城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析随着城市化进程的加快，城市轨道交通系统已经成为城市中不可或缺的交通方式，其对于城市的发展和居民生活有着重要的作用。
而城市轨道交通的供电系统及电力技术则是其运行的关键，对于保障交通系统的安全、稳定和高效运行至关重要。
本文将对城市轨道交通供电系统及电力技术进行分析。
一、城市轨道交通供电系统城市轨道交通系统的供电系统是指为保证列车正常运行所需的电能供给系统。
目前，城市轨道交通系统的供电方式主要有集中式供电和分散式供电两种。
1.集中式供电集中式供电是通过架空电缆或第三轨供电，将电能从供电站传输到整个轨道线路上的所有列车。
这种供电方式的优点是电能传输损耗小，对环境的影响较小，且可以有效控制电能的分配和管理。
集中式供电也存在着设备投资大、维护成本高、对供电线路和设备的要求高等缺点。
从目前的发展趋势来看，集中式供电较多应用于地铁等城市轨道交通系统，而分散式供电更适用于轻轨、有轨电车等城市轨道交通系统。
不同的供电方式都有着各自的优缺点，选择合适的供电方式需要根据具体的运营环境和需求来进行综合考虑。
二、城市轨道交通电力技术城市轨道交通的电力技术是指为保障供电系统正常运行而涉及的相关技术，主要包括电力传输技术、电能转换技术、电能控制技术等。
1.电力传输技术电力传输技术是指供电系统将电能从供电站传输到轨道线路上的所有列车所采用的传输方式和技术。
目前，城市轨道交通系统的电力传输技术主要有直流传输技术和交流传输技术两种。
直流传输技术是指通过电缆或第三轨将直流电能传输到列车上，而交流传输技术则是通过接触网将交流电能传输到列车上。
两种传输技术各有其适用范围和特点，根据运营环境和需求选择合适的传输技术对于提高供电系统的安全性、稳定性及运行效率至关重要。
2.电能转换技术电能转换技术是指供电系统将电能进行合适的转换，以适应列车不同运行状态和需求的技术。
城市轨道交通系统的电能转换技术主要包括逆变技术、变压技术等。
城市轨道交通的强弱电系统-四电工程
城市轨道交通的强弱电系统-四电工程城市轨道交通是一种高效、快速、安全、舒适的现代化交通工具。
为了保证城市轨道交通系统的正常运行，以及为满足未来城市轨道交通网络的扩张和发展，需要进行全面、可靠、安全的强弱电系统设计。
在轨道交通领域中最常用到的又被称为“四电工程”的强弱电系统设计。
下面将从四个方面详细介绍城市轨道交通的强弱电系统-四电工程。
一、供电系统1.供电系统的基本构成城市轨道交通供电系统由电源、送电线路、接触网、变电站、开关站、牵引变压器、道床电气设备等多个部分组成。
2.供电系统的工作原理和特点供电系统是城市轨道交通系统的核心部分，提供高电压直流（或交流）电力来驱动列车行驶。
主要特点是：变压器在交流传输过程中具有较小的电流损耗，能够满足长距离供电要求；交流供电系统具有较好的适应性，可适用于多种场合；直流供电具有升级改造方便等优点。
二、信号与通信系统1.信号与通信系统的基本构成城市轨道交通信号与通信系统主要由列车信号设备、道岔控制、信号机和通讯设备等多个部分组成。
2.信号与通信系统的工作原理和特点信号与通信系统是城市轨道交通系统的另一个关键部分，主要用于列车行驶控制和通讯。
它具有安全性高、精度高、灵活性好、实时性高等特点。
常见的信号方式有区段信号、换位信号、跟踪信号等多种方式。
三、控制系统1.控制系统的基本构成城市轨道交通控制系统包括车辆控制、列车队列控制、信号控制和中央监控等多个部分。
2.控制系统的工作原理和特点控制系统用于对车辆进行运行管理和列车流量智能控制。
它具有灵活性强、反应快捷、控制准确等特点。
控制系统的设计案采用了遥控技术，在现代化设备的基础上，更是加强了机动性和智能化程度，实现了全自动化组织和调度。
四、车辆牵引安全系统1.车辆牵引安全系统的基本构成城市轨道交通车辆牵引安全系统包括牵引变流器、牵引电机、制动系统、速度监控系统等多个部分。
2.车辆牵引安全系统的工作原理和特点车辆牵引安全系统是城市轨道交通系统中最关键的部分，主要用于控制列车的牵引和制动。
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。
城市轨道交通供电系统城市轨道交通概论
城市轨道交通供电系统城市轨道交通概论城市轨道交通供电系统是指为城市轨道交通（如地铁、轻轨等）提供电力的系统。
它是城市轨道交通运营的重要组成部分，直接关系到城市轨道交通的安全、稳定和高效运行。
城市轨道交通供电系统主要包括供电系统结构、供电方式、供电设备和供电管理等几个方面。
首先，城市轨道交通供电系统的结构主要分为集中式供电和分布式供电两种形式。
集中式供电是指将电力从电网供应给城市轨道交通线路，通过变电所进行电能转换和配电。
分布式供电是指将电力直接供应给城市轨道交通线路，不通过变电所进行中间转换。
其次，城市轨道交通供电系统的供电方式主要有直流供电和交流供电两种形式。
直流供电是将电力以直流形式供应给城市轨道交通线路，其中常见的有三轨供电和四轨供电两种形式。
交流供电是将电力以交流形式供应给城市轨道交通线路，其中常见的有接触网供电和无接触网供电两种形式。
再次，城市轨道交通供电系统的供电设备包括变电所、牵引变压器、接触网或四轨导线和车辆供电设备等。
变电所是供电系统的核心设备，负责将电力从电网转换成适合轨道交通运营的电能。
牵引变压器则将变电所输出的电能转换成适合轨道交通车辆牵引的电能。
接触网或四轨导线是将电能从供电系统传输到运行线路上的设备，通过接触网或四轨导线与车辆上的集电装置接触，实现车辆的供电。
车辆供电设备则是车辆上的设备，负责将来自接触网或四轨导线的电能传输到车辆的牵引装置。
最后，城市轨道交通供电系统的供电管理是保障系统正常运行的重要环节。
供电管理包括供电调度、供电维护、供电检修和故障处理等多个方面。
供电调度负责根据运行情况合理调配供电能力，确保供电系统能满足轨道交通的需求。
供电维护负责对供电设备进行定期维护，确保设备的正常运行和使用寿命。
供电检修则是对供电设备进行故障排除和修复，及时处理供电系统的故障。
故障处理则是在供电系统故障发生时，采取相应措施，保障城市轨道交通的正常运行。
综上所述，城市轨道交通供电系统是为城市轨道交通提供电力的系统，它的结构、方式、设备和管理等方面都对轨道交通的运行质量和效率有着重要影响。
城市轨道交通供电系统设计
城市轨道交通供电系统设计城市轨道交通供电系统是城市轨道交通系统的重要组成部分，是城市轨道交通运营的基础设施之一、供电系统的设计对城市轨道交通的运行效能、运行安全和运营成本都具有重要影响。
本文将从供电系统的基本原理、设计要求、设备配置和运营管理等方面进行介绍和分析。
一、供电系统的基本原理城市轨道交通供电系统一般采用第三轨供电方式。
供电系统由供电设备、供电线路和接触网等组成。
供电设备主要包括换流变电站、配电变电所、供电盘等。
供电线路包括供电线路和回流线路，供电线路通过导线将电能传输给轨道线路。
接触网是供电系统的核心部分，它由集电弓和接触导线组成，通过接触导线将电能传输到车辆上。
车辆通过集电弓与接触导线接触，从而获得所需的电能。
二、供电系统的设计要求1.供电可靠性高：供电系统要具备良好的可靠性和稳定性，确保供电不间断并且电压稳定。
2.供电负载适当：要根据实际需求合理配置供电设备和供电线路，确保供电能满足轨道交通的运行需求。
3.供电线路布局合理：供电线路要布置在合适的位置，避免与其他设施冲突，并且要对供电线路进行绝缘处理，避免发生电气事故。
4.供电线路安全可靠：供电线路要采用高强度的材料，确保其承受电流和电压的能力，并且要经过严格检测和维护，保持良好的状态。
5.运行管理便捷：供电系统设计要便于运行管理，方便进行巡检、养护和维修，保证供电线路的正常运行。
三、供电设备的配置供电设备的配置是供电系统设计的重要一环，合理的配置能够满足城市轨道交通的能耗需求，并且提高供电系统的运行效能。
1.换流变电站：换流变电站是供电系统的核心设备，负责将交流电转换成直流电进行供电。
换流变电站应根据城市轨道交通的规模和发展需求进行配置，保证供电的可靠性和充足性。
2.配电变电所：配电变电所负责将直流电转换成供给车辆的电能。
配电变电所应根据供电线路的长度和供电负载的大小进行配置，保证供电线路的电压稳定和充足。
3.供电盘：供电盘是供电系统的终端设备，负责电能的输出和分配。
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
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。
试论城市轨道交通供电系统的供电方式
试论城市轨道交通供电系统的供电方式城市轨道交通是指在城市内运行的交通工具，如地铁、轻轨等。
而城市轨道交通供电系统是指为这些交通工具提供动力的电力供应系统。
城市轨道交通供电系统的供电方式主要有以下几种：1. 第三轨供电方式：第三轨供电是一种常见且广泛应用于城市轨道交通的供电方式。
它是通过在轨道旁边安装一根导电的第三轨，以供给电动车辆所需的电能。
这种供电方式具有输电损耗小、结构简单等优点，但是存在电流接触不良、用电安全性较低等问题。
2. 列车集中供电方式：列车集中供电是指将电能在供电站集中产生或接入，然后通过电缆输送至轨道上的集电装置，再由集电装置连接到列车上的电力系统进行供电。
这种供电方式适用于较长的线路，能够减少供电系统的线损，但是在供电站和集电装置的选址上有一定的限制。
3. 无线供电方式：无线供电是通过电磁场或电磁感应将电能传输到轨道上的列车上，实现供电的方式。
这种供电方式不需要第三轨或集电装置，因此具有接触安全性高、无污染等优点，但是目前无线供电的技术还不够成熟，在实际应用中存在一定的挑战。
除了以上的供电方式外，还有一些新兴的供电技术正在逐渐应用于城市轨道交通中，如充电式供电方式和太阳能供电方式。
充电式供电是指在列车停靠或运行过程中，通过充电设施向列车提供电能。
这种供电方式可以减少供电系统的设备和线路，同时还能在停靠站为列车提供充电，以应对不同线路和运行方式的需求。
太阳能供电是指利用太阳能发电装置将太阳能转化为电能，再供给城市轨道交通系统使用。
这种供电方式可以减少对传统电力资源的依赖，同时还能减少供电系统对环境的影响。
城市轨道交通供电系统的供电方式有第三轨供电、列车集中供电、无线供电等传统方式，同时还有充电式供电和太阳能供电这样的新兴方式。
不同的供电方式有着各自的优缺点，选择合适的供电方式需要考虑到城市轨道交通的特点、线路长度、运行方式等因素。
随着技术的发展和创新，未来城市轨道交通的供电方式也将不断改进和演进。
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—供电负荷的分类及要求
3.城轨供电方案
城市轨道交通系统是对于城市电网来说，属于一级负荷，即应由两路独 立的电源供电，当其中任何一路电源发生故障时，另一路应能保证一级负荷 的全部用电的需要。
在城市轨道交通供电系统中，牵引用电为一级负荷，而动力照明等用电负 荷根据实际情况分为一级、二级、三级负荷。
一、概述
1.供电系统
城市轨道交通的供电系统是为运营服务提供所需电能的重要系统，除了 为列车提供电力牵引的电能外，还为其他辅助设施包括照明、通风、空调、 给排水系统、通信、信号、防灾报警、自动扶梯、屏蔽门等重要设备提供电 能。
1.供电系统
城市轨道交通的供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力系 统和轨道交通供电系统实现输送或变换，最后以适当的电流形成（直流或交 流电）和电压等级供给用电设备。
在城市轨道交通供电系统中，牵引用电为一级负荷，而动力照明等用电负 荷根据实际情况分为一级、二级、三级负荷。
3.城轨供电方案
城市轨道交通作为城市电网的一个用户，一般都直接从城市电网取得电 能，无需单独建设电厂，城市电网对城市轨道交通进行供电，供电方式有集 中供电、分散供电和混合供电。
发电厂
主变电所
牵引变电所
降压所
DC1500V接触网 AC380V车站设备
3.城轨供电方案
（1）集中供电 根据用电容量和线路长短，在沿线建设专用的主变电所，经降压后供给牵
引变电所与降压变电所，有利于城市轨道交通供电形成独立体系。
集中供电方式下的供电系统的组成
各类低压
AC
110k V电 缆
主变电
所
接受城市 电网
110kV电 压等级的 电源，经 主变压器 降压为 33kV中压 后馈出
城市轨道交通供电与牵引系统
城市轨道交通供电与牵引系统简介城市轨道交通供电与牵引系统是城市轨道交通运营的核心部分，为城市轨道交通车辆提供稳定可靠的电力供应，并通过牵引系统将电力转化为动力，驱动车辆运行。
本文将对城市轨道交通供电与牵引系统的关键组成部分进行详细介绍。
供电系统城市轨道交通的供电系统主要由供电设备、接触网和供电馈线组成。
供电设备供电设备是城市轨道交通供电系统的核心部分，它主要包括变电站、配电装置和电力传输线路等。
变电站负责将输入的电能进行变压、变流等处理，输出适合城市轨道交通使用的高电压电能。
配电装置用于将变电站输出的电能分配到不同的供电馈线上。
电力传输线路则将电能从变电站输送到供电馈线。
接触网接触网是城市轨道交通供电系统的另一个重要组成部分，它负责将电能从供电设备传输到行车区域。
接触网通常采用悬挂在轨道上方的导线或导轨，通过接触网与车辆上的供电装置接触，将电能传输给车辆。
供电馈线供电馈线是连接接触网和供电设备的部分，它通过分布在轨道两侧或中央的电缆将电能传输给接触网。
供电馈线主要负责将变电站输出的高电压电能传输到接触网，以供行车区域的车辆使用。
城市轨道交通的牵引系统是将电能转化为动力，驱动车辆运行的关键部分，它主要包括牵引变流器、牵引电机和传动装置等。
牵引变流器牵引变流器是将供电系统提供的直流电转化为交流电，并根据车辆的运行需求控制输出功率和频率的设备。
牵引变流器通常由多个晶闸管或功率模块组成，通过调整晶闸管的导通和封锁，实现对电流和电压的控制，从而实现对车辆的驱动力和制动力的控制。
牵引电机牵引电机是城市轨道交通车辆中的动力装置，它根据牵引变流器输出的交流电能，将电能转化为机械能，驱动车辆运行。
常用的牵引电机包括直流电机和交流电机，其中交流电机又包括异步电机和同步电机等。
传动装置是将牵引电机输出的动力传递给车轮的部分，它主要通过减速器和传动轴等组件实现。
传动装置的设计对车辆的运行稳定性、效率和能耗等方面有着重要影响。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析随着城市发展和人口增长，城市交通问题日益突出。
轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，对于缓解城市交通拥堵、改善环境质量、提高出行效率具有重要意义。
而轨道交通供电系统和电力技术是确保轨道交通安全、高效运行的关键。
本文将从城市轨道交通供电系统和电力技术的角度进行分析，探讨其在城市轨道交通发展中的重要作用和发展趋势。
一、城市轨道交通供电系统概述城市轨道交通供电系统是指为城市地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通提供电力的系统，主要包括牵引供电系统和辅助供电系统两部分。
1. 牵引供电系统牵引供电系统是为轨道交通列车提供牵引电力的系统，一般采用直流750V或交流1500V/3000V供电。
其主要包括接触网、供电设备、牵引变流器等组成部分。
接触网是牵引供电系统的核心，通过接触网与列车上的受电弓实现电能传输，为列车提供所需的牵引电力。
供电设备一般包括变电所、配电设备等，用于将电能从电网输送至接触网。
牵引变流器则是将接触网提供的直流或交流电能转换为适合列车牵引用的电能。
二、城市轨道交通电力技术分析城市轨道交通电力技术是保障轨道交通设备安全、高效运行的关键。
随着城市轨道交通的快速发展，相关电力技术也在不断创新和完善，主要体现在以下几个方面。
牵引电力技术是影响轨道交通列车动力性能和运行效率的关键技术。
传统的牵引电力技术主要包括直流牵引和交流牵引两种。
在直流牵引技术中，采用直流电机驱动列车运行，具有良好的启动和加速性能，适用于地铁等短途快速运行的轨道交通系统；在交流牵引技术中，采用交流感应电动机或交流同步电动机驱动列车运行，具有较大的功率范围和较高的效率，适用于城市轨道交通系统中的长途高速运行。
随着磁悬浮技术的不断进步，利用磁悬浮技术实现牵引动力已成为轨道交通发展的新趋势，具有运行速度快、噪音低、能耗低等优势。
供电系统技术是保障轨道交通列车牵引供电的关键技术。
随着轨道交通系统的不断完善和扩建，其供电方式也在不断创新和优化。
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
供电系统
城市轨道交通供电系统
1.3.1城市轨道交通供电系统的供电制式
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DC 1 500 V，接触轨馈电方式电压等级主要采用DC 750 V，但有向DC 1 500 V发展的趋势。
1.3.2 城市轨道交通供电系统的组成
城市轨道交通作为城市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。
2. 牵引供电系统
城市轨道交通牵引供电系统如图1 3所示，各部分功能简述如下：图1 3城市轨道交通牵 引供电系统1—牵引变电所；2—馈电网；3—接触网；4—电动列车；5—钢轨；6—回流线； 7—电分段
2. 牵引供电系统
01
牵引变电所：供给城市轨道交通一定区域内牵引电能的变电所。
02
接触网：经过电动列车的受电器向电动列车供给电能的导电网。
在接触轨材料的选择上，国内已运行的城市轨道交通线路大多采用低碳钢轨；在国外，有 些城市轨道交通线路采用钢铝复合轨。与低碳钢轨相比，钢铝复合轨载流量大，可以减少牵引 变电所的数量，降低运营维修费用，减少运行损耗。现在，武汉轻轨和天津地铁均已采用该材 料。
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。
城市轨道交通供电系统概述
源(如110kV、)，经主变电站进行电压转换，将外部电源降压(如35kV
或10kV)后，由主变电站集中向牵引变电所和降压变电所供电的外部
电源引入模式。
(2)分散式供电
是相对于集中式供电而言的，是指轨道交通不
设主变电站，由沿线城市变电站直接向牵引变电所和降压变电所提供
中压(35kV或10kV)电源的供电模式。
一、电力牵引制式种类
1.牵引制式概述
电力牵引制式是指牵引供电系统向电动车组或电力机车供电所提
供的电流和电压的制式。目前电力牵引制式按电流分，有直流制
式和交流制式；按相数分，有单相和三相。
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一、电力牵引制式种类
2.馈电方式、牵引制式与受流方式
架空式适合所有不同的牵引制式。
(1)架空式
(2)第三轨
输电线路是向用户传输电能的通道，一般来说其电压较高，即
采用高压传输，其特点是线路较长，覆盖区域广。配电线路是
向用户分配电能的通道，其电压相对较低，也就是通常说的低
压配电线路，其特点是线路较短。由此可见，不同的电网，其
电压等级也不一样。
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一、城市轨道交通供电系统概况
(1)集中式供电
指轨道交通从城市电网引入较高电压等级的电
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二、城市轨道交通供电系统结构
1.根据变电所供电接线方式划分
(1)环网供电 主变电所向沿线的所有牵引变电所和降压变电
所供电。
图1-3
双环网供电接线示意图
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二、城市轨道交通供电系统结构
(2)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。
图1- 4
单边供电接线示意图
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变电所的主要电气设备
变压器； 断路器 隔离开关 母线 熔断器 电压互感器 避雷器 整流器
变电所的主要电气设备功能
变压器：
一种变化器，用于传递和变换交流电能；
断路器：
一种对电路进行控制和保护的高压电气开关、用于自动切断负 载电流和短路电流；
北京地铁1号线和环线即为此种供电方式。 由于混合供电方式结构复杂，设备选型繁琐，且外电源
网亚不同，难以调度，不便管理，所以一般不被采用。
三. 变电所
城市轨道交通系统是一个重要的用电部门，按规定应为 一级负荷，须提供两路独立的电源供电，变电所是城市 电网根据城市的线网规划，选择不同的供电方式。
隔离开关：
高压电气开关，可在无负荷电流时接通和断开电路；
母线：
导线，用于汇合和分配电能；
变电所的主要电气设备功能
熔断器：
利用过负荷或短路电流导致熔体发热熔断原理设计的保护电气设 备；
电压互感器：
用于测量、控制和保护回路用的变压器；
电流互感器：
用于测量、控制和保护回路用的变流器；
接触网：沿车辆走行轨假设的特殊供电线路，轨道车辆通过 受流器与接触网直接接触获得电能；
走行轨道：是电动列车的走行轨，走行轨道构成牵引供电回 路的一部分，又是行车信号电路的一部分；
回流线：将轨道回流回送到牵引变电所
电源来自城市电网（110-10KV）
牵引变电所
牵引变电所
DC1500 V(750V)
理和管理功能，编制各种不同的图形、报表，提供复示终端， 与其它系统联网等功能，提供操作人员的在线培训、防误操 作以及辅助决策等功能。
SCADA系统的主要任务和作用
集中监视 集中控制
正常状态下实现合理的系统远行 方式； 事故时，及时了解事故的发生和 范围，加快事故处理，提高安全 经济运行水平
实现无人化或少人化，提高运行 操作质量，改善劳动条件
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。
电力系统城市供电网（10kV）
牵引/降压变 电站
列
动
车
力 照
供
明
电
供
电
牵引/降压变 电站
列
动
车
力 照
供
明
电
供
电
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，使供电系统 更加完善和可骄傲。
在我国上海、广州、香港地铁 城市轨道交通中广泛采用 接触悬挂由刚性汇流排构成， 在我国广州地铁中采用
第三轨
沿线路敷设和轨道平行的附加轨，作为牵引
供电电能输送的导体。在我国北京地铁广州
地铁中采用。
柔性架空接触网适用于高架、地面和地下的城市轨道交通线路； 刚性架空接触网适用于地下城市轨道交通线路；
链形悬挂：
通过吊弦悬挂在承力索的悬挂成为链形悬挂，相比简单悬挂来 说性能优越，但是结构复杂，投资大，施工维修都比较困难。
刚行悬挂：
又叫做刚性接触网，由于地铁隧道供电导线上方空间有限，链 形悬挂一般采取冷拉电解铜接触线。
柔性接触网 由柔性线索构成接触悬挂部分，
接触网形式 架空接触网刚性接触网
五. 城市轨道交通动力照明设备
动力照明设备除了提供车站和区间的各类照明之外，还提 供扶梯、电机、水泵、消防等动力机械设备电源。
动力照明供电系统由降压变电所和动力照明配电线路组成。
城市轨道交通动力照明系统示意图
区域变电所
（或地铁主 变电所）
相邻降压变
电所（或地 铁主变电所）
降压变电所
区间配电 所
认知城市轨道交通供电系统
崔嘉 NJCI --- 交通运营管理
学习任务
认知城市轨道交通供电系统设备：
城市轨道交通供电的系统； 供电方式； 变电所、触网设备、动力照明设备系统； 电力监控系统设备的认知；
概论
城市轨道交通电力系统是城市轨道交通的重要组成部分。 城市轨道交通供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次 电力系统和轨道交通供电系统实现输送或变换，最后以适当的 电压等级一定的电流形式（直流或交流电）供给给通风、空调 、照明、通信、信号、给排水、防灾报警、电梯、电动扶梯等 用电设备。
器、仪表、继电保护装置 避雷装置 调度通信装置等等
主变电所系统设备及功能
110kV开关； 开关是通、断电路的重要设备；
主变压器； 将110kV的交流电压降至35kV的交流电；
35kV开关； 负责通、断电路的开关装置；
隔离开关； 闸刀。接通或切断接入的电路；
自动监控设备； 电气设备的监测和控制；
集中式供电
沿城市轨道交通线路，根据用电容量和线路的长短，设置专 用的主变电所。主变电所一般为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。
主变电所应有两路独立的110kV电源，上海、广州、香港地铁 即为此种供电方式。
直流1500V架空接触网制式
架空式接触网是架在走行轨道上部的接触网，由电动车 顶部伸出的受电弓与其接触获得电能。
架空式接触网悬挂类型分类：
简单悬挂； 链形悬挂； 刚性悬挂；
直流1500V架空接触网制式
ห้องสมุดไป่ตู้ 简单悬挂：
结构简单、支柱高度低、支持装置承受的负荷较轻，但是弛度 大，弹性不均匀。
车站配 电所
降压变电所
区间配电 所
车站配 电所
区间配电 所
六. 轨道交通电力监控系统设备
电力综合监控系统简称SCADA系统，是利用计算机控制、网 络、数据库、现代通信等技术将变电站的所有二次设备，包 括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等经过组 合和优化，对变电站执行自动监视、测量、控制和协调来提 高变电站运行效率和管理水平的一体化的系统。
SCADAS系统(Supervisory Control And Data Acquisition System)。被控端称为远方终端，即RTU (Remote Terminal Unit)
SCADA系统
遥控即远程命令 （Tele command）; 遥调即远程调节 （Tele adjusting）； 遥测即远程测量 （Tele metering）; 遥信即远程指示 （Tele indication; Tele signalization）; SCADA除了完成常规的“四遥”功能外，还可以完成数据处
压器升高电压； 电力网：将高压电流通过三相传输线输送到主变电所或区域
变电所； 主变电所：将来自城市电网的高压交流电经过降压转变为轨
道交通系统中压交流电； 直流牵引变电所：将中压交流电整流为轨道交通系统规定的
直流电能； 馈电线：将牵引变电所的直流电送到接触网上
城市轨道交通供电系统的作用
主变电所的作用
来自城市电网（110kV）
来自城市电网（110kV）
A主变电所 （86kV）
B主变电所 （86kV）
H
H
H
H
H
H
牵引变电所
由35kV交流开关柜、整流变压器、整流器、直流开关柜 、所用交直流屏和钢轨电位限制器等设备构成。
将来自主变电所或相邻35kV变电所的35kV交流电源，通 过整流变压器降压和整流器整流构成等效24脉波直流， 向接触网供电，不同的给列车提供优质电能。
电力系统区域骨干网（110kV）
城市轨道交通降
压变电站 （110kV/35kV）
35kV供电环网
城市轨道交通降
压变电站 （110kV/35kV）
牵引/降压变 电站
牵引/降压变 电站
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，这种方式为分 散式供电。
轨道交通供电系统的功能
全方位的服务功能 故障自救功能 系统的自我保护功能 防止误操作的功能 方便灵活的调度功能 完善的控制、显示和计量功能 电磁兼容功能
一. 城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统的构成：
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；
1—发电厂（站）；2—升压变压器；3—电力网；4—主降压变电站；5—直流牵引变电所；6—馈电线；7— 接触网；8—走形轨；9—回流线。
城市轨道交通供电系统
外部电源 主变电所
牵引供电系统
牵引变电所
牵引网
动力照明系统
电力监控系统
降压变电所
动力照明
城市轨道交通供电系统的作用
发电厂（站）：城市电网发出的电能的中心； 升压变压器：发电厂的发电机发出的电能，要先经过升压变
一般设置在车站和车辆段附近，相邻的牵引变电所之间 距离为2~4km。
降压变电所
城市轨道系统的环控和系统服务等设备都需要用电，一般是 三相380V或者220V低压供电。通过降压变电所而获得。
构成：
35kV交流开关柜、动力变压器、400V交流开关柜等设备继承。
附属设备：
保护装置、计量仪表（电压、电流等）、蓄电池、阻燃性导线、 灭火设备等。
四. 城市轨道交通触网设备
由牵引变电所和牵引网组成。 电能从牵引变电所经馈电线、接触网输送给电动列车、
再从电动列车经钢轨、回流线流回牵引变电所。
触网设备和作用
接触网； 馈电线； 走行轨道； 回流线；
直流750V地面接触轨制式