城市轨道交通供电系统课件
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城市轨道交通-供电系统ppt课件
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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
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
• 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
.
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
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概述ppt课件
二、城市轨道交通的类型
3、现代有轨电车（4.9%）
类型 单向客运能力（万人次/h）
运行速度（km/h） 投资（亿元/km） 最小转弯半径（m）
地铁 3~7 30-45 5~8 350-400
路权
专有路权
建设周期（年）
4.0-5.0
应用情况
普遍应用
轻轨 1~3 30-45 3~5 250-350 专有路权 3.0-4.0
、
两种。
普遍应用
有轨电车 0.8~1.5 20-30 0.8~1.8
25 部分或专有路
权 1.5-2.0
国外普遍，国 内正在兴起
二、城市轨道交通的类型
4、市郊铁路（市域快轨，10%）
市郊铁路是指把城市市区与郊区、尤其是远郊区联系起来的 长距离城市轨道交通系统。
二、城市轨道交通的类型
5、独轨（单轨，2%）
一、城市轨道交通的定义和特点
1、城市轨道交通定义: 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。
一、城市轨道交通的定义和特点
2、城市轨道交通的特点：
（1）安全 （2）快捷 （3）准时 （4）舒适 （5）运量大 （6）无污染（或少污染） （7）占地少， 不破坏地面景观
一、城市轨道交通的定义和特点
8.如何理解城轨供电系统的电磁兼容功能？
9.电力机车的取电方式有：
、
两种。
10.牵引网包含：
、
、
、
。
单元练习
11.福州地铁1号线电力机车采用供电制式为
。
12.城轨牵引供电系统由
和
组成。
13.混合变电所指：
。
14.福州地铁正线有 个电分段。
城市轨道交通系统构成——供电与牵引_图文_图文
图6-9 外部供电方式——放射式供电
【理论知识】 6.2 城市轨道交通电力牵引系统
1.城市轨道交通电力牵引概念 以电力系统城市电网的电力为动力源 ，在车辆上将电能转换为机械能，从而牵引列车组在轨道上运行的一 种城市交通牵引动力形式。
图6-10 城市轨道交通电力牵引结构图
【理论知识】 6.2 城市轨道交通电力牵引系统
【理论知识】 6.2 城市轨道交通牵引系统
(3)电力机车 电力牵引在现实生活中最好的体现就是电力机车。 4.牵引变电所容量的计算和确定 (1)确定牵引变压器的容量 1)确定计算容量。 2)确定校核容量。 3)确定安装容量。 (2)牵引变压器的安装容量 牵引变压器的安装容量是在计算容量和校 核容量的基础上，再考虑备用方式，最后按变压器的产品规格所确定 的变压器台数与容量。 1)移动备用。 2)固定备用。
【理论知识】 6.2 城市轨道交通牵引系统
5.电力牵引的远动监控装置 (1)地下迷流 在直流牵引供电中，牵引电流并非全部由钢轨直接流回 牵引变电所，而是有一部分由钢轨杂散泄漏流入大地，再由大地流回 钢轨和牵引变电所，这种地下杂散电流被称为地下迷流。 (2)谐波 由于牵引变电所大功率整流设备和其他变流装置等的非线性 负荷特性，使牵引供电系统成了城市电网的一个重要谐波源。 (3)电动车组 由牵引供电系统供给电能，驱动车辆上的电动机，产生 牵引力牵引在轨道上行驶的列车组。 (4)车辆电气 车辆电气包括车辆上各种电气设备及其连接导线。
【理论知识】 6.1 城市轨道交通供电系统
(1)牵引变电所 牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个 单相电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。 1)桥接线方式。
图6-1 牵引变电所的引入线方式
【理论知识】 6.1 城市轨道交通供电系统
【理论知识】 6.2 城市轨道交通电力牵引系统
1.城市轨道交通电力牵引概念 以电力系统城市电网的电力为动力源 ，在车辆上将电能转换为机械能，从而牵引列车组在轨道上运行的一 种城市交通牵引动力形式。
图6-10 城市轨道交通电力牵引结构图
【理论知识】 6.2 城市轨道交通电力牵引系统
【理论知识】 6.2 城市轨道交通牵引系统
(3)电力机车 电力牵引在现实生活中最好的体现就是电力机车。 4.牵引变电所容量的计算和确定 (1)确定牵引变压器的容量 1)确定计算容量。 2)确定校核容量。 3)确定安装容量。 (2)牵引变压器的安装容量 牵引变压器的安装容量是在计算容量和校 核容量的基础上，再考虑备用方式，最后按变压器的产品规格所确定 的变压器台数与容量。 1)移动备用。 2)固定备用。
【理论知识】 6.2 城市轨道交通牵引系统
5.电力牵引的远动监控装置 (1)地下迷流 在直流牵引供电中，牵引电流并非全部由钢轨直接流回 牵引变电所，而是有一部分由钢轨杂散泄漏流入大地，再由大地流回 钢轨和牵引变电所，这种地下杂散电流被称为地下迷流。 (2)谐波 由于牵引变电所大功率整流设备和其他变流装置等的非线性 负荷特性，使牵引供电系统成了城市电网的一个重要谐波源。 (3)电动车组 由牵引供电系统供给电能，驱动车辆上的电动机，产生 牵引力牵引在轨道上行驶的列车组。 (4)车辆电气 车辆电气包括车辆上各种电气设备及其连接导线。
【理论知识】 6.1 城市轨道交通供电系统
(1)牵引变电所 牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个 单相电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。 1)桥接线方式。
图6-1 牵引变电所的引入线方式
【理论知识】 6.1 城市轨道交通供电系统
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。
城市轨道交通供电与牵引系统ppt课件
轮开关调阻和
R0
无触点斩波调 CH
阻。 图 5.12 斩波调阻原理图
图 5有.11 触有触点点开道交通系统概论
直流牵引调速系统-基本形式（调压法） （2）斩波调压
U RL
U
t on T
U
Ton
T
直图 5流.13斩直流波斩电波电路路原原理理
uR L
U
URL
城市轨道交通系统概论
6.1.2 直流电力牵引系统
1. 直流电动机 2. 直流牵引调速系统 3. 牵引电动机的电气制动 4. 牵引主回路及其控制
城市轨道交通系统概论
1. 直流电动机
直流电动机由定子转子两部分构成。
极掌 S
极心
N ···
励磁绕组
···
S
机座
转子
N
直流电动机的磁极和磁路
城市轨道交通系统概论
旋转磁场
n0
60 f1 p
(转/分）
方向:顺时针
CF
S
B
X
切割转子导体
Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2
旋转磁场
Bli
左手定则
电磁力F
电磁转矩T
n
城市轨道交通系统概论
转差率 由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场
旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转
磁场的转速相等，即
n n0 异步电动机 如果: n n0
交流变 频凋速 1980
德国 慕尼黑
B型 DC 750 第三轨
1H0
交流变 频调速 1980
德国 纽伦堡
DC 750 第三轨
195 交流变 频调速 1981
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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
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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
动力照明供电系统：中压网络输送的 电能经降压变电所降压后，通过低压配电 系统为场站和区间各类照明设备，扶梯、 风机、水泵等动力机械设备，以及通信、 信号、自动化等设备提供低压电源。部分 工程动力照明供电与牵引供电共用一个中 压供电网络，归属牵引供电系统，而低压 配电系统则与动力照明供电系统相对独立。
城市轨道交通供电系统（以下简称供电系统）担负着城市轨道交通 运行所需的一切电力供应，通过电能的变换与传输，满足城市轨道交通 系统所有用电设备的用电需求，是城市轨道交通安全、可靠、便捷、舒 适运行的重要保证。
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项目一
正文
城市轨道交通供电系统概述
了解供电系统的基础结构 掌握供电系统的主要功能和基本要求 了解供电系统的主要设备 掌握供电制式的概念及其选择原则 了解供电制式的主要特点 掌握供电负荷的等级
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项目一
正文
城市轨道交通供电系统概述
电气安全与防护系统：主要 指电气安全、杂散电流防护、防 雷等系统。
电力监控系统：在控制中心 通过调度端、通道、执行端对整 个城市轨道交通系统的主要设备 进行控制、监视和测量。
任务一 认识供电系统的基础结构
LO道交通供电系统概述
二、供电系统的功能和特点 1 供电系统的概况
城市轨道交通供电系统从城市电 网引入中高压电源，并将引入的电源 进行变压、整流或直接分配至各牵引 变电所和降压变电所，为机车和辅助 设备提供电能，是城市轨道交通系统 的重要组成部分。城市轨道交通供电 系统示意图如图1-4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（正文）
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CONTENTS PAGE
项目一 项目二 项目三 项目四 项目五 项目六
外部电源与主变电所 牵引供电系统 动力照明供电系统 电气安全防护与电力监控系统 供电系统运行管理与事故处理
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项目一
正文
城市轨道交通供电系统概述
近年来，我国城市轨道交通建设快速、稳定发展。截至2017年12月 31日，中国大陆包括北京、上海、广州等35座城市开通运营轨道交通线 路共171条，总里程高达5 083.45 km，车站3 269座。
图1-4 城市轨道交通供电系统示意图
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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
图1-4中的发电厂F1与F2，升压变电所B1与B2，以及区域变电所B3与B4均属于城市电网中的一 次供电系统，由国家电力部门统一建造和管理。发电厂一般可分为火电厂、水电厂和核电厂等， 发电厂的发电机产生的电能需先经过升压变压器升压至110 kV，220 kV甚至更高的电压后，通过 三相传输线输送至主变电所B5与B6。
图1-2 架空接触网
图1-3 接触轨
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项目一
正文
城市轨道交通供电系统概述
读一读
城市轨道交通供电系统是嫁接在 城市电网上的一个相对独立的子系统， 主变电所将城市电网的高压电转换为 城市轨道交通所需的中压电，通过中 压电缆，在纵向上与下级牵引变电所、 降压变电所连接，并在横向上将全线 各牵引变电所、降压变电所连接起来， 便形成了中压网络。
任务一 认识供电系统的基础结构
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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
牵引供电系统：中压网络输送的电能经牵引变电所降压、整流后，通过牵引网为机车提供直流电源的 系统。在区段内为机车供给牵引电能的变电所称为牵引变电所；牵引网包括架空接触网和接触轨（也称第三 轨）等形式，主要由接触网、馈电线、走行轨（又称钢轨）和回流线等部件构成，机车通过受流器与接触网 的直接接触来获得电能，再通过走行轨和回流线将电能引回牵引变电所。架空接触网、接触轨分别如图1-2 和图1-3所示。
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TRANSITION PAGE
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项目一
城市轨道交通供电系统概述
任务二 认识供电制式及供电负荷
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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
城市轨道交通供电系统的设置需严格遵循行 业标准和国家相关规定。在学习供电系统专业知 识前，应对供电系统的总体布置和基础结构进行 初步了解。本任务通过介绍基础知识，配合沙盘 模型将所学知识加以应用和巩固，并结合在现实 环境中对所在城市轨道交通供电系统的调查，全 局认识供电系统，为后续的学习奠定基础。