地铁主变电所简介(1)
地铁供电系统简介
框架保护1 框架保护2
供电系统——直流系统
• 再生能量的吸收
双向变流器 试验中
供电系统——直流系统
• 框架保护与钢轨电位限制装置的原理
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
• 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
母联自投
母联自投
差动
过流
延时速断
定时限过流
反时限过流
失灵保护（跳进线）
变压器本体温 度保护
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
A 电流元件
城市轨道交通供电系统简介
1. 母线上的单相短路故障不能及时切除 2. 故障逐渐扩大，电流突然上升 3. 大故障电流可能导致主变电所跳闸 4. 系统大范围故障
• 解决方法
• 母线故障应及时切除
供电系统——直流系统
• 变电所直流系统的保护配置
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
城市轨道交通供电系统简介
供电系统与保护配置方案
城市轨道交通供电系统的组成
• 主变电所
– 专为城市轨道交通系统提供能源的枢纽
• 牵变电所
– 为列车提供适应的电源
• 降压变电所（配电变电所）
– 为车站、隧道动力照明负荷提供电源
城市轨道交通牵引变电所概述
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。
供电系统-城市轨道交通供电
③选线式操作，调度员对运行线名、动作状态进行选择，实 现全线停送电操作。
遥测功能
控制中心对各变电所的量值遥测。遥测的主要参数包括进线、 母线、馈线的电压、电流、有功电度、无功电度、有功功率、 无功功率及主变压器温度等。 遥信功能
接触网的主要优点：安全性较好，车辆可随时落弓脱离 电源；电压较高，适应于大运量系统供电。
上海、广州地铁均采用了1500V接触网供电的方式。
牵引供电系统运行方式 正常运行：双边供电
牵引所1 牵引所2 牵引所3
任一牵引所解列：“大双边”供电
牵引所1
牵引所2
牵引所3
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
牵引变电所主接线一
牵引变电所主接线二
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
接触网
架空接触网
接触轨的主要优点：使用寿命长、维修量小，在地面对 城市景观没有影响，适应于电压较低的制式。 主要缺点：车辆不能脱离电源；电压偏低，对于大运量 的车辆供电，使得牵引变电所的距离较近。 北京地铁采用了750V接触轨供电的方式。
城市轨道交通内部供电系统
牵引供电系统
城市轨道交通内部供电系统 动力照明供电系统 牵引供电系统：牵引变电所将三相高压交流电变成适合电 动车辆应用的低压直流电。馈电线再将牵引变电所的直流 电送到接触网上，电动车辆通过其受流器与接触网的直接 接触而获得电能 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，由降压变电所和动力照明配电线路组成。
[全]地铁供电系统运行方式
![[全]地铁供电系统运行方式](https://img.taocdn.com/s3/m/d6290bea0912a21615792924.png)
地铁供电系统运行方式一、基本组成与功能轨道交通供电系统，由城市电网区域变电所以高压110kV向主变电所供电，经降压并在沿线结合牵引变电所、降压变电所进线形成35kV组成的中压环网，由环网供沿线设置的牵引变电所经降压整流为直流电750V，从而对电动列车供电；车站机电设备则由降压变电所降压为380/220V对动力、照明等供电。
这种供电方式的中压网络的电压等级应根据用电容量、供电距离、城市电网现状及发展规划等因素，经技术[供电中心1] 经济综合比较后确定。
分散供电方式是指不设主变电所，而直接由城市电网区域变电所的35kV或10kV中压输电线直接向城市轨道交通沿线设置的牵引变电所、降压变电所供电并形成环网。
采用这种方式的环境必须是城市电网比较发达，在有关车站附近有符合可靠性要求的供电电源。
其中压网线的电压等级应与城市电网相一致。
在这种方式下，可设置电源开闭所，并可与车站变电所合建。
混合供电方式，顾名思义就是上两种的混合，即指一条轨道交通线路，一部分采用集中供电，另一部分采用分散供电。
牵引降压变电所是为城市轨道交通运营提供所需电能的系统，他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、自动扶梯、自动售票、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警系统等。
二、变电所及其运行方式1．变电所分类及要求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、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，接受城市电网110kV电压等级的电源，经其降压后以中压35kV供给牵引变电所和降压变电所的一种城市轨道交通变电所。
降压变电所从主变电所获得电能并降压变成低压交流电。
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直流电流。
在有牵引变电所和降压变电所的站点，为方便运行管理，降低工程造价，合并建成牵引降压混合变电所。
当由其他变电所引入中压电源而独立设置降压变电所时，可称为跟随式降压变电所。
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。
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。
地铁供电系统
地铁供电系统供电系统为地铁的列车和各种用电设备提供电能，是保证地铁正常运行的重要组成部分，通常由供电电源、主变电所（集中供电方式时）、中压供电网络、牵引供电系统、动力照明配电系统、牵引网系统、电力监控（SCADA）系统、杂散电流腐蚀防护及接地系统和供电车间等组成。
（1）主变电所：集中供电方式下，负责向地铁沿线的各种用电设备提供电源。
每座主变电所从城市电网引入两路独立可靠的110kV电源，经主变压器降压后通过中压供电网络向地铁沿线的牵引变电所和降压变电所供电。
东延线工程利用地铁1号线续建工程的白石洲主变电所、地铁1号线的文化中心主变电所、城市广场主变电所一起供电。
（2）中压供电网络：负责将主变电所的中压馈电回路以分区环网方式向地铁沿线的牵引变电所和降压变电所提供两路可靠的电源。
（3）牵引变电所：负责将中压交流电降压整流为1500V直流电，并向沿线的牵引网提供电源。
全线正线设牵引变电所6座，停车场设1座。
（4）降压变电所：负责将中压交流电降压为0.4kV交流电，并通过低压开关柜和电缆馈出，向地铁各种用电设备提供电源。
东延线工程每个车站设1座降压所和1座跟随式降压所，全线共设16座降压变电所和15座跟随所，其中7座降压所与同站的牵引所合建为牵引降压混合变电所。
（5）牵引网系统：负责将牵引变电所提供的直流1500V牵引电源通过受流器供给地铁列车，并利用走行轨回流。
牵引网系统覆盖整个东延线正线以及停车场需要电化的股道，授流方式采用刚性悬挂，由支持结构及接触悬挂等部分组成。
本工程电化里程约48条公里。
（6）动力照明配电系统：负责将降压变电所馈出的0.4kV交流电源配给地铁沿线车站、区间、停车场等处所的动力及照明设备。
（7）电力监控（SCADA）系统：负责实施对地铁供电系统的主要电气设备的实时遥测、遥信、遥控和遥调，从而实现供电系统的远程集中调度管理，提高供电系统的自动化水平。
东延线工程按电力监控系统集成入综合监控系统中设计。
地铁变电所各个设备的作用（1）
地铁变电所各个设备的作⽤（1）⼀．1500V直流开关柜概述直流1500V供电系统中，由1500V直流开关柜、整流变压器、整流器、排流柜等主要设备组成。
1500V直流开关柜为具有标准防护等级的⾦属封闭结构，包含正极柜(进线柜)、馈线柜和负极柜。
断路器或电动隔离开关的操作设备和控制、测量、保护元件，以及母排、电源和辅助连接等⼆次元件。
这些设备除完成当地控制、测量保护功能所需的必要元件外，还装设为实现远⽅监控所必须的各种转换开关和数据传输、电光转换所必须的元件，如协议转换和光电转换模块等。
直流快速断路器均提供直接瞬时过电流脱扣器和间接快速脱扣器，装于断路器本体内，由综合测控保护装置或机械装置操控。
每个直流断路器所有辅助接点均接到低压室端⼦排上，且具有“运⾏”、“试验”、“移开”三个明显的位置和标志。
⼿车⼊柜后有两个机械定位：试验位和运⾏位，两个位置均能由带扭转弹簧的机械锁定／解锁连杆可靠锁定。
1. 1500V直流开关柜(1) 馈线柜馈线柜是安装于1500V直流正极母线与接触⽹上⽹隔离开关之间的设备，其内配置1500V正极母线、直流快速断路器、分流器以及微机综合保护控制装置Sitras Pro （该装置为多CPU结构⽅式，实现保护、监视、控制、测量、通信等功能），实现向牵引⽹直流馈电的控制和保护。
(2) 进线柜(正极柜)进线柜是⽤于连接整流器阀侧正极与1500V正极母线间的开关设备，实现整流机组向1500V直流正极母线馈电的控制。
进线柜采⽤电动隔离开关，其合／分操作与35KV整流变开关有硬接线的电⽓联锁。
还有⼀组PLC S7-200，可对正极柜内的电动隔离开关进⾏控制，并实现各柜信号收集、电流采集及正极电动隔离开关的控制功能。
(3) 负极柜负极柜是连接于整流器阀侧负极与回流钢轨之间的开关设备，柜内装设⼿动隔离开关，开关柜前部设可锁住的⾦属门，上部有⼀个低压元件室。
负极柜内还设置⼀套Simatic S7-300 PLC，⽤于框架故障保护、信息(隔离开关位置等)采集和变电所综合⾃动化系统进⾏通信，具有与当地PC机和所内综合⾃动化SCADA系统进⾏通信的两个独⽴的标准通信接⼝。
地铁供电系统简介
5、接触网简介
5.1、接触网的定义
接触网是沿线路架设的没有备用的电力机车供电设施， 其主要功能是：
✓ 传输电能 ✓ 弓网授流
5、接触网简介
4、变电设备简介
变电二次系统 5、供电故障的危害
供电系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运 行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式 的短路，发生短路时可能会产生以下后果:
（1）通过故障点大的短路电流和电弧使故障元件遭到 破坏；
（2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力作 用损坏非故障元件或缩短其使用寿命；
当光达站牵引变电所解列时，由新长沙火车站牵 引变电所单边供电支援。
当黄兴车辆段牵引变电所解列时，由正线牵引变 电所向车辆段的牵引网进行支援供电。
3.2 故障运行方式
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。
110kV GIS （SF6气体绝缘隔离开关站：断路器、隔离开关、母线、接地
开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一 个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。）
4、变电设备简介
35kV GIS开关柜
4、变电设备简介
1500V直流 开关柜
4、变电设备简介
1500V直流开关柜
3.2 故障运行方式
当牵引降压混合变电所断路器，由另 一路电缆负责本所全部负荷的供电。
3.2 故障运行方式
当一台动力变压器故障退出运行时，切除该所的三级负 荷，合上400V侧的母联断路器，由另一台动力变压器负 担本所范围内的动力照明一、二级负荷。
城市轨道交通供电系统—变电所
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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深圳市地铁三号线投资有限公司
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
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、一次系统地铁供电变电站按功能划分主要有4种类型:主变电站、牵引变电站、降压变电站和跟随变电站。
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。
城市轨道交通供电系统—变电站的类型
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。
城市轨道交通供电PPT (变电所)
牵引供电系统
《地铁设计规范》（GB50157-2013）规定：当正线的中间牵引变电所退出运行时，应由相邻的两座牵引变电所依靠其两 套牵引整流机组的过负荷能力实现大双边供电。
低压供电系统
（1）组成
动 降压变电所 力 照 明 系 统 低压配电系统
（2）作用 为地铁除电动车辆以外的所有动力照明负荷供电。
变电所：25座
供电系统采用集中供电方式，环网电压等级为AC35kV，经牵引变电所、整 流后为列车提供1500V牵引直流电源，经降压变电所降压后为全线动力照明提 供400V交流电源，每个牵引所设置一套双向吸收再生能馈吸收装置，全线设 置供电运行安全管理系统。
主要施工内容：基础预埋件安装、接地干线安装、支架安装、设备安装、 电缆敷设及接续、调试。
降压变电所 牵引变电所
04 主接线图
降压变电所主接线
降压变电所主接线
牵引变电所主接线
降压变电所主接线
单体试验
05 交接试验
所内联调
35kV开关柜
配电变压器
整流变压器
低压开关柜
交直流屏
整流器、负极柜
直流开关柜、轨电位
接地干线
基础预埋件
桥支架安装
设备运输安装
电缆敷设及接续
需其他专业配合的工作
土建 装修 装修
预留孔洞尺寸及位置满足要求 提供1m标高线 地面最终完成面低于槽钢顶面5mm
接地干线安装
施工准备 画线
S卡子安装 扁钢定位打孔 扁钢安装、焊接 接地桩安装
刷黄绿漆
主要控制要点
安装误差 距地面200mm，距墙30mm 安装误差 扁钢搭接宽度2倍，三面满焊 安装误差 穿墙位置加玻璃钢管保护 安装误差 涂刷宽100mm的黄绿条纹
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。
[全]城轨交通供电系统
![[全]城轨交通供电系统](https://img.taocdn.com/s3/m/035542c66edb6f1afe001f3e.png)
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。
城市轨道交通的外部供电系统—主变电所
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
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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。
（二）110KV GIS组合电器
主变电所采用110KV全封闭六氟化硫组合电器设备，SF6气体绝缘的金属封闭开关设备,简称GIS(Gas InsuLated metaL-encLosed Switchgear)。
GIS是由各种开关电器：断路器GCB、隔离开关DS、接地开关ES、母线、现地汇控柜LCP以及电流互感器CT、电压互感器VT和避雷器LA等组成的电力设备,具有结构紧凑、抗污染能力强、运行安全、外型美观、设备占用空间小等特点。
主要技术规格如下：
（1）额定电压：110KV
（2）最高工作电压：126KV
（3）额定绝缘水平：
•额定雷电冲击耐受电压（峰值）：相对地650KV
断口650+100KV（隔离开关）
断口650KV（断路器）
•额定1分钟工频耐受电压（有效值）：耐受电压275KV
断口315KV（隔离开关）
断口275KV（断路器）
（4）SF6气体零表压时耐受电压（相对地）：1.3*126√3 KV（5min）
（5）局部放电量（1.1倍相电压下）
•气隔绝缘子：小于3PC
•整体GIS：小于10PC
（6）额定电流：2000A
（7）额定热稳定电流及持续时间：40KA/3S
（8）额定动稳定电流：100KA
（9）额定频率：50HZ
（10）相数：3
（11）断路器操动机构和辅助回路的额定电压：直流220V
（三）主变电所二次设备
（1）主变压器保护
•SR745数字式变压器管理继电器，用于变压器保护、控制、接口、测量和监测。
可实现以下功能：
l 主变内部故障时的纵差保护，保护动作跳主变两侧；
l SR745低压侧过流元件和MIV电压继电器配合，组成低压侧复合过流，依次跳本侧及主变两侧；
l 按负荷起动风扇回路；
l 联跳电容器回路；
l 用于2＃主变时，作主变及线路的纵差保护，动作跳主变两侧。
•MIF数字式馈线管理继电器（装于110KV侧），用于主变压器保护、接口、测量和监测。
可实现以下功能：
l 同MIV电压继电器共同组成110KV复合电压过流保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；
l 同MIV电压继电器共同组成110KV零序过流方向保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；
l 监视零序，保护动作经0.3～0.5S跳主变两侧；
l 过负荷保护，发信号及闭锁有载调压开关。
•MIV电压继电器，共2台：
l 一台装于110KV侧，实现：同MIF共同组成复合电压过流保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；同MIF共同组成零序过流方向保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；零序过压保护保护动作经0.3～0.5S跳主变两侧。
l 另一台装于35KV侧，实现：
利用SR745的过流保护功能共同组成复合电压过流保护，依次跳本侧及主变两侧。
（2）线路保护
配置L90线路差动继电器，实现线路保护要求。
L90光纤纵差保护用于跳闸输出的Ａ型继电器动作时间小于4ms, 用于信号输出的快速Ｃ型继电器动作时间小于0.6ms。
L90与电力监控系统的接口采用数字通讯方式，实现控制、监视、测量和保护动作信号的数据交换。
L90光纤纵差保护的3个通讯口，可以独立或同时运行。
L90具备完善的在线自检功能，在正常运行时一直进行自检，但不影响任何保护功能，如检出异常则发出告警信号并闭锁保护。
（四）环网电缆（110KV电缆，35KV电缆，1500V直流电缆）
环网电力电缆选用低烟、低卤、低毒、阻燃电缆；敷设于重要场所的电缆则选用无烟、无卤、无毒、阻燃电缆。
（1）敷设条件：布置于隧道（或地面）及变电所内电缆支架上或敷设于地面电缆沟槽的电缆支架上，可敷设于可能短时积水的电缆沟内。
（2）材料要求：
l 电缆应具有低烟、低卤、阻燃等特性，部分电缆还应同时考虑防水、防紫外线要求。
l 电缆的防水、防潮性能应满足：电缆样品在水中浸泡72小时后，去除绝缘层外面的复合层后，用肉眼观察，绝缘层外表面应是干燥的。
l 电缆燃烧时的阻燃性能、低烟或无烟、无毒性能应满足相关规定的技术要求。
l 电缆具有防白蚁性能，按照GB/T2952.38《电线电缆白蚁试验方法》中击倒法的规定进行测试，测试结果要求为：KT50应不大于250分钟。
l 电缆的绝缘电阻应满足GB12706-1991的规定。
交联聚乙烯绝缘在最高额定温度下，绝缘电阻常数Ki应不小于3.67MΩ·km。
（3）电缆敷设要求
地铁电缆种类多、数量大、敷设空间条件恶劣。
电缆敷设是否达到要求，不仅影响供电系统的可靠性，而且还影响故障发生率和事故范围。
l 上下行环网电缆分别敷设在线路两侧，电缆支架上的电缆按电压等级由高到低分层敷设以减少相互间的干扰，特别是电力电缆与弱电电缆应保持>0.5米的间距要求。
l 变电所电气设备多、相互间连线密集，因此应在设备室下设置电缆夹层以便于电缆敷设。
电缆夹层设置进人孔，其位置和数量应满足电缆敷设和后期运营维护的要求。
l 在车辆段、停车场内，电缆采用在电缆沟内敷设方式，由于车辆段、停车场的管线多，设置电缆沟要注意与其他管线的协调。
l 在电缆敷设施工完成后，应严格封堵预留管、孔、洞，减少小动物进入设备房造成事故的可能及控制火灾漫沿范围。
供电系统的安全性、可靠性是地铁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。