城市轨道交通供电系统.ppt
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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
.
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
城市轨道交通供电系统课件
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
LOGO 7
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。
LOGO 14
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。
LOGO 6
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
地铁供电系统简介PPT课件
2、供电系统继电保护的设置
35kV进/出线保护、35kV母联保护、35kV馈线保护、 1500V直流保护、配电变压器本体保护、整流机组本体保护、 0.4kV进线保护、0.4kV母联保护等。
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40
4、变电设备简介
变电二次系统
3、供电系统继电保护的任务 自动、迅速、有选择性地将故障元件从系统中切除，
保证其它无故障部分迅速恢复正常运行，使故障元件免 于继续遭到破坏；
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；
（3）系统电压大大下降，破坏工作稳定性或影响产品 质量；
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。
.
24
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。
（4）电力系统220kV以上的系统短路如不及时清除，
可能破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，
甚至使整个系统瓦解。
.
42
4、变电设备简介
变电二次系统
6、综合自动化系统的概念
变电所综合自动化系统是一个利用计算机技术、通信
技术、网络技术、控制技术将变电所传统的二次设备
（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远
35kV进/出线保护、35kV母联保护、35kV馈线保护、 1500V直流保护、配电变压器本体保护、整流机组本体保护、 0.4kV进线保护、0.4kV母联保护等。
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4、变电设备简介
变电二次系统
3、供电系统继电保护的任务 自动、迅速、有选择性地将故障元件从系统中切除，
保证其它无故障部分迅速恢复正常运行，使故障元件免 于继续遭到破坏；
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；
（3）系统电压大大下降，破坏工作稳定性或影响产品 质量；
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。
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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。
（4）电力系统220kV以上的系统短路如不及时清除，
可能破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，
甚至使整个系统瓦解。
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4、变电设备简介
变电二次系统
6、综合自动化系统的概念
变电所综合自动化系统是一个利用计算机技术、通信
技术、网络技术、控制技术将变电所传统的二次设备
（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远
城市轨道交通概论-3.4-车辆电气系统-课件
电路互相隔离，通过电磁或机械传动等 方式相互联系、相互配合
第三部分
列车辅助供电系统
第9页
“ 主要为除牵引系统以外的列车其他辅
助设备提供电源。
”
• 辅助设备
第 10 页
客室空调 照明 广播 通风冷却 空压机
• 辅助逆变器
空调机
第 11 页
压缩机
通风机
客室照明
• 蓄电池组
第 12
由几十只单体组成的一组电 池组，组成DC110V电源
3.4 车辆电气系统
目录
CONTENT
1 列车牵引系统
2 列车控制系统
3 列车辅助供电系统
第2页
第一部分
列车牵引系统
第3页
“ 电气牵引系统的正常与否将直接影响乘客乘 坐的安全性、舒适性以及整列车的功能。 ”
列车牵引系统
列车牵引系统作用
使列车在任何情况下都能获得 合适的牵引力或制动力。
第4页
列车牵引系统特点
是电传动车辆上的高电压、大 电流、大动率的动力电路
• 列车牵引系统主要电气设备
受流装置
常见的是接触网受电和第三轨受电
牵引电机
目前最常用的是三相交流异步电机
第5页
01 02
关键词
关键词
04 03
关键词
关键词
高速断路器
接通和分断车辆的高压电路
变流设备
为牵引电机提供合适的电源
第二部分
列车控制系统
第6页
“城市轨道交通车辆及其主要系统都采
用微机控制系统进行自动控制
”
• 组成
主电路控制
01
空调控制 车门控制 02
列车照明控制
03
01 02
第三部分
列车辅助供电系统
第9页
“ 主要为除牵引系统以外的列车其他辅
助设备提供电源。
”
• 辅助设备
第 10 页
客室空调 照明 广播 通风冷却 空压机
• 辅助逆变器
空调机
第 11 页
压缩机
通风机
客室照明
• 蓄电池组
第 12
由几十只单体组成的一组电 池组，组成DC110V电源
3.4 车辆电气系统
目录
CONTENT
1 列车牵引系统
2 列车控制系统
3 列车辅助供电系统
第2页
第一部分
列车牵引系统
第3页
“ 电气牵引系统的正常与否将直接影响乘客乘 坐的安全性、舒适性以及整列车的功能。 ”
列车牵引系统
列车牵引系统作用
使列车在任何情况下都能获得 合适的牵引力或制动力。
第4页
列车牵引系统特点
是电传动车辆上的高电压、大 电流、大动率的动力电路
• 列车牵引系统主要电气设备
受流装置
常见的是接触网受电和第三轨受电
牵引电机
目前最常用的是三相交流异步电机
第5页
01 02
关键词
关键词
04 03
关键词
关键词
高速断路器
接通和分断车辆的高压电路
变流设备
为牵引电机提供合适的电源
第二部分
列车控制系统
第6页
“城市轨道交通车辆及其主要系统都采
用微机控制系统进行自动控制
”
• 组成
主电路控制
01
空调控制 车门控制 02
列车照明控制
03
01 02
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
城市轨道交通供变电技术课件
城市轨道交通供变电系统的定义和作用
定义：城市轨道交通 供变电系统是为城市 轨道交通提供电力供 应和变换的电气系统。
作用：保证城市轨道 交通的正常运行，提 供稳定的电力供应， 保证列车的正常运行 和乘客的安全。
组成部分：包括供电 系统、变电系统、配 电系统、接地系统等。
特点：可靠性高、安 全性好、节能环保、 智能化程度高。
特点：高效、节能 、环保、安全、可 靠
高压开关柜
功能：控制和保护高压电路
特点：安全可靠、操作方便、维护 简单
添加标题
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添加标题
添加标题
组成：断路器、隔离开关、接地开 关等
应用：城市轨道交通、电力系统、 工业企业等
配电变压器
功能：将高压电转换为低压电，为城市轨道交通供电 结构：主要由铁芯、绕组、油箱、冷却装置等组成 工作原理：通过电磁感应原理，将高压电转换为低压电 特点：体积小、重量轻、效率高、可靠性高、维护方便
Part Three
城市轨道交通供变 电系统的运行和管
理
供变电系统的运行方式
供电方式：采用直流供电或交流供电
供电电压：根据线路长度和负载情况 确定
供电频率：根据线路频率和负载情况 确定
供电质量：保证供电的稳定性和可靠 性
供电监控：实时监控供电系统的运行 情况
供电维护：定期对供电系统进行维护 和检修
低压开关柜
组成：断路器、接触器、继 电器等
功能：控制和保护低压配电 系统
特点：体积小、重量轻、安 装方便
应用：城市轨道交通、工业 自动化等领域
继电保护装置
功能：保护电力系 统免受故障影响
组成：电流互感器、 电压互感器、继电 器等
工作原理：检测异 常电流、电压，发 出报警信号
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
地铁供电系统.ppt
使用寿命长。
3、要求结构轻巧，零件互换性强，便于施工 和维修。
4、应采取耐腐蚀和防污秽技术。 5、要求有较均匀的弹性和耐磨性。
接触网按其结构形式分为接触轨式和 架空式两类。
一、接触轨式接触网
沿线路的一侧平行铺设的导电轨，故又 称第三轨。
接触轨分三种：上接触式、下接触式、 侧接触式。
接触轨的优点是可减小隧道净空高度， 结构简单，造价低。缺点是人身和防火的 安全性差一些。
二、中压网络电压等级的选择
一般而言，35(33)kV、20kV和10kV这 三种电压等级为中压范畴。
33kV和20kV为国际标准电压，国内多 采用35kV和10kV。
接触网
沿线路设置的经由列车上的受流器向列 车供给电能的导电网称为接触网。
接触网应满足的基本要求
1、在各种气候条件下均能受流良好。 2、接触网无备用，故要求强度高，安全可靠，
二、架空式接触网 （一）、简单悬挂式 1、弹性吊索式简单悬挂 2、弹性支座作支持部件的简单弹性悬挂 （二）、链形悬挂 （三）、刚性悬挂
城市供电SCADA系统
一、SCADA介绍 SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制 系统。
二、城轨供电SCADA系统的主要功能 SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与 调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行 监视与控制，以实现数据采集、设备控制、测量、 参数调节以及各类信号报警等各项功能。
地下杂散电流及其防护
一、地下杂散电流 地下杂散电流是指由采用直流供电牵引
方式的列车在运行时泄漏到道床及其周围 土壤介质中的电流 。这种地下杂散电流又 称为地下迷流。 二、杂散电流的防护
3、要求结构轻巧，零件互换性强，便于施工 和维修。
4、应采取耐腐蚀和防污秽技术。 5、要求有较均匀的弹性和耐磨性。
接触网按其结构形式分为接触轨式和 架空式两类。
一、接触轨式接触网
沿线路的一侧平行铺设的导电轨，故又 称第三轨。
接触轨分三种：上接触式、下接触式、 侧接触式。
接触轨的优点是可减小隧道净空高度， 结构简单，造价低。缺点是人身和防火的 安全性差一些。
二、中压网络电压等级的选择
一般而言，35(33)kV、20kV和10kV这 三种电压等级为中压范畴。
33kV和20kV为国际标准电压，国内多 采用35kV和10kV。
接触网
沿线路设置的经由列车上的受流器向列 车供给电能的导电网称为接触网。
接触网应满足的基本要求
1、在各种气候条件下均能受流良好。 2、接触网无备用，故要求强度高，安全可靠，
二、架空式接触网 （一）、简单悬挂式 1、弹性吊索式简单悬挂 2、弹性支座作支持部件的简单弹性悬挂 （二）、链形悬挂 （三）、刚性悬挂
城市供电SCADA系统
一、SCADA介绍 SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制 系统。
二、城轨供电SCADA系统的主要功能 SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与 调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行 监视与控制，以实现数据采集、设备控制、测量、 参数调节以及各类信号报警等各项功能。
地下杂散电流及其防护
一、地下杂散电流 地下杂散电流是指由采用直流供电牵引
方式的列车在运行时泄漏到道床及其周围 土壤介质中的电流 。这种地下杂散电流又 称为地下迷流。 二、杂散电流的防护
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