大连地铁1、2号线主变电所供电能力分析(0901)

大连地铁1、2线供电系统主变电所供电能力分析（针对铁三院方案三）

北京城建设计研究总院有限责任公司

2010年9月

目录

1、中压网络构成方案................................................................. 错误!未定义书签。

2、中压环网供电分区划分方案 (5)

3、中压网络环网电缆设计与潮流计算 (6)

4、计算与分析方法 (7)

5、中压环网电缆选择及设置方案 (7)

6、计算与分析验证内容 (8)

7、计算结果与分析 (8)

8、研究结果分析............................................................................. 错误!未定义书签。

大连地铁1、2号线主变电所供电能力分析

1、中压网络构成方案

中压网络既可以采用大分区环网供电方式，也可以采用小分区环网供电方式。一般情况下，大分区中压供电网络（如：杭州地铁），主变电所之间两个供电分区带8～10座变电所。小分区两座主变电所之间供电网络带4～5座变电所，中压供电网络正常运行方式下分级不超过4级。

（1）主所之间大分区供电网络的特点：

1）电缆数量少：每个供电分区带8～10座变电所，供电分区之间为2路35kV环网电缆环入环出，电缆数量少。

2）建设投资小：随着铜材料涨价，电缆价格居高不下，由于电缆供电范围内的负荷较高，电缆截面较大，也就增加了建设投资，与小分

区方案比较，还是节省投资。

3）可靠性低：由主变电所单独给各变电所提供电源，下级的各变电所之间，设有联络电缆，分区相互之间没有电力支援，当下级某座变

电所的两路进线电源失电时，整个分区失电，影响范围较大。

4）继电保护选择性：大分区方案采用差动+过流保护的方案。在继电保护选择性不满足要求的情况下，线路设置差动保护，在差动保护退

出条件下，投入过流保护，过流保护不设置级差选择性。

（2）主所之间小分区供电网络的特点：

1）电缆数量多：每个供电分区带4～5座变电所，供电分区之间为2路35kV环网电缆环入环出，电缆数量多。

2）建设投资大：随着铜材料涨价，电缆价格居高不下，由于供电分区较小，同一断面上存在多回路电缆的情况，电缆数量多。

3）可靠性高：每个供电分区供电范围内的变电所数量较少，当一个供电分区故障时，受影响的范围较小。

4）继电保护选择性：小分区方案采用差动+过流保护的方案。线路设置差动保护，在差动保护退出条件下，投入过流保护，过流保护设置

级差选择性，可以有效的缩小故障范围，便于查找故障。

5）节能效果差：由于正常运行方式下，小分区方案需要设置多路馈线开关，虽然供电分区所带的供电负荷较小，分区内的负荷电流小，

在分区系统内的电能损耗小，但是综合建设成本高，用铜量高，节

能效果一般。

综上以上分析，考虑到大分区和小分区的方案各有优缺点，可以吸收大小分区的优点综合利用。建议本工程在两座主变电所之间采用大分

区的双环网供电方式，其他分区采用小分区的方案。

2、中压环网供电分区划分方案

为降低系统电压损失，当一座主变电所退出运行时，降低主变电所间的负荷矩，一号线一座主变电所设置4个供电分区，在攻城街站设置与二号线的中压环网联络开关。二号线两座主变电所设置7个供电分区，构成环式供电，在春光街站、西安路站、革镇铺站设置中压环网联络开关。

3、中压网络环网电缆设计与潮流计算

在确定中压供电网络接线方案的同时，需要对中压供电网络在各种运行方式下的电压、电流和功率分布进行计算和分析，即进行潮流分布计算及分析，通过对中压供电网络潮流分部的计算与分析，可进一步验证中压供电网络系统的合理性、可靠性和安全性，并可以对中压环网电缆截面进行选择。

以下将根据中压供电网络推荐方案（第三个方案），进行潮流分布计算与分析。

4、计算与分析方法

（1）根据工程经验及电缆选择原则，首先初步确定电缆设置方案；

（2）针对中压供电网络的不同运行方式，计算各种运行方式下的功率分布、电流分布和压降；

（3）参照《地铁设计规范》（GB50157-2003）中的相关规定，对各种运行方式下功率分布、电流分布和压降的计算结果进行分析，以验证所选择的电缆截面是否能满足供电系统各种运行方式的需要，是否还有可以优化的余地；

5、中压环网电缆选择及设置方案

（1）电缆选择原则

1）35kV电缆载流量能够满足远期高峰小时牵引负荷和动力照明负荷的要求，即在正常运行方式下，能够满足其向所在供电范围内的全部牵引负荷及动力照明负荷的供电要求。

2）当110/35kV主变电所正常运行，环网中任一回路35kV进线电缆故障时，另一回路35kV电缆载流量能满足向其所在供电范围内的牵引负荷和动力照明全部负荷供电要求。

3）当一座主变电所/二级电源开闭所故障解列时，中压环网电缆的载流量满足该电缆供电范围内的高峰小时牵引负荷和动力照明一、二级负荷的用电需求，以保证轨道交通线路在1座变电所退/二级电源开闭所退出运行时，继续运营。4）电缆能承受系统在各种运行方式下的短路电流，满足轨道交通安全性要求和不同敷设环境的要求。

（2）电缆设置方案

电缆截面按回路在各种工况下的最大负荷电流计算，对于互为备用线路，一路退出运行，另一路承担其一、二级负荷的供电，线路末端电压损失压差不超过5%。此外，通过不同供电分区的负荷合理配置，避免截面预留过大而造成浪费。

6、计算与分析验证内容

中压供电网络潮流分布计算与分析验证的主要内容包括：

（1）中压供电网络系统中各变电所的母线电压是否在设计允许范围内；

（2）中压供电网络系统中的中压电缆，在各种运行方式情况下，是否出现过负荷情况；

（3）中压供电网络系统中，供电分区中的功率分布是否平衡；

（4）中压供电网络系统电缆的选择。

7、计算结果与分析

本计算结果主要包括：各种运行方式下主变电所至车站变电所母线处的电压降、主变电所馈线电缆（即车站变电所的电源进线电缆）所承担的负荷容量，系统电缆流经的电流。

根据主变电所运行方式，分四种最严重情况对中压网络电压损失进行计算。（1）2号线泉水路主所解列，2号线全线一、二级负荷由张前路主所供电。

1）潮流构造图

详细内容请见附件CAD图