盘：供电盘是供电系统的终端设备，负责电能的输出和分配。
城市轨道交通-供电系统
问题导入
• 城市轨道交通采用电力牵引，由于电动车组本身 无原动力装置，因此在城市轨道交通沿线必须设 置一套完善的、不间断地向电动车组供电的设备， 即城市轨道交通的牵引供电系统。
• 牵引供电系统是城市轨道交通供电系统的最重要 部分。 • 城市轨道交通供电系统是如何起到作用的呢？
城市轨道交通设备
第5章 供电系统
第一节
概述
第二节
第三节牵引供电系统来自电力监控系统一、供电系统概述
• 城市轨道交通供电系统负责提供其正常运营提供 所需电能，包括列车的电力牵引以及为运营服务 的辅助设施消耗的电能。 • 城市轨道交通供电为一级负荷，由两路独立的电 源供电。 • 城市轨道交通供电系统包括高压供电源系统、牵 引供电系统和动力照明供电系统。
二、牵引变电所
• 由于城市轨道交通列车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主变电所中获得电能， 经过降压和整流，变成车辆所需的直流电。
城市轨道交通设备
二、牵引变电所
• 牵引变电所设置
–牵引变电所的数量、设置地点、以及馈电线数 目要由供电计算确定。 –一般设置在沿线若干车站及车辆段附近。相邻 牵引变电所之间距离在2~4km。
四、动力照明供电系统
• 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。
• 动力照明供电系统由降压变电所及动力照明组成。
城市轨道交通设备
四、动力照明供电系统
• 每个车站应设降压变电所，车站动力照明采用 380/220V三相五线制系统配电。
• 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 – 二类负荷：自动扶梯、普通风机、排污泵、工作照明 – 三类负荷：空调、冷冻机、广告照明、维修电源
城市轨道交通强弱电系统简介
13.供电(ɡònɡ diàn)系统(xìtǒng)13.1供电系统(ɡònɡ diàn xì tǒnɡ)构成与功能13.1.1系统(xìtǒng)构成城市轨道交通供电系统(xìtǒng)由以下几部分组成：主变电所、中压供电网络、牵引变电所及降压变电所、牵引网系统、动力照明配电系统、电力监控系统（SCADA）及杂散电流防护系统。
13.1.2系统功能1. 主变电所将来自于城市电网的高压110kV变换为中压35kV电源。
2. 中压供电网络将主变电所的中压电源经中压供电网络分配到各牵引变电所及降压变电所。
3. 牵引变电所及降压变电所牵引变电所将中压电源降压整流后变成供轨道交通列车使用的直流1500V电源；降压变电所将中压电源降为低压0.4/0.23kV后，供轨道交通动力、照明设备使用。
4. 牵引网系统来自于牵引变电所的DC1500V电源通过牵引网（接触网和回流轨）为轨道交通列车提供电能。
5. 动力照明配电系统来自于降压变电所的低压0.4/0.23kV电源通过低压配电系统供给动力照明设备电能。
6. 电力监控系统（SCADA）在轨道交通控制中心，通过调度端（控制中心）、通道、执行端，对整个供电系统主要电气设备进行控制、监视、测量、调节。
7. 杂散电流腐蚀防护系统减少因直流牵引供电引起的经回流轨泄漏的电流（杂散电流）及减少杂散电流的扩散，避免杂散电流对附近结构钢筋、金属管件的电腐蚀，并对杂散电流进行监测。
14.通信系统通信系统是轨道交通运营指挥、企业管理、公共安全治理、服务乘客的网络平台，它是轨道交通正常运转的神经系统，为列车运行的快捷、安全、准点提供了基本保障。
通信系统在正常情况下应保证列车安全高效运营、为乘客出行提供高质量的服务保证；在异常情况下能迅速转变为供防灾救援和事故处理的指挥通信系统。
14.1设计原则及主要设计标准14.1.1设计原则1.通信系统应建成一个高可靠、易扩充、组网灵活和相对独立的专用综合数字通信网，并能方便地与XX市其它轨道交通线路通信系统互连互通。
城市轨道交通供电系统概述
变电站：接收城市电网的高压电，将其转换为 适合城市轨道交通设备使用的低压电
配电网络：由变电站到各个车站、隧道、控制中 心的配电线路组成，将电能分配到需要的地方
变电所：在车站和隧道中设置的电力变换设备， 将电压调整为列车和其他设备所需的工作电压 用电设备：包括列车、车站照明、空调、通风 等设备，以及控制系统、信号系统等关键设备
成的影响
第分
运行方式
运行方式
城市轨道交通供电系统通常采用以下几种运行方式 单线供电：由一条电源线路提供电能，通过配电网络分配到各个设备。这种方式的 优点是简单、维护方便，但当电源线路出现故障时，可能会影响整个系统的运行
双线供电：由两条电源线路分别从不同的变电站或同一变电站的不同母线供电。这种 方式能够提高系统的可靠性和稳定性，但需要更多的设备和维护成本
随着技术的发展和城市轨道交通的不断发展，供电系统 的构成、运行方式和主要设备也在不断升级和改进，以
满足更高的安全、环保和节能要求
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第2部分
主要设备
主要设备
变压器：将高压电转换为 低压电的核心设备，通常
在变电站内设置
断路器：用于切断或接通 电源，当发生故障时，能 够迅速切断电流，保护系
统和设备
开关柜：用于分配和控制 电能，根据需求调整电压
和电流
电力电缆：用于传输电能 的载体，要求具备良好的
导电性和耐久性
不间断电源(UPS)：为关 键设备提供持续稳定的电 力供应，防止突然断电造
通过引入智能控制系统和监测设备，实现对城市轨道交通供电系统的实时监控和控制。这种方式能 够提高系统的效率和可靠性，但需要更多的技术和资金投入
城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统一、城市轨道交通供电系统介绍城市轨道交通供电系统是为城市轨道交通运营提供所需电能的系统，不仅为城市轨道交通电动列车提供牵引用电，而且还为城市轨道交通运营服务的其他设施提供电能，如照明、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等，应具备安全可靠、技术先进、功能齐全、调度方便和经济合理等特点。
在城市轨道交通的运营中，供电一旦中断，不仅会造成城市轨道交通运输系统的瘫痪，还会危及乘客生命与财产安全。
因此，高度安全可靠而又经济合理的电力供给是城市轨道交通正常运营的重要保证和前提。
城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。
一是电动客车运行所需要的牵引负荷。
二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电，诸如：通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。
在上述用电群体中，有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷，有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。
每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准,而且这种要求和标准又相差甚远。
城市轨道供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求，以使其发挥各自的功能与作用。
二、城市轨道交通供电系统的组成城市轨道交通供电系统一般包括外部电源、主变电所（或电源开闭所）、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统。
其中，牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网，动力照明供电系统包括降压变电所和动力照明配电系统。
城市轨道交通供电系统中一般设置三类变电所，即主变电所（分散式供电方式为电源开闭所）、降压变电所及牵引降压混合变电所。
主变电所是指采用集中供电方式时，接受城市电网35kV及以上电压等级的电源,经其降压后以中压供给牵引变电所和降压变电所的一种地铁变电所，是专为城市轨道交通系统提供能源的枢纽。
降压变电所：从主变电所（电源开闭所）获得电能并降压变成低压交流电，为车站、隧道动力照明负荷提供电源。
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，减少能源的浪费，并提高供电系统的效率。
另外，太阳能、风能等可再生能源的应用也有助于提高供电系统的环保性能。
五、总结城市轨道交通供电系统的设计是保证该交通方式安全、稳定运行的重要环节。
通过科学合理的供电系统设计和新技术的应用，可以提高供电的效率和可靠性，同时减少能源的浪费和环境的污染，为城市轨道交通的发展做出贡献。
城市轨道交通供电系统—供电系统概述
2.供电系统的构成
外部高压供电系统是城市电网对城市轨道交通系统内部的主变电 所供电的系统，有三种供电方式：
（1）集中式 （2）分散式 （3）混合式
2.供电系统的构成
2.1外部高压供电系统
2.1.1分散式供电 在城市轨道交通线路沿线直接从城市电网引入多路电源，电源电压等
级一般为10 kV，供给各牵引变电所。 分散式供电应保证每座牵引变电所和降压变电所皆能获得双路电源。
)，输送至牵引变电所和降压变电所。
主变电所具有
的AC 110 kV电源。
2.供电系统的构成
2.1外部高压供电系统
2.1.1 混合式供电 前两种供电方式的结合，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。
2.供电系统的构成
2.2 牵引供电系统
牵引供电系统供给电动列车运行的电能。 电能
2.供电系统的构成
2.3 动力照明供电系统
（2）配电所（室）：仅起到电能分配作用，将来自降压变电所的380 V或220 V交流电 分别供给动力设备或照明设备；各配电所（室）对本车站及两侧区间动力和照明等设备 配电。
2.供电系统的构成
2.3 动力照明供电系统
（3）配电线路：配电所（室）与用电设备之间的连接线路。
（1）列车运行；
（2）运营辅助服务（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）。
两方面的供电。
1.供电系统的供电过程
1.供电系统的供电过程
城市电网电源 主变电所
牵引变电所
降压变电所
牵引供电系统
动力照明供电系统
地铁列车牵引供电 地铁机电设备、照明设备供电
.降压及动力配电
城市轨道交通供变电技术第一章城市轨道交通供电系统概述 文档全文预览
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
3.牵引供电系统 将交流中压经降压整流变成直流1500V或直流750V
电压 ，为城轨电动列车提供牵引供电 。牵引供电系统 包括牵引变电所与牵引网两个部分 。
城轨牵引供电系统示意图
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
4.动力照明供电系统 将交流中压（35kV或10kV） 降压变成交流
220/380V电压 ， 为运营需要的各种机电设备提供电源。 它包括降压变电所（站） 、动力照明配电系统。
城轨动力照明供电系统
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
5.杂散电流腐蚀防护系统 在城市轨道交通中由于采用直流牵引供电， 电流有
牵引变电所的正极出发 ，经由接触网、电动列车、钢 轨、回流线返回牵引变电所负极 。 由于钢轨与隧道或 道床等结构之间的绝缘电阻不是无穷大 ，不可避免地 将造成部分电流不从钢轨回流,而是通过沿线的道床钢 筋、隧道、高架桥或建筑物的结构钢筋或土壤回流到 牵引变电所（甚至不回流而散入大地） ,这一部分电流 就是杂散电流,也叫迷流。
第二节 城市轨道交通的供电系统的制式
二 、电压等级
世界各国城市轨道交通的供电电压均在 550～1500V之间 ，其中间档级很多 ， 这 是由各种不同交通形式 、不同发展历史 时期造成的 。现国际电工委员会拟定的 电压标准为：600V、750V、1500V三种， 后两种电压为推荐值 。我国国标亦规定 为750V和1500V ， 不推荐600V电压等级 。
第二节 城市轨道交通的供电系统的制式
三 、馈电方式 牵引网的馈电方式有架空接触网和接触
城市轨道交通-供电系统
不间断电源（UPS）
作用
不间断电源是城市轨道交通供电系统中的重要设备，主要负责在市电中断或异常情况下， 为轨道交通车辆提供不间断的电力供应。
组成
不间断电源通常由整流器、逆变器和蓄电池等组成。
工作原理
不间断电源在市电正常时将市电整流成直流电，然后逆变成交流电供给轨道交通车辆；在 市电中断或异常情况下，蓄电池将为车辆提供电力供应，确保车辆正常运行。
供电设备的维护保养
定期维护
制定维护计划，定期对供电设备进行清洁、检查和保养。
预防性维护
根据设备磨损规律和运行状态，进行预防性维护，延长设备使用 寿命。
维修记录与档案管理
建立设备维修档案，记录维修过程和结果，为后续维护提供参考。
供电系统的故障处理与应急预案
故障诊断与定位
快速诊断供电系统故障，准确定位故障点，为抢修提供支持。
配电网
将电能从变电所分配给各个车 站、车辆段等用电负荷。
供电方式及其特点
01
集中供电
由城市电网建设专用变电站，通过输电线路将电能输送到轨道交通沿线
的牵引变电所。该方式具有便于管理和维护、可靠性高的优点，但需要
建设专用变电站和输电线路，投资较大。
02
分散供电
在轨道交通沿线建设多个小型变电站，直接向牵引变电所和车站供电。
使用的低压电。
类型
变压器通常分为油浸式变压器和 干式变压器两种类型。
工作原理
变压器通过电磁感应原理，将输 入的高压电转换成低压电输出， 以满足城市轨道交通车辆的用电
需求。
高压开关柜
作用
高压开关柜是城市轨道交通供电系统中的重要设 备，主要负责控制和保护高压电的输配。
组成
高压开关柜通常由断路器、隔离开关、电流互感 器等组成。
城市轨道交通供电系统概述
供电安全可靠。城市轨道交通是城市 交通的骨干，一旦牵引网发生故障，造成 列车停运，就会影响市民出行，引起城市 交通混乱。因此，安全可靠是选择供电制 式最重要的条件。
2. 供电制式的选择原则
3
4
牵引网使用寿命长，维修
3
便于安装和事故抢修。
选用的牵引网应便于施工安
工作量小，是降低轨道交通 运营成本的重要条件。
1城市轨道交通供电系统的供电制式
电力牵引用于轨道交通系统已有100多年的历史，随着经济 和科学技术的不断发展，用于轨道交通的电力牵引方式有许多不 同的制式出现。这里所说的制式，是指供电系统向电动车辆或电 力机车供电所采用的电流和电压制式，如直流制或交流制、电压 等级、交流制中的频率（工频或低频）及交流制中是单相或三相 等。
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的动力源泉，在为线路上运行的机车提供所需 要的牵引负荷的同时，为车站、区间、车辆段、控制中心（operating control center， OCC）等其他建筑物提供其所需要的动力照明电能。在城市轨道交通运营过程中，供电一 旦中断，不仅会造成城市轨道交通运输系统的瘫痪，而且会危及乘客的生命安全，造成财 产损失。因此，城市轨道交通供电系统的有效运行是城市轨道交通系统安全可靠运行的重 要保障。
电气化铁路应用较普遍的牵引供电制式。我国干线电气化铁路即采用这种制
式，其供电电压为25 kV。
1. 供电制式的发展
（4） 三相交流制。三相交流制式的供电网比较复杂，必须有两根架空接触线和走行轨道 构成三相交流电路，两根架空接触线之间又要高压绝缘，造成的困难和投资更大，因此已经被 淘汰。
2. 供电制式的选择原则
直流串励电动机的机械特性(转矩与转速的关系特性)正符合重载时速度
城市轨道交通供电系统概述
源(如110kV、)，经主变电站进行电压转换，将外部电源降压(如35kV
或10kV)后，由主变电站集中向牵引变电所和降压变电所供电的外部
电源引入模式。
(2)分散式供电
是相对于集中式供电而言的，是指轨道交通不
设主变电站，由沿线城市变电站直接向牵引变电所和降压变电所提供
中压(35kV或10kV)电源的供电模式。
一、电力牵引制式种类
1.牵引制式概述
电力牵引制式是指牵引供电系统向电动车组或电力机车供电所提
供的电流和电压的制式。目前电力牵引制式按电流分，有直流制
式和交流制式；按相数分，有单相和三相。
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一、电力牵引制式种类
2.馈电方式、牵引制式与受流方式
架空式适合所有不同的牵引制式。
(1)架空式
(2)第三轨
输电线路是向用户传输电能的通道，一般来说其电压较高，即
采用高压传输，其特点是线路较长，覆盖区域广。配电线路是
向用户分配电能的通道，其电压相对较低，也就是通常说的低
压配电线路，其特点是线路较短。由此可见，不同的电网，其
电压等级也不一样。
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一、城市轨道交通供电系统概况
(1)集中式供电
指轨道交通从城市电网引入较高电压等级的电
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二、城市轨道交通供电系统结构
1.根据变电所供电接线方式划分
(1)环网供电 主变电所向沿线的所有牵引变电所和降压变电
所供电。
图1-3
双环网供电接线示意图
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二、城市轨道交通供电系统结构
(2)单边供电 当轨道线路沿线附近只有一侧有电源时，常采
用单边供电。
图1- 4
单边供电接线示意图
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目录
供电系统的组成 供电系统的功能 供电方案设计
一、供电系统的组成
城市轨道交通供电系统 由外部输电线路、主变电所 （开闭所）、35kV（ 10kV）中压环网、牵引降 压混合变电所和降压变电所 、接触网（轨）、电力监控 系统、杂散电流防护及接地 系统、低压配电及动力照明 系统等部分组成。
三、供电方案设计—主变电所设置方案
主变电所资源共享
以建设规划为基础，针对线网规划进行共享规划。 优先考虑建设年度相近的线路资源共享，如首先考虑建设规划
建设的线路资源共享。 做好时序规划，由先建线路建设。 选址要考虑到建设时序问题，不要选到后建线路的车站或线路
附近，没有电缆通道。
三、供电方案设计—中压环网电压等级
各站降压变电所的供电范围是本车站以及两边的各半个区间。
二、供电系统功能—低压配电和与照明系统功能
动力照明负荷按其用途和重要性分为三级： 一级负荷供电：由降压变电所两段一、二级负荷母线上分别 引一路独立电源，两路电源在供电线路末级用户端电源切换箱处 自动切换。 二级负荷供电：电源从降压变电所或空调通风电控室的一、 二级负荷母线馈出，单电源供电到设备配电箱。 三级负荷供电：由一路来自变电所或空调通风电控室三级负 荷母线的单回路供电。
二、供电系统功能—牵引网功能
架空接触网
北京五号线—上部授流接触轨
二、供电系统功能—电力监控系统功能
对全线的主变电站或开闭所、牵引降压混合变电所、降压变电所、 跟随式降压变电所、牵引网等的主要设备的运行状态进行实时控制、监 视和数据采集，实现供变电设备的自动化调度管理。
整个系统利用显示终端和大屏幕，显示各变电所的运行状态。
较小；
对交叉跨越的建筑物或电力线
的净高要求较低。
三、供电方案设计—牵引网供电方式
集中供电方式的优点：要求提供的电源点少、接口少、城市电网的改造工程量小，进线电 压等级高、数量少、可靠性高、质量好；同时轨道交通自成体系，便于调度管理、运营维护方 便。但由于自建主变电站，一般情况下，投资较分散供电方式高。在我国广州、上海、南京、 武汉、深圳、苏州等城市，已建成的城市轨道交通均采用集中供电方式。
二、供电系统功能—杂散电流防护系统功能
在直流牵引供电中，常利用走行钢轨回流，走行轨不可能完全绝缘于 道床结构，因此钢轨不可避免地向道床及车站、隧道结构、高架桥等泄漏 电流。这部分电流因大地土壤导电性质、地下金属管道位置的不同，可以 分部很广，称为“迷流”或“杂散电流”。
杂散电流在流经的金属导体上形成阴极区和阳极区，产生电化学腐蚀 （腐蚀电池）。
6A地下线不宜超过28km，地面高架设站少的线路不宜超过32km。 具体数据根据负荷进行核算。
三、供电方案设计—主变电所设置方案
主变电所选址原则
满足相关规范要求。 靠近地铁车站或线路，便于电缆接入。 尽可能避开繁华商业地带。 可与城市电网110kV变电站、地铁控制中心、线网中心、
地面或高架车站、车辆段/停车场等合建。 不提倡设置地下主变电站。
中压供电网络（35kV或10kV）把主变电站(或开闭所)的电能输送 到各牵引变电所和降压变电所。纵向把主变电站（或开闭所）和牵引、 降压变电所连接起来，横向把各个牵引变电所、降压变电所连接起来。
二、供电系统功能—中压环网功能
广州地铁—隧道内电缆敷设
苏州地铁—35kVGIS开关柜
二、供电系统功能—牵引变电所功能
浙大附属医院开闭所
综合保税区开闭所 王明塘开闭所
官塘下开闭所 体育馆开闭所
二、供电系统功能—电源系统功能
由于城网采用10kV供电，分散供电时在城市引入的是 10KV电源，在郊县农网区域，也可以引入35KV电源。无论是 城网还是农网，10KV电源和35KV电源的可靠性均较低。
二、供电系统功能—中压环网功能
三、供电方案设计—牵引网供电方式
牵引网分类
接触网分为架空接触网和接触轨（三轨）。架空接触网分为 柔性悬挂和刚性悬挂。
洞外一般采取柔性悬挂，洞内一般采取刚性悬挂，但车辆速 度较高时，洞内也采取柔性悬挂。
接触轨
架空接触网(刚性悬挂)
架空接触网(柔性悬挂)
三、供电方案设计—牵引网供电方式
接触轨
接触轨按其接触面分为上部接触、下部接触和侧部接触。国 内以前采取上部接触方式，从武汉1号线开始采取下部接触方式。 侧部接触多在采取四轨回流时采用，三轨和四轨可共用支架。
广州、深圳、南京等
20kV（22kV）
国际、国家标准 国产 适中 适中 台北
10kV
国际、国家标准 国产 最低 最短 北京
三、供电方案设计—牵引网供电方式
牵引网电流制式
城市轨道交通几乎毫无例外地都采用直流供电制式，这是因为城市 轨道交通运输的列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，因 此供电电压不需要太高，同时直流供电相对交流供电而言，其电动车辆 具有调速方便、易于控制、启动制动平稳、电压质量高等优点。另外由 于城市内的轨道交通，供电线路都处在城市建筑群之间，供电电压不宜 太高，以确保安全。
三、供电方案设计—外部电源供电方案
分散供电方式
城市电网 城市电网
城市电网 开闭所
中压供电网络
城市电网
变电所1 变电所2 变电所3 变电所4 变电所5
当城市轨道交通采用分散 供电方式时，城市轨道交通供 电系统各牵引变电所或降压变 电所直接（或通过开闭所）从 城市电网引入两回相互独立的 10kV（或35kV）电源。
二、供电系统功能—电源系统功能
供电系统按是否设置地铁专用的主变电所分为集中供电和分散供电。 集中供电从电力系统引入110KV电源，经主变电所降压后以相应的电 压等级（35kV或10kV）通过中压环网分配给地铁各站、段。 为保证供电的可靠性，一条线一般设置两座或两座以上的主变电站。
二、供电系统功能—电源系统功能
将主变电站或开闭所送来的中压（35kV或10kV）电能经过 降压和整流变成牵引车辆所用的直流电能(DC1500V或DC750V)。
二、供电系统功能—牵引变电所功能
整流变压器
武汉地铁—直流开关柜
二、供电系统功能—降压变电所功能
将主变电站或开闭所送来的中压电能（35kV或10kV）经过 降压成380/220V低压电能，向车站和线路区间的动力、照明负 荷和其它用电设施供电。
三、供电方案设计—外部电源供电方式
一般情况下选用集中供电方式。 对于有轨电车、特殊地区以及一些负荷较小的轨道交通选用
分散供电方式。 集中供电外部电源一般选用110kV，分散供电一般选用
10kV。
三、供电方案设计—主变电所设置方案
主变电所设置原则
靠近负荷中心。 尽可能实现主变资源共享。 35kV中压网络，越区供电距离：8A编组地下线不宜超过25km，
接触轨一般采取DC750V授电，但广州和深圳地铁的某些地 铁线路采取DC1500V授电。
接触轨以前采用低碳钢接触轨，从武汉1号线开始，采用载 流量大、自重量轻的钢铝复合接触轨。
三、供电方案设计—牵引网供电方式
接触轨
对城市景观影响很小； 不需要大型维护检修设备, 日
常维护和事故抢修方便；
接触轨使用寿命较长； 接触轨截面大，电阻小； 接触轨靠近道床，受气候影响
城市电网 主变电所
接其它变电所或另 中压供电网络 一主变电所
中压供电网络
变电所6 变电所5 变电所4 变电所3 变电所2 变电所1
当轨道交通采用集中供电方式时， 供电系统设置主变电站，从城市电网 引入110kV电源，通过主变电站降压 成中压电源，再通过中压网络把电能 传输到城市轨道交通各个牵引、降压 变电所。对于交汇或邻近的城市轨道 交通线路，可将它们的受电点合并， 形成较大的受电点，即一座主变电站 同时向两条或多条线路供电。
分散供电方式一般就地取 电源，具有供电距离短、投资 省等优点，但存在着与城市电 网接口多、管理不便、谐波对 电网影响相对较大等缺点。在 我国北京、天津等城市，已建 成的城市轨道交通采用分散供 电方式。
三、供电方案设计—外部电源供电方式
混合供电方式
混合供电方式是集中 供电方式和分散供电方式 的结合，一般以集中供电 方式为主、分散供电方式 为辅。上海莘闵线采用了 混合供电方式。
20世纪90年代末，随着35kV中压开关柜设备小型化发 展及价格下降， 35kV中压开关柜应用愈加广泛，后续线路 多采用35kV中压网络。
三、供电方案设计—中压环网电压等级
中压环网电压等级
电压等级
上海、广州、南京、
35（33）kV
适用标准 国家（国际）标准
设备国产化
国产
设备价格
最高
输电距离
最长
国内应用情 况
变 电 巡 检 工 区
接 触 网 工 区
电 力 工 区
电仪 修表 、、 试继 验保 工工 区区
电 缆 工 区
综 合 检 修 工 区
专 用 车 辆 工 区
复 式 系 统 终 端
供 电 信 息 管 理 系 统
三、供电方案设计—外部电源供电方式
集中供电方式
城市轨道交通的外部电源供电方式，根据城市电网构成的不同特点， 通常可采用集中供电方式、分散供电方式和混合供电方式等不同形式的供 电方式。
杂散电流防护系统坚持“以堵为主、以排为辅、堵排结合、加强监测” 的原则，采取系列防护措施，合理采用先进的技术手段，使综合防治效果 达到现行国内和国际有关标准的要求。
二、供电系统功能—低压配电和与照明系统功能
动力照明系统是保证地铁线路正常运营所需的380V/220V动 力设备（组）供配电、车站（区间）照明及配电。动力、照明配电 系统采用380/220V电压，三相四线TN-S接地形式。配电母线为 单母线分段，动力变压器低压侧通过自动开关与每段母线连接。