地铁主变电所简介要点

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地铁变电所的作用

地铁变电所的作用地铁是我国大型城市公共交通的重点发展方向，而可靠的供电是地铁安全运营的重要保障，功能强大的地铁供电变电站自动化系统又是保证供电质量的基础。

地铁供电变电站的一次设备、运行方式及管理模式与大电网变电站有一定的差异，导致了其自动化系统的功能也与大电网变电站的功能存在不少差异。

1、一次系统:主变电站、牵引变电站、降压变电地铁供电变电站按功能划分主要有4种类型站和跟随变电站。

主变电所将110kV电网电压降为35kV，给牵引变电站和降压变电站供电(电压等级仅为参考值，进口一次设备可能略有差异，以下同);牵引变电站则是将35kV交流电经变压器、整流器转换为直流1500V/750V，给接触网/接触轨供电;降压变电站则是将35kV电网电压降为400V，提供车站的动力和照明电源，同时也是跟随变电站的进线电源;跟随变电站无变压器，是降压变电站400V侧在地理上的延伸，是为离降压变电站较远的地铁设备供电。

主变电站、降压变电站、跟随变电站与交流电网上的其他变电站并无本质的区别，无论是电气接线方式还是运行方式均与普通变电站类似，只有直流牵引变电站是地铁供电系统所特有的。

地铁变电站自动化系统的很多独特之处也多与直流牵引变电站有关。

2、系统功能现代意义的变电站自动化系统的功能在IEC61850-5:2003中作了系统、全面的阐述。

IEC61850-5将系统的功能从逻辑上分为变电站层、间隔层和过程层3个层次和系统支持功能(如自检、时钟同步)、系统配置或维护功能(如测试、配置参数)、运行或控制功能(如遥控)、本地过程自动化功能(如数据采集、继电保护)、分布式自动化支持功能(如联锁、同期)和分布式过程自动化功能(如顺控、电压无功控制)，共6种类别。

而传统意义的变电站自动化系统指的是数据采集与处理(SCADA)系统(不包括继电保护等功能)的子站部分，或称为远动终端设备。

远动终端设备可以视为现代意义的变电站自动化系统的一部分。

城市轨道交通牵引变电所概述

地铁、轻轨直流牵引变电所常与向车站、区间供电的降压变电站合并建设，形成牵引降压混合变电所，其主电路结构和电气设备与一般直流牵引变电所相比有所不同。在有再生能源需要向交流网返送的情况下，直流牵引变电所需要设置可控硅逆变机组（包括交流侧的自耦变压器），由于其设备相应增加，因此运行技术要求复杂。
牵引变电所内部相关高压电气设备多，电压高，电流大，防火要求高。
3. 维护周期长
牵引变电所用的变压器、整流器、中低压开关设备需要进行人工维护，一般白天进行设备维护，维护周期相对较长，因此尽量选用设备范围内免维护、免维修的设备。
4. 有效利用再生电能
应使列车制动时产生的电能回馈给牵引网，补给牵引网电能，提高电能利用率。
5. 成套设备
成套设备是指按一定的线路方案将有关一次、二次设备组合而成的设备，如高压开关柜，低压配电屏，高、低压电容器柜和成套变电站等。
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1. 变换设备
变换设备是指用以变换电能电压或电流的设备，如电力变压器、整流器、电压互感器、电流互感器等。
2. 控制设备
控制设备是指用以控制电路通断的设备，如各种高、低压开关设备。
3. 保护设备
保护设备是指用以保护电路过电流或过电压的设备，如高、的无功功率，以提高系统功率因数的设备，如高、低压电容器和静止无功补偿装置等。
4. 有效利用再生电能
牵引变电所主要设备的技术条件如表2-1所示。表2-1牵引变电所主要设备的技术条件
3牵引变电所的工作原理
图2-1直流牵引变电所的接线原理
直流牵引变电所从主变电站或城市电网双电源受电，经整流机组变压器降压、分相后，按一定整流接线方式由大功率硅整流器把三相交流电变换为与直流牵引网相应电压等级的直流电，向电动车组提供直流电能。直流牵引变电所的接线原理如图2-1所示。

地铁供电系统简介

1. 母线上的单相短路故障不能及时切除 2. 故障逐障
• 解决方法
• 母线故障应及时切除
• 变电所直流供系电统系的保统护—配—置直流系统
大电流脱扣逆流保护
大电流脱扣 DI/DT+ΔI
定时限热过负荷自动重合闸双边联跳
– 主保护：差动保护 – 后备保护：过流保护
供电系统——中压网络
• 近年城市轨道交通供电系统“大串环”供电， • 最长的供电分区带有6～10个变电所。
供电系统——中压网络
• 正常情况下主保护（差动保护）具有选择性 • 后备保护（过电流保护）采用时间配合 • 解决保护的选择性。 • 时间整定值的级差固定
框架保护1 框架保护2
• 再生能量的供吸电收系统——直流系统
双向变流器试验中
• 框架保护与供钢电轨系电位统限—制—装直置流的系原统理
FCRW
OCS RAIL
V A
框架泄漏保护装置
S
OVPD R
FCRW 架空地线
OCS 接触线
RAIL 钢轨
S
排流柜
OVPD 钢轨电位限制装置
R
泄漏电阻
V 电压元件
A 电流元件
城市轨道交通供电系统简介
• 供电分区内变电所的增加导致后备保护失去选择性。
供电系统——变电所
• 典型牵引降压混合变电所
差动
过流
延时速断
定时限过流
母联自投
反时限过流
失灵保护（跳进线）
变压器本体温度保护
母联自投
供电系统——母线保护
• 35kVGIS发生过由于电压互感器故障而导致的母线故障
• 环网上过流保护的时间延时很长
城市轨道交通供电系统简介

地铁主变电所简介

地铁主变电所简介集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-地铁主变电所简介1、概述地铁主变电所将城市电网的高压110KV（或220KV）电能降压后以35KV或10KV的电压等级分别供给牵引变电所和降压变电所。

为保证供电的可靠性，地铁线路通常设置两座或两座以上主变电所。

主变电所由两路独立的电源进线供电，内部设置2台相同的主变压器。

根据牵引负荷和动力负荷的不同情况，主变压器可采用三相三绕组的有载调压变压器或双绕组的变压器。

采用有载调压变压器在电源进线电压波动时二次侧电压维持在正常值范围内。

主变电所为地铁线路的总变电所，承担整条地铁线路的电力负荷的用电。

（1）可根据负荷计算确定在地铁线路上设置的主变电所数量。

（2）每座主变电所设置２台主变压器，由城市电网地区变电站引入两路独立的110KV专用线路供电，两回路同时运行，互为备用，以保证供电的可靠性和供电质量。

进线电源容量应满足远期时其供电区域内正常运行及故障运行情况下的供电要求。

（3）低压35KV侧采用单母线分段接线，两段母线间设母联断路器，正常运行时母联断路器打开。

（4）正常运行时每座主变电所的两路110KV电源和２台主变压器分列运行。

通过35KV馈出电缆分别向各自供电区域的负荷和动力照明负荷供电。

2、主变电所的主要设备（一）主变压器高压侧电压为110KV，低压侧电压为35KV（或10KV）。

主变压器容量应能满足正常运行时，每台变压器容量承担其所供区域内的全部牵引负荷和动力照明的供电。

当发生故障时，应满足如下条件：（1）当一台主变压器发生故障时，另一台主变压器应能满足该供电区域高峰小时牵引负荷和动力及照明一、二级负荷的供电。

（2）当一座变电所因故解列时，剩余主变电所应能承担全线的动力和照明一、二级负荷及牵引负荷。

主变压器容量的选择应考虑近期实际负荷和远期发展的需求。

单台容量大约在20MVA～40MVA范围，主要考虑相邻变电所故障解列时应满足向该段牵引负荷越区供电的要求。

城市轨道交通供电第六章城市轨道交通供电系统变电所及其运行

第一节电力牵引制式和城市轨道交通供电系统设计原则
三、城市轨道交通供电系统设计原则（12）全线任何顺序相邻的三座牵引变电所（线路端头两牵引变电所除外），当中间一座牵引变电所故障时，其相邻的牵引变电所采取大双边供电方式，担负起该段的牵引供电负荷。整流机组负荷等级应满足 GB10411—89的规定： 100%额定负荷──连续； 150%额定负荷──2h； 300%额定负荷──1min。（13）牵引变电所供电效率不低于96%。（14）接触网供电电压采用直流1500V或者750V，允许电压波动范围为1000～1800V或者500～900V。（15）供电系统通过主变电所送入电力系统的谐波含量应满足国家标准的规定。
第三节城市轨道交通供电系统变电所
二、城市轨道交通供电系统结构框图 1. 变电所供电接线图（1）环形供电接线图
图6.7 环形供电接线
第三节城市轨道交通供电系统变电所
（2）双边供电
图6.8 双边供电接线
第三节城市轨道交通供电系统变电所
（3）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。为了增加可靠性，也采用双路输电线路。它的可靠性较差。一旦主变电所出故障，沿线就必然断电，造成整个线路无法行车。
第三节城市轨道交通供电系统变电所
一、建设原则 3. 牵引变电所选址原则牵引变电所的设臵首先要满足供电质量的要求，GB10411—89《地铁直流牵引供电系统》规定：牵引供电系统直流电压及波动范围应符合如下的标准，标称值：1500V，最低值：1000V，最高值：1800V。根据标准规定，牵引变电所的设臵应满足一个牵引变电所解列时，由相邻两牵引变电所大双边供电时，接触网最低电压不低于1000V的要求。在满足上述要求的情况下，增大变电所间距，尽量减少变电所的数量。此外，一般要求牵引变电所分布比较均匀。

地铁供电科普文章

地铁供电科普文章地铁作为一种重要的城市交通工具，为了能够正常运行，需要有稳定可靠的供电系统。

地铁供电系统是地铁运营中的重要组成部分，它为地铁列车提供所需的电力。

本文将对地铁供电系统进行科普介绍，帮助读者更好地了解地铁供电的工作原理和相关设备。

一、直流供电系统地铁供电系统一般采用直流供电，其主要原因是直流供电具有稳定性好、传输损耗小等优点。

直流供电系统由供电变电所、接触网、牵引变流器等组成。

1. 供电变电所：地铁供电系统的起点是供电变电所，它将电网中的交流电转换为地铁所需的直流电。

供电变电所还负责控制和保护地铁供电系统的正常运行。

2. 接触网：接触网是地铁供电系统中的一个关键部件，它位于地铁轨道上方，由一根根金属导线组成。

接触网上方悬挂着地铁列车的集电弓，当列车行驶时，集电弓与接触网接触，从而实现电能的传输。

3. 牵引变流器：牵引变流器是地铁供电系统中的关键设备，它将接触网提供的直流电转换为适合地铁列车使用的电能。

牵引变流器可以根据列车的需要进行电流和电压的调整，确保地铁列车能够平稳运行。

二、地铁供电系统的特点地铁供电系统具有以下特点：1. 稳定可靠：地铁供电系统需要保证供电的稳定性和可靠性，以确保地铁列车的正常运行。

供电系统中的各个设备都经过严格的设计和测试，以应对各种复杂的工作环境。

2. 安全性高：地铁供电系统需要满足严格的安全标准，以确保乘客和工作人员的安全。

供电系统中设备的绝缘性能和防火性能都要达到一定的要求，以防止意外事故的发生。

3. 节能环保：地铁供电系统需要尽可能地减少能源的消耗，以降低对环境的影响。

供电系统中的设备需要具备良好的能效，以减少能源的浪费。

4. 维护成本低：地铁供电系统的设备需要具备良好的可维护性，以降低运营成本。

供电系统中的设备需要方便维修和更换，以减少维护所需的时间和成本。

三、地铁供电系统的发展趋势随着科技的不断进步，地铁供电系统也在不断发展和改进。

未来地铁供电系统的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 新能源的应用：随着新能源技术的不断发展，未来地铁供电系统可能会采用更多的新能源，如太阳能、风能等，以减少对传统能源的依赖。

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—变电所

根据不同的牵引制式，在牵引变电所内完成相应的变压、变相工作。
1.3 降压变电所
降压变电所将中压电能转换为低压电能，向车站、区间、车辆段（停车场)、控制中心所有低压用电负荷提供电源。
城市轨道交通供电系统中，主变电所指的是由上一级供电区域获得高压电能，经降压后以中高压电压等级向牵引变电所和降压变电所供电的一类变电所。
牵引变电所从主变电所获得电能，经过降压和整流变成电动列车牵引所需要的1500V或750 V直流电。
3.1 牵引变电所的工作原理
每座牵引变电所按其所需容量设置两组整流器并列运行，向接触网供电。
牵引变电所主接线图
3.1 牵引变电所的工作原理
位于相邻两个牵引变电所之间的接触网，为了能安全、可靠地供电，通常在中央处断开，将牵引变电所之间两供电臂的接触网分成相互绝缘的两部分，每一部分称为一个供电分区。
3.1 牵引变电所的工作原理
在供电分区的末端设置有断路器和隔离开关的分区亭，以便对接触网起到分断与保护作用，同时还可以通过分区亭内的开关设备，将供电分区连接起来。
3.1 牵引变电所的工作原理
牵引变电所的关键设备是整流器，其中的整流元件由于较长时间流过超过允许值的电流而导致元件温度过高时，容易引起元件损坏和整流器停止工作，所以必须采取有效的过电流保护和降温冷却保护。
3.2 牵引变电所的供电方式
牵引变电所向牵引网的供电方式，主要按牵引变电所的分布情况、供电臂的长短、线路状态之供电可靠性而定。
通常有单边供电和双边供电两种。
3.2 牵引变电所的供电方式
单边供电时，接触网发生故障只影响本供电分区，故障范围较小。
双边供电时，虽然可提高供电电压水平，但发生故障时影响范围较大，因此目前较少应用。

轨道交通主变电所设备讲解

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二、110KV一、二次设备系统组成
草埔站和银海站一次主接线部分采用线路变压器组接线，主变110KV中性点经隔离开关接地。
一次系统设备：
故障接地开关(FES)，维修接地开关 (ES），隔离开关（DS），GIS断路器(CB），电流互感器（CT），电压互感器（PT）。
后备保护，西门子的电流纵差动保护为
主保护。
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ZX2铠装式气体绝缘中压开关柜 1250A单母线柜
1 压力释放通道 2 主母线
3 控制室 4 三工位开关操动机构 5 REF542PlusHMI单元
6 传墙套管
7 电容分压装置测试接口 8 密度传感器电压传感器 9 真空断路器电流传感器 10 断路器操动机构 11 电缆插座 12 插接式电缆头 13 智能型控制/保护单元REF542Plus主机
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主变电所主要设备表及典型设备图
设备名称
110kV GIS
110kV 油变压器 110kV 气体变压器主所综合自动化主所 35kV GIS SF6 监测系统接地兼动力变压器 0.4kV 低压开关柜交直流屏
生产厂家现代重工电气有限公司江苏华鹏变压器厂保定保菱变压器厂深圳华力特厦门 ABB 江苏江阴佳灵科技河南许继深圳市华通电气广东电气控制
断口265kV
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银海站外型图
基本技术参数
额定电流:
主母线回路:2000A 额定热稳定电流：40kA(4s)(r.m.s) 额定动稳定电流：100kA(peak) 额定耐受电压: 雷电冲击电压(峰值): 相间、相对地 550kV

城市轨道交通供电系统—变电站的类型

03
牵牵引变电所将城市轨道交通主变电所或城市电网区引域变电所送来的10KV电能经过降压和整流变成车
变辆牵引所要求的直流电能。
电
站
牵引变电所的容量和设置的距离是根据牵引供电计算的结果，并经过经济技术分析比较后所决定的。
变电所的间隔一般为2～3Km，牵引变电所按其所需的总容量设置2组整流机组并列运行。沿线任一牵引变电所故障，则由两侧相邻的牵引变电所承担 02 其供电任务。
牵引降压混合变电站是指同时具备牵引变电站及降压变电站功能的变电站。
01
电电源牵引降压混合变电站是指同时具源牵备电源开闭站、牵引变电站和降压变引电站功能的变电站。降压混合变电站
02
03
电源站
1.电源站两路进线直接从城市电网引进10kV或35kV的电源,分别经开关送电到本站10kV或35kV的母线上,然后通过10kV或35kV馈出开关供给本区域的牵引变电站、降压变电站作为进线电源。 2.由于此类变电站内没有主变压器,进线电压与馈出线电压相同,因此也称为电源开闭站。
01
牵引降压混合变电站
变电站类型及功能
教学目标
掌握变电站的几种类型掌握针对不同的设备需要使用哪种变
电站
Байду номын сангаас
教学重点
三种变电器的电位差
目录
01
主变电站
04
电源站
02
牵引变电站
05
牵引降压混合变电
站
03
降压变电站
06
电源牵引降压混合变电站
主变电站
1.主变电站就是从城市电网中的高压（如电压等级为110KV）经变压器变换为10KV或35KV电压。 2.主变电站的作用就是为牵引变电站和降压变电站提供电能，之后分别供给牵引变电站和降压变电站。

城轨交通供电5第3章变电所主变电所

§3-1 主变电所
四. 主变压器选择
4. 主变压器电压调整方式的选择
据《电力系统电压质量和无功电力管理规定》，城轨电源电压范围如下：
110KV：110（1+0.07）～110（1-0.03）KV 35KV：正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10% 10KV：合理范围为10.0 ～10.7KV 实际工程中，主变压器分接范围一般选择为
I号变压器 II号变压器
6563
8689
4967
4967
11531
13656
8.87
10.50
15252
5961
21213
16.32
17442
16953
8082
8082
25524
25035
19.63
19.26
2×20
远期
I号变压器 II号变压器
9928
13077
4967
4967
14895
18045
11.46
A. 主变压器110KV侧中性点接地方式 B. 正常供电情况下，不接地 C. 送电时，中性点直接接地
峨眉校区电气工程系
§3-1 主变电所
五. 主变压器中性点接地方式
3. 主变压器中性点接地方式
B. 主变压器10～35KV侧中性点接地方式通过专用接地变压器（曲折联结变压器）进行接地。
峨眉校区电气工程系
§3-1 主变电所
五. 主变压器中性点接地方式
3. 主变压器中性点接地方式
B. 主变压器10～35KV侧中性点接地方式
O A1
• U A1
X1 A2
• UA2
B1
• U B1
Y1 B2 •

城市轨道交通供电

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
区域变电所
10kV
10kV
电力监控系统 SCADA
控制中心主机通信网络
保证控制中心对主变电所、牵引变电所、降压变电所等供电设备运行状态监视、控制和数据采集。
… … … … … …
远程控制终端
遥控功能
①选点式操作，即单控。调度员可根据站名、开关号以及动作状态进行选择操作。 ②选站式操作，调度员通过对所控站名、动作状态的选择，按系统的运行方式发出指令，进行停送电操作。
城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
城市电网
主变电所
高压供电系统
三相交流
牵引变电所牵引供电系统
馈线回流线
接触网
直流
轨道
图 10-2 地铁牵引供电系统示意图
牵引网
牵引网：沿线路敷设的专为电动车辆供给电源的装置。由正极接触网供电，负极走行轨回流。世界城市轨道交通除巴黎个别线路为第四轨回流外，全都采用走行轨回流。上部接触式接触轨下部接触式侧面接触式刚性悬挂柔性悬挂
世界各国的城市轨道交通的供电电压都在直流
55和1500V。
我国国标：750V、1500V。北京和天津地铁采用DC750V第三轨供电。上海、广州、南京、深圳和大连采用DC1500V接触
网馈电。
动力与照明供电系统
降压变电所动力与照明供电系统动力照明
10kV
10kV

城市轨道交通供电系统的变电站类型及作用概要

城市轨道交通供电系统的变电站类型及作用二、主变电站（一）主变电站的作用主变电站（简称主变）是城市轨道交通供电系统接受电源的场所，也称受电点。

它是系统内电压等级最高的变电站，它将城市电网提供的110KV交流电压，降压至35KV；然后配送到城市轨道交通沿线的各个牵引变电站和中心降压变电站。

一座主变电站承担着一条轨交线路一半左右用户的供电，一旦主变因故失电，将直接影响一、二类负荷的供电。

所以要求主变的供电必须可靠，为此，每座主变电站都设有两路以上的进线电源。

图4－3 主变电站内的主变压器三、牵引变电站（一）牵引电力制式牵引供电的制式有直流制和交流制两种。

我国电气化铁路的牵引供电，一般采用单相工频（50赫）25千伏交流供电电压。

城市轨道交通的运行环境与电气铁路不同，后者铁路站间距离长，接触网的周围空间环境宽大，因而绝缘安全距离大，可选用较高的触网电压；而城市轨道交通的站间距离短，接触网的周围环境狭窄，绝缘安全距离小，触网电压不能选得很高。

但考虑到触网线路的电压损耗，触网电压又不能太低，所以城市轨道交通采用直流1500V供电较为妥当。

且触网结构也较简单，因此城市轨道交通几乎都采用直流供电制式。

我国城市公共交通系统中，直流600V仅用于无轨电车的供电；北京、广州、武汉、天津等城市的地铁部分采用750V直流供电，上海、深圳等城市的轨道交通线路都采用1500V 直流供电。

为确保电动列车的可靠供电，通常是隔一座车站设立一个座牵引变电站，如图4- 所示。

前面在介绍城市轨道交通供电系统结构时已经提到，相邻牵引站之间彼此联系，发生局部供电故障时，牵引变电站能进行跨区域的供电，确保了电动列车供电的可靠性。

车站1 车站2 车站3 车站4 车站5牵引站1牵引站2牵引站3图4- 6 牵引站分布示意图（二）牵引变电站作用牵引变电站是为电动列车提供直流牵引电源，而进行降压、整流的场所。

牵引站将主变电站输出的35KV交流电降压、整流后，变换成750V或1500V的直流电源输送到接触网上供电动列车使用。

轨道交通供电主变电所设计要点

轨道交通供电主变电所设计要点摘要:我国的经济建设规模不断扩大，带动了城市轨道交通建设也获得了快速的发展渠道。

当前，各大城市都在部署或者已经开建各类城市轨道交通，特大城市的城市轨道交通已经进入了智能化网络化的发展时代。

因此做好供电系统的设计工作，是发展城市轨道交通建设的动力和源泉。

供电系统为城市轨道交通提供了源源不断的运营动力，电能是设备运行的唯一的能源，因此要保证城市轨道交通的安全运行，必须在服务水平、科学性和安全可靠性上下功夫，经过前期关于城市轨道交通的供电系统的研究，已经形成了适用于城市轨道交通供电系统的较为有效的设计理念和方法。

关键词：城市轨道交通；供电系统；设计一、城市轨道交通供电系统随着城市经济的快速发展，城市中常住人口数量以及流动人口数量开始快速增加。

此类现状下，交通压力也面临越来越多的问题。

如何改善交通问题，建设轨道交通系统则为主要的发展途径之一。

在城市轨道交通中，供电系统是重要的基础，因而在建设时必须给予充分的重视。

我国经济和交通的繁荣发展，使得我国的供电系统设计方案和施工技术都获得了快速发展，供电系统理论、设计方案等都更加合理，对轨道交通设计也产生了积极的促进作用。

但是当前很多的方法只适合轨道交通供电系统的初步规划和方案设计。

在探索城市轨道交通工程建设的前期准备和深入设计中，结合轨道交通供电系统进行分析，深入了解和归纳供电系统设计方法，力求设计方法更合理，可以很好地完成当前轨道交通供电系统设计的前期准备和设计工作。

二、城市轨道交通供配电节能设计（一）准备阶段的主要任务在轨道交通的设计前期，也就是编制轨道交通工程可行性研究报告中，对项目的可行性和必要性展开研究。

供电系统设计在规划初期是重要部分，供电系统设计的最初目标是要预计和估算完整的轨道交通用电负荷需求，随后结合相应的技术方法和经济两方面，找出最科学合理的电源实施方案和系统设计方案，将其作为供电系统设计的根本性依据，并且大致推算出供电系统的工程预算。

变电所基本知识要点

变电所基本知识1、变电所的作用：变电所是连接发电厂、电网和电力用户的中间环节，主要有汇集和分配电力、控制操作、升降电压等功能。

2、变电所的构成：变压器、高压配电装置、低压配电装置和相应建筑物。

3、变电所分类⑴按作用分类①升压变电所：建在发电厂和发电厂附近，将发电机电压升高后与电力系统连接，通过高压输电线路将电力送至用户。

②降压变电所：建于电力负荷中心，将高压降低到所需各级电压，供用户使用。

③枢纽变电所：汇集电力系统多个大电源和联络线路而设立的变电所，其高压侧主要以交换电力系统大功率为主，低压侧供给工矿企业和居民生活用电等。

⑵按管理形式分类①有人值班变电所：所内有常驻值班员，对设备运行情况进行监视、维护、操作、管理等，此类变电所容量较大。

②无人值班变电所：不设常驻值班员，而是由别处的控制中心通过远动设备或指派专人对变电所设备进行检查、维护，遇有操作随时派人切换运行设备或停、送电。

⑶按结构型式分类①屋外变电所：一次设备布置在屋外。

高压变电所用此方式。

②屋内变电所：电气设备均布置在屋内，市内居民密集地区或污秽严重的地区、电压在110KV以下用此方式。

⑷按地理条件分类地上变电所、地下变电所。

4、变电所的规模按电压等级、变压器总容量和各级电压出线回路数表示。

电压等级以变压器的高压侧额定电压表示，如35、110、220、330、500KV变电所。

变压器总容量通常以全所主变压器的容量总和来表示。

各级电压出线回路数，根据变电所的容量和工业区用户来确定。

如一变电所有5条35KV 输电线路、4条110KV输电线路、3条10KV用户配电线路，该所共有出线12回。

5、变电所的电气一次设备构成：变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、架空母线、消弧线圈、并联电抗器、电力电容器、调相机等设备。

6、变压器⑴作用：变换电压，将一种等级的电压变换成同频率的另一种等级的电压。

⑵变压器的分类①按相数分：单相变压器、三相变压器。

城市轨道交通的外部供电系统—主变电所

图2-11 主变电所中的自动监控设备
三、主变电所向牵引变电所供电的接线方式
供电系统的安全性、可靠性是城市轨道交通正常运行的重要保证。为此，牵引变电所均由两个独立的电源供电，考虑到地铁线路分布范围广，通常需要在沿线设置多个牵引变电所。向牵引变电所供电的接线方式有多种方式，现归纳成以下几种典型形式：
等提供不间断直流电源。线路正常时，直流电源设备为它的服务对象提供稳
定的直流电源，并对蓄电池进行充电。故障时由蓄电池提供1～2小时的直流供电。
图2-10 主变电所中的直流电源设备
4.自动监控设备自动监控设备用于对变电所电气设备的监测和控制，并能
对其进行远程控制和数据采集。根据供电系统的运行状况，自动切换电气设备和设施故障自动切除，为城轨供电系统的安全、高效运行提供保障。
1）当一台主变压器发生故障时，另一台主变压器应能满足该供电区域高峰小时牵引负荷和动力及照明一、二级负荷的供电。
2）当一座变电所因故解列时，剩余主变电所应能承担全线的动力和照明一、二级负荷及牵引负荷。
为了减少城网电压波动和负荷变化对城轨中压系统的电压质
量影响，主变压器多采用有载调压型电力变压器。有载调压开关具有就地、远方操作功能，安装在高压侧。由于油浸式变压器价格低，应用成熟，国内城轨供电系统主变电所中大多采用三相、自冷油浸式、有载调压变压器，主变压器一般采用Y,d接线，主要有110/35kV、110/33kV和110/10kV三种形式。
1.环形供电接线方式
图2-12 环形供电示意图
图2-13 双边供电示意图
图中a-牵引变电所 b-主变电所 c-一路三相输电线 d-轨道
2.双边供电接线 3.单边供电接线 4.辐射形供电接线
图2-14 单边供电示意图

城市轨道交通供电系统运行与管理06-主变电所

此时供电系统应能维持列车继续运行，而并不要求保证列车正常运行。因此，主变压器容量能满足“N1准则”要求即可。
三、主变压器
(一)运行方式对主变压器容量选择的影响正常运行时，2台主变压器共同承担本所供电范围内的用电负荷。当一台主变压器退出运行时，另一台主变压器应能承担重新调度后供电范围内的一、二级负荷，保证列车正常运行，按N-1准则，应充分考虑供电分区的重新调度与划分。主变压器容量的选择应满足该运行要求。
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三、主变压器
(四)中性点接地方式
1. 110 kV侧中性点接地方式根据有关标准，我国110kV及以上电力系统中性点为直接接地系统。但在实际运行中，主变压器高压侧中性点是否直接接地，则根据地区电网具体运行情况确定。 2. 主变压器10～35kV侧中性点接地方式 6～66kV电网采用中性点不接地方式，但当接地电容电流大于30A(6～10kV电网)，或10A(20～66kV电网 )时，中性点应经消弧线圈接地或小电阻接地。
三、主变压器
(一)运行方式对主变压器容量选择的影响所谓N-1运行方式，是指供电系统中有一个任意元件( 如电源线路、变压器等)发生故障后的运行方式。
此时按照城市轨道交通可靠性要求，供电系统应满足 “N-1准则”，保证列车正常运行。
三、主变压器
(一)运行方式对主变压器容量选择的影响所谓N-2运行方式，是指供电系统中有两个任意元件发生故障后的运行方式。
则每月需交的基本电费为：80000kVA*20元/kVA =1600000元=160万元
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三、主变压器
(三)电压调整
110 kV电源最高电压取110(l+0.07)kV，最低电压取110(1-0.03)kV；35kV系统其供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%； 10kV母线电压合理范围为10.0～10.7kV。 (四)电压调整小容量变压器一般采用自然冷却或自然风冷却，大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却，但也有采用强迫油循环水冷却方式的。