城市轨道交通供电系统(5)
城市轨道交通-供电系统ppt课件
一、牵引供电系统的组成
• 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。
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城市轨道交通设备
牵引供电系统的组成
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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
• 主变电所有两路独立的110kV，由主变电所变压 为内部供电系统所需的电压级，一般为10kV或 35kV。由主变电所所构成的供电方案为集中式供 电。
• 我国上海、广州、香港即为此种供电方式。
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2．分散式供电
• 沿城市轨道交通线路沿线直接由城市电网引入 多路电源，电源电压等级一般为10KV，供给各 牵引变电所。
• （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）钢轨：作为回路的一部分
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城市轨道交通设备
四、接触网
• 接触网的工作特点：
–（1）没有备用 –（2）经常处于动态运行状态中 –（3）结构复杂，技术要求高 • 接触网分为架空式接触网和接触轨式接触网
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城市轨道交通设备
接触网应满足以下基本要求
• 1.强度高、安全可靠
• 2.有较均匀的弹性，在各种气候条件下均应受流 良好
• 3.性能好、运行寿命长，接触线等部位要有良好 的耐磨性
• 4.结构轻巧，零部件互换性强，便于施工、维护 和抢修
• 5.采用耐腐蚀和防污秽技术措施
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五、架空式接触网
城市轨道交通供电系统课件
任务一 认识供电系统的基础结构
图1-1 城市轨道交通供电系统的组成
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项目一
正文
城市轨道交通供电系统概述
外部供电系统：包括外部电源和主变电所，一般从城 市电网10 kV，110 kV，220 kV系统接口接入。
知识加油站
我国规定的电网标称电压有3 kV，6 kV，10 kV，20 kV，35 kV，110 kV，220 kV，330 kV，500 kV，750 kV， 1 000 kV，其中3～220 kV为高压，330～750 kV为超高压， 1 000 kV为特高压。城市电网主要由10 kV，110 kV，220 kV，500 kV供电网络构成。
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项目一
正文
城市轨道交通供电系统概述
任务一 认识供电系统的基础结构
主变电所将接收到的高压电降压至35 kV或10 kV后，经过三相传输线输送至本区域内的 牵引变电所B7与B8及降压变电所B9，通过牵引变电所或降压变电所降压至各供电负荷所需的 电压等级（1 500 V或380 V等）。在地铁供电系统中，可根据实际需要设立专门的高压主变 电所，以通过不同的电压等级对牵引变电所和降压变电所供电。
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项目一
正文
城市轨道交通供电系统概述
一、供电系统的结构
城市轨道交通供电系统主要由外部 供电系统、牵引供电系统、动力照明供 电系统、电气安全与防护系统及电力监 控系统等部分组成。供电系统的电源由 发电厂经国家电网提供，属于高压供电 网络。通常将发电厂至主变电所部分称 为外部供电系统，也称作一次供电系统， 而将主变电所至牵引变电所、降压变电 所部分称为中压供电网络。城市轨道交 通供电系统的组成如图1-1所示。
任务一 认识供电系统的基础结构
城市轨道交通供电系统
分散供电方式
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 这种方式称为混合式供电。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。
混合供电方式
五 供电系统——中压网络
中压网络属性
• 中压网络有两大属性：一是电压等级;二是 构成形式
• 中压网络不是供电系统中独立的子系 统，但是它却是供电系统设计的核心内容 。它的设计牵扯到外部电源方案 主变电所 的位置及数量、牵引变电所及降压变电所 的位置与数量、牵引变电所与降压变电所 的主接线等。
应用
• 国内既有城市轨道交通的中压网络电压等级采用 了35kV若采用国外设备则是33kV或10kV 地铁 天 津地铁、长春轨道交通环线一期工程、大连快速 轨道交通3号线的中压网络为10kV；地铁1、2号 线的牵引网络采用了33kV;动力照明网络采用了 10kV；地铁明珠线的牵引网络采用了35kV，动力 照明网络采用了10kV；地铁1、2号线采用了 33kV的牵引动力照明混合网络；南京地铁南北线 一期工程、地铁采用了35kV的牵引动力照明混合 网络；武汉轨道交通一期工程、重庆轨道交通较 新线工程采用了10kV的牵引动力照明混合网络。
• 2经常处在动态运行状态中
• 和一般的电力线路只在两点间固定传输电能的作 用不同;在接触网下沿线有许多电动车组告诉运动 取流 电动车组受电弓（或受流器）以对接触网一 定的压力和速度与接触网接触摩擦运行，通过接 触网的电流很大。运行中不可避免地会产生受电 弓离线而引起电弧，再加上在露天区段还要承受 风 雾、雨、雪及大气污染的作用，使接触网昼夜 不停的处在振动、摩擦、电弧、污染、伸缩的动 态运行之中。这些因素对接触网各种线索、零件 都产生恶劣影响，使其发生故障的可能性较一般 电力线路的概率要大得多。
城轨交通供电系统
10kV
区域变电所
10kV
10kV
10kV
10kV 10kV
10kV
牵引或降压变电所
• 3.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。
• 五、供电方式
• 1.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。
• 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。
中压网络
城市电网 主变电所
牵引或降压变电所
• 2.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
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
轨道交通供电系统—轨道交通SCADA系统
城市轨道交通接触网
3.SCADA系统的优点 对供电系统的监控有以下优点：
（1）集中监控可提高系统运行的安全可靠和经济性。正常时，实现合理的系统运行方式；事故 时，可及时直接显示和记录事故发生时间和内容，有利于加快事故处理。 （2）集中控制使调度人员直接控制运行方式的改变，运行操作效率及其可靠性高，值班人员在 变电所内仅需对电气设备进行监护，劳动条件得到改善。 （3）有利于变电所实现无人值班化，可节省变电所基建和运行费用。
城市轨道交通接触网
1.电力监控系统的任务
城市轨道交通运行的管理和调度是由控制中心来实现的，其中的电力调度是供电系统运行 的管理和调度部门；而城市轨道交通供电系统的各类变电所及其他主要设备是沿线路分散 设置的。
要保证系统运行的安全、可靠及经济性，就必须由电力调度人员对系统进行集中管理和调 度，实现系统运行状态的监视和运行方式的控制。早期的集中调度是通过调度电话来实施 的，通过值班人员对系统运行方式进行监视和控制，属于一种效率低、可靠性差的间接监 控方式。
城市轨道交通接触网
（2）遥信（YX)：是指将被控站设备的状态，如断路器的位置信号、报警信号等，传 输给调度端。遥信的内容包括：
①遥信对象的位置信号； ②高中压断路器、直流快速断路器的各种故障跳闸信号； ③变压器、整流器的故障信号； ④交直流电源系统故障信号； ⑤降压变电所低压进线断路器、母联断路器的故障跳闸信号； ⑥钢轨电位限制装置的动作信号； ⑦预告信号； ⑧断路器手车位置信号； ⑨无人值班变电所的大门开启信号。
1.调度端 调度端设在电力调度所内完成远动对象的监控、数据统计及管理功能等，髙速铁路中 主机均为网络化设备。
城市轨道交通接触网
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DC 750 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DC1500V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。
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
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—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
城市轨道交通供电系统 模块5 SCADA系统
2. 系统功能和容量
从系统功能和容量上进行分析，城市轨道交通SCADA系统与电力
76%
系统中的SCADA系统也有不同。在电力系统中，侧重的是对遥测量的
采集和监视，要求遥测数量大、采集精度高，而对遥控开关的控制数量
少，操作频率低。 在牵引供电系统中，由于每天都需要对接触网进行
停电检修，因此，对变电站开关的操作频繁，开关数量多，且可靠性要
2. 调度端的硬件构成
（1） 主机系统。主机系统主要用于数据和网络服务及定时任务管理，进行数据 的后台处理，管理实时数据和部分历史数据，负责网上节点资源的分配、管理和网 络信息的交换，进行网络信息汇总、组织和派发，为数据维护工作站、操作工作站 提供初加工数据。
（2） 操作工作站。操作工作站是实施调度作业的人机界面，可集中反映调度意图和效 果，监视牵引供电设备的运营状态。每个调度台配备两套操作工作站（互为备用），远动 操作尤其是遥控（包括单控、程控）操作时互锁。操作工作站由高可靠性的工业控制用PC 机（配网卡）、大屏幕彩色显示器、鼠标和键盘等人机接口设备、计算机操作系统等相应 软件构成。
76%
动冲击性负荷，与电力系统的静止负荷相比，电气量变化幅度大，更 容易造成牵引供电网故障，因而要求城市轨道交通SCADA系统具有 更高的可靠性和实时性，以便及时、准确地将故障信息传送到控制中 心进行处理，并及时进行相应的操作控制，以缩短事故的影响时间。
2
5.2SCADA系统的结构及功能
5.2.1城市轨道交通SCADA系统的结构及原理
（9） 无人值班变电站的大门开启信号。
（10） 控制方式。
4. 遥测对象
遥测是指调度中心对城市轨道交通沿线各变电站中的工作状态参数进行
远距离的测量。遥测对象应包括下列基本内容：
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-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。
城市轨道交通牵引供电系统
城市轨道交通牵引供电系统简介城市轨道交通牵引供电系统是城市轨道交通运行的重要组成部分，负责向轨道交通车辆提供电力供应。
它不仅直接影响着轨道交通的运营效率和电力消耗情况，还与乘客的乘坐舒适度和安全性息息相关。
本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的基本原理、组成结构以及未来发展趋势。
基本原理城市轨道交通牵引供电系统的基本原理是将电源通过接触网供应给轨道交通车辆。
具体来说，电源会通过接触网上的触网集电装置传送给牵引系统。
牵引系统由主变压器、牵引变流器和牵引电动机组成，负责将电能转换为机械能，驱动轨道交通车辆运行。
组成结构城市轨道交通牵引供电系统由多个组成部分构成，包括接触网、辅助设备和车辆终端设备。
接触网接触网是城市轨道交通牵引供电系统的核心部分，通常安装在轨道上方。
它由导线、吊杆、挂装件等组成，用于提供电力给牵引系统。
接触网一般采用带电架空式供电，即以高架的方式悬挂在轨道上方，通过接触网上的触网集电装置与车辆终端设备连接。
辅助设备城市轨道交通牵引供电系统还包括一系列辅助设备，用于确保供电系统的正常运行。
辅助设备主要包括配电变压器、开关设备、保护和监控装置等。
配电变压器用于将高压电源转换为适合牵引系统使用的低压电源；开关设备用于控制电能的分配和传输；保护和监控装置则用于监测供电系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。
车辆终端设备车辆终端设备是城市轨道交通车辆上的设备，用于接收来自接触网的电能，并将其转换为机械能，驱动车辆行驶。
未来发展趋势随着城市轨道交通的不断发展，牵引供电系统也在不断创新和改进。
以下是一些未来发展趋势：高效能源利用未来的城市轨道交通牵引供电系统将更加注重能源的高效利用。
通过采用先进的能量回收技术，如再生制动系统、能量储存装置等，将能源回收再利用，减少能源的浪费。
无线供电技术无线供电技术有望成为未来城市轨道交通牵引供电系统的重要发展方向。
通过利用无线传输技术，可以不再依赖接触网，实现轨道交通车辆的无线供电，提高供电系统的稳定性和可靠性。
城市轨道交通车辆牵引与供电系统概述
封闭式三相笼型异步电动机结构
定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
A ----X 三相绕组 B ----Y
C---- Z
机座：铸钢或铸铁
鼠笼转子
转子
铁心：由外周有槽的 硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体； 或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线式转子 同定子绕组一样，也 分为三相，并且接成 星形。
气隙：定子和转子之间
必须有一个气隙
交流电动机的特点
交流电动机没有转向器，构造简单，运行可靠，效 率较高，维护很少，价格低廉；转子坚固，定子绕 组沿圆周均匀分布，电动机体积小，能够获得较大 的单位质量功率；其机械特性较硬，具有较好的防 空转性能，使黏着利用提高；且微电子技术的发展 使异步电动机的调压变频调速得以顺利实现。
效率高 由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量 损耗。
列车控制系统工作原理
城市轨道交通车辆的控制电路，是低电压小功率电 路，分为有接点的直流电路和无接点的电子电路。 有接点的直流电路由主控制器、继电器、电气控制 的低压部分、联锁接点组成；无接点的电子电路由 微机及各种电子单元组成，如列车牵引系统控制单 元、制动控制单元、空调控制单元等。
包括下部支杆5、下部导杆6、上部支杆7和上 部导杆8；
采用高强度冷拔无缝管制作。
• 高度止挡2：
安装在下部导杆侧下方的基础框架上； 用以限制受电弓的最大升弓高度。
• 弓头：
是弓与网相接触的部分； 由集流头9、接触带10、转轴、端角11和弹簧 盒组成。
• 升降弓装置12：
[全]城轨交通供电系统
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城轨交通供电系统城市轨道供电系统是轨道交通的重要组成部分，没有城市轨道供电系统的可靠安全供电，就不可能有城市轨道交通的正常运行。
城市轨道交通供电系统有主变电所、牵引变电所、降压变所、馈电线、接触轨、走行轨、回流线、迷流防护系统等部分组成。
其中，主变电所把从城市电网110kV电源引入的三相高压交流电降压配送给轨道交通沿线的牵引变电所和降压变电所。
牵引变电所是将交流电经降压整流后换成适合于电动列车使用的直流电（750V）。
直流馈电线是将牵引变电所的直流电输送到接触轨上。
接触轨是沿电动列车行驶轨迹架设的特殊供电设备，电动列车通过其受电器(集电器)与接触网的直接接触而获得电能。
走行轨是作为牵引供电回路的一部分，回流线是将轨道回流引向牵引变电所。
迷流防护系统是将经轨道流入大地的杂散电流通过迷流网收集起来，通过排流柜及其电缆将迷流送回整流器的负端，保护地下或地面建筑物的结构钢筋不被腐蚀。
1．特点及要求（1）供电的可靠性和安全性城市轨道交通供电不同于一般工业企业供电和民用供电，它主要是为运送乘客的列车提供持续的电能，这些电动列车往往处于交通线路沿线的不同线段、不同运行状态之中，有高架地面、地下；有上坡、下坡；还有牵引(包括启动状态)、滑行、制动(包括电气再生制动)等。
列车的运行工况比较复杂，对供电的质量和可靠性要求高。
因此，城市轨道交通需要一个稳定而又经济合理沿线路敷设的城市轨道交通供电电网。
此外，城市轨道交通供电系统还要对为乘客运营服务的辅助设施进行供电。
这些设施包括照明，自动扶梯，通信，信号，通风，给排水，防灾报警，自动售、检票机等等。
城市轨道交通供电是城市电网中的重要用户。
大量的人群滞留在车站和列车上的时间长短不一，交通[供电中心3] 供电的中断不仅会造成交通运输的全线瘫痪，而且可能导致生命和财产的重大损损失[供电中心4] 。
因此，交通[供电中心5] 供电系统必须具备高度的可靠性和安全性。
（2）供电负荷多样性系统中供各级供电网络的变配电设备本身负荷，这类设备的负荷主要包括：变压器损耗、线路损耗、各种电流、电压互感器的线圈损耗等等。
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大连城市轻轨
第一节 城市轨道交通概述
一、分类 3、独轨
重庆独轨线路
第一节 城市轨道交通概述
二、特点 1、安全 2、快捷 3、准时
4、舒适 5、无污染 6、占地少，不破坏地面景观 7、投资大，技术复杂，建设周期长
第二节 城市轨道交通供电系统概述
一、城市轨道交通供电系统供电制式 1、城市轨道交通供电系统组成： 变电所、接触网(接触轨)、回流网。 2、牵引网的供电制式主要指电流制、电 压等级和馈电方式。 我国国家标准《地铁直流牵引供电系统》， 规定了DC1500V和DC750V两种电压制 式。
项目
自然腐蚀
杂散电流腐蚀
外观 钢 铁
孔蚀倾向较小，有黄色 或黑色的质地较疏松的 锈层，创面边缘不整齐， 清除腐蚀产物后创面较 粗糙。
孔蚀倾向大，创面光滑，有时 是金属光泽，边缘较整齐，腐 蚀产物似碳黑色细粉状，有水 分存在时，可明显观察到电解 迹象。
环境
几乎在土壤中均可发生。
一般土壤电阻率大于 10000Ω•cm环境下，腐蚀较 困难。
第二节 城市轨道交通供电系统概述
供电制式选择原则： 1）供电制式与客流量相适应 2）供电安全可靠性 3）便于安装和事故抢修 4）牵引网使用寿命长，维修工作量小 5）注重环境和景观效果。
第二节 城市轨道交通供电系统概述
• 二、国外轨道交通供电系统的发展 • 1、直流制式 • 2、低频单相交流制 • 3、工频单相交流制 直流电机 交流电机 交---直----交
第三节 城市轨道交通供电系统的组成
城市轨道交通的供电系统可分为： 交流高中压（HMV）系统； 牵引供电（TPS） 系统； 接触网(OCS) 系统； 电力监控(SCADA) 系统； SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制 系统
1、两路电源要求来自不同的变电所或同一变电所的不同母 线。 2、每个进线电源的容量应满足变电所全部l、2级负荷的要 求。 3、两路电源应分列运行，互为备用，当l路电源发生故障时， 由另l路电源回复供电。 4、为便于运营管理和减少损耗，要求集中式供电的主变电 所的站位和分散式供电的电源点，要尽量靠近城轨交通 线路，减少引入城轨交通的电缆通道的长度。
第四节 城轨供电系统的特点
五、城轨交通供电系统的电压等级 六、城市轨道交通杂散电流 1、杂散电流的形成 流经牵引轨的牵引电流 泄漏到隧道或道床等结 构钢上的电流就是杂散 电流，也称做迷流。
第四节 城轨供电系统的特点
2、杂散电流的影响和危害 杂散电流会对地铁中的电气设备、设施的 正常运行造成不同程度的影响，以及对隧道、 道床的结构钢和附近的金属管线造成危害 。
第四节 城轨供电系统的特点
3、地下金属结构被杂散电流腐蚀的基本原理 (1)腐蚀过程 电池Ⅰ为A钢轨（阳极区）→B道床、土壤→C金 属管线（阴极区）； 电池Ⅱ为D金属管线（阳极区）→E土壤、道床 →F钢轨（阴极区）。
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
(2)腐蚀特点 杂散电流腐蚀一般的特点 有腐蚀激烈、集中于 局部位置；当有防腐 层时，又往往集中于 防腐层的缺陷部位。
外观
腐蚀均匀，有空洞时亦 表现浅皿状，腐蚀物为 不透明的粉状物。
空洞内面粗糙，创面呈壕状， 长行分布不匀或沿电缆呈一直 线分布，腐蚀物为透明的或白 色的结晶物。
铅 水的PH值一般在6.8— 8.5范围之外，氯化物浓 度大。
环境
地下水为中性，普遍会有氯化 物，碳酸盐，硫酸盐。
4、杂散电流腐蚀的防护 A、杂散电流腐蚀防护的原则 B、杂散电流的防护措施
C、杂散电流防护的措施
5、杂散电流的监测
地铁杂散电流监测系统原理框图
思考题： 1、电力系统、电力网络、动力系统的组成及其不 同之处？ 2、电力牵引供电系统的组成？ 3、电力牵引的制式 有哪些？ 4、我国铁路选用的制式及轨道交通选用的制式分 别是什么？
•
一、城轨交通电源系统
城轨交通电源系统组成：
（1）发电厂 （2）升压变压器 （3）电力网 （4）主降压器 （5）直流牵引变电所 （6）馈电线 （7）接触网 （8）走行轨道 （9）回流线 目前，我国用得最普遍的输电电压等级为110～220 kV。
二、 向牵引变电所的供电方式
1、集中供电方式。
瑶台主变电站
第二节 城市轨道交通供电系统概述
三、国内轨道交通供电系统的发展现状 我国自1969年建成北京第一条地铁。 其中北京和天津地铁采用DC750V第三轨 馈电。（北方地区） 上海、广州、南京和深圳和大连采用 DC1500V接触网馈电。（南方地区）
第二节 城市轨道交通供电系统概述
两种供电制DC750V/DC1500V式分析比较： • 1、设备施工安装 • 2、设备投资 • 3、供电可靠性 • 4、使用寿命 • 5、维修费用 • 6、土建费用 • 7、其他方面(景观，安全，能耗）
城市轨道交通供电系统
丁太生--编辑
新学年的要求
• 上课；认真听讲做好笔记，勾划 课文重点和知识点，复习课文。 • 作业；及时完成，掌握重点。 • 考试；平时注意复习和练习，注 意每一章节的重点。
城市轨道供电系统
学习目标 1.了解供电系统的作用、 供电方式、系统组成、主 要设备。 2.掌握供电的一级负荷和 主要电器。 3.电力监控的功能、设备 和“四遥”作用。 4.应知接触网的组成、部 件作用和技术要求。
特征与分类
2、分类
3、特点
4、我国动车组技术
第四节 城轨供电系统的特点
一、牵引供电系统 1、概述 2、组成：牵引变电所、接触网、馈电线、回流 线、电分段、轨道。
牵引变电所 牵引变电所 牵引变电所
3
第四节 城轨供电系统的特点
一、牵引供电系统 3、运行方式
单边供电 双边供电
直流牵引供电系统电压值 （V）
三元里
广州火车站
越秀公园
纪念堂
公园前
海珠广场
赤岗
客村
鹭江
中大
晓港
江南西
Hale Waihona Puke 市二宫河南主变电站
磨碟沙
车辆段
新港东
琶洲
2、分散供电方式
3、混合供电方式
三、电动车组的概述 1、定义： “Train Set With Power Car”──带有 动车的列车编组。 • A 制动单元 • B 自走单元 • C 随走单元
第一章 概
述
城市轨道交通的定义：
通常以电能为动力，采取轮轨运转方式的 快速大运量公共交通之总称 。
城轨供电系统的供电对象：
1. 为城市轨道交通电动列车提供牵引用电 ；
2.为城市轨道交通运营服务的其它设施提供 电能。
第一节城市轨道交通概述
一、分类 1、地铁
广州地铁
第一节 城市轨道交通概述
一、分类 2、轻轨
标称值 750
1500
最高值 900
1800
最低值 500
1000
第四节 城轨供电系统的特点
二、 动力照明系统
三、电力监控系统 电力监控系统由控制中心、通信通道和被 控站系统组成，对全线变电所及沿线供电设 备实行集中监视、控制和测量。
第四节 城轨供电系统的特点
四、城轨交通供电系统对电源的基本要求