第4章 低压配电及照明系统

4.1 城市轨道交通供电系统概述
牵引变电所
牵引变电所
牵引变电所
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图4-3 轨道上牵引供电系统示意图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
3. 向牵引变电所供电的接线图 （1）环行供电接线。
由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环 行。环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个主 降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一个牵 引变电所的正常供电。但其投资较大。以下各图符号意义相同。
4.2 低压配电及照明系统的组成与功能
5）应急照明：为确保车站出现故障时能顺利、安全地疏散旅客，在地下 车站设置220V蓄电池组，在两路交流电源都失压的状态下向应急照明供电。地 下铁道应急照明多为白炽灯，正常情况下由交流电源供电，当交流电源停电时 自动切换到蓄电池组供电。
6）车站附属房间的单相插座以及站台、站厅层每隔30m设的单相安全插座， 均由单独回路供电，并装设漏电保护开关。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
另外由于城市内的轨道交通，供电线路都处在城市建筑群之间，供电电 压不宜太高，以确保安全。基于以上原因，世界各国城市轨道交通的供电电 压都在直流 550～1500V之间，但其档级很多，这是由各种不同交通形式， 不同发展历史时期造成的。现在国际电工委员会拟定的电压标准为：600 V、 750 V和1500V三种。后两种为推荐值。我国国标也规定为 750V和 1500 V， 不推荐现有的600 V。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
（3）负荷分类及技术要求 根据<<地下铁道设计规范>>的要求，根据用电没备的不同用途和重要性，
把城市轨道交通的用电负荷分为三级。 一级负荷：防排烟风机、废水泵、消防泵、防淹门、通信、信号、防灾
报警、自动售检票系统、车站控制室、屏蔽门以及应急照明(含疏散指示照 明)等用电以及区间的风机和水泵用电，由两路独立的电源供电，且为末端 切换。备有应急照明电源在交直流屏上切换。
（2）动力照明专业和其他专业的分工 城市轨道交通工程是一项复杂的多种专业的综合性工程，这里介绍的仅
是其中一个专业，即动力照明专业。所谓动力是指风机、水泵类用380／ 220V交流电源的设备，而不是车辆用电。车站动力及照明工程的范围是从变 电所配电变压器后的低压柜及变电所交直流盘馈出电缆头开始至车站的动力、 照明、通信、信号等用电设备。在环控电控室的继电器屏给BAS系统留出接 线端子，水泵类设备在其控制箱给BAS留出接线端子，并在照明配电室的配 电箱上留出BAS接线端子。
图4-1 电力系统供电图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
2. 城市轨道交通电源系统组成
（1）发电厂
（2）升压变压器
（3）电力网
（4）主降压器
（5）直流牵引变电所
（6）馈电线
（7）接触网
（8）走行轨道
（9）回流线
通常高压输电线到了各城市或工业区以后，通过区域变电所（站）将
电能转配或降低一个等级，如 35～10 kV向附近各用电中心送电。城市轨道
图4-7 辐射形供电接线图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
城市轨道交通的供电电源要求安全可靠。目前，国内各城市对地铁及城 市轨道交通的供电一般有3种方式，即分散供电方式、集中供电方式、分散 与集中相结合的混合供电方式。
分散供电方式是指沿地铁线路的城市电网(通常是10kv电压等级)分别向 各沿线的城市轨道交通牵引变电所和降压变电所供电。其前提条件是城市电 网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量，并能满足地铁牵引供电的可靠性 要求。如早期的北京地铁采取的就是这种供电方式。
二级负荷：自动扶梯、电梯、普通风机、污才泵、一般照明、管理房及 设备房照明等用电，由一路电源供电。当这路电源发生故障时，由变电月低 压柜上的母线联络开关进行切换，以保证供电。(注：变电所为两路10kV电 源各带一台变压器，低压侧为单母线分段，设母线联络开关。)
4.1 城市轨道交通供电系统概述
三级负荷：冷水机组及其配套的冷冻泵、冷却泵、冷却塔、茶水间热水 器以及广告照明、清洁机械等设备用电，由一路电源供电，当这路电发生故 障时，允许对这些设备停止供电。
分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合，可充分利用 城市电网的资源，节约投资，但供电可靠性不如集中供电方式，管理亦不够 方便。集中和分散两种不同供电方式的比较。 表4-1 供电方式比较表
4.1 城市轨道交通供电系统概述
4. 中压供电网络的电压等级 根据网络功能的不同，把为牵引变电所供电的中压网络，称为牵引网络； 同样，把为降压变电所供电的中压网络称为动力照明网络。 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目、牵引变电 所及降压变电所的位置与数目、牵引变电所与降压变电所的主接线等。 5. 城市轨道交通供电系统的组成 （1）列车牵引供电 城市轨道交通列车牵引用电几乎毫无例外地都采用直流供电制式，这是因为 城市轨道交通运输的列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，因 此供电电压不需要太高，还由于直流制比交流制的电压损失小（同样电压等 级下），［注：直流电路中电阻对电流的阻碍作用，在交流电路（如串联 RLC电路，一种由电阻（R）、电感（L）、电容（C）组成的电路结构）中， 电容及电感也会对电流起阻碍作用，称作电抗］。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
瑶台主变电站
三元里
广州火车站
越秀公园
纪念堂
公园前
海珠广场
赤岗
客村
鹭江
中大
晓港
来自百度文库
江南西
市二宫
河南主变电站
磨碟沙
车辆段
新港东
琶洲
图4-9 集中供电方式示意图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
分散与集中相结合的混合供电方式。
图4-10 上海一号线供电系统接线图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
交通牵引用电既可从区域变电所高压线路得电，也可以从下一级电压的城市
地方电网得电，这取决于系统和城市地方电网具体情况以及牵引用电容量大
小。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
从主降压变电站（当它不属于电力部门时）及其以后部分统称为“牵引供电系统”。 它应该包括：主降压变电站、直流牵引变电所、馈电线、接触网、走行轨及回流线等。 直流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。馈电线是将 牵引变电所的直流电送到接触网上。接触网是沿列车走行轨架设的特殊供电线路，电 动车辆通过其受流器与接触网的直接接触而获得电力。走行轨道构成牵引供电回路的 一部分。回流线将轨道回流引向牵引变电所。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
【理论知识】 4.1城市轨道交通供电系统概述 1. 城市轨道交通供电方式 城市轨道交通供电系统是由电力系统经高压输电网、主变电所降压、配 电网络和牵引变电所降压、换流等环节，向城市轨道快速交通线路运行的动 车组输送电力的全部供电系统，目前，我国用得最普遍的输电电压等级为 110～220 kV。
2）控制位置及控制方式 ① 对通信、信号、站控室、废水泵、电梯、自动扶梯等由降压所直接 供配电的各系 统设备，低压配电系统提供电源至各设备附近的配电箱或电 源切换箱，工作人员可在降压 所或设备附近的配电箱或电源切换箱上对各 设备作电源通断或切换操作控制。
4.2 低压配电及照明系统的组成与功能
（2）控制位置及控制方法 车站照明系统可分为三级控制： 1）就地级控制 2）照明配电室集中控制 3）站控室集中控制
（3）低压配电系统 1）系统组成 车站低压配电系统采用380V三相五线制、220V单相三线制方式供电。它
为站台、站厅和设备及管理用房的环控、排水、消防、电梯、自动扶梯、自 动售检票及通信、信号、站控室等系统设备供配电和车站环控室内供配电设 备的电控控制。
图4-4 环形供电接线图 a-牵引变电所、b-主降压变电站（所）、c-线条表示一路三项输电线、d-轨道线。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
（2）双边供电接线。 由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都
经过其母线联接，为了增加供电的可靠性，用双路输电线供电，而每路按输送 功率计算。这种接线可靠性稍低于环行供电。当引入线数目较多时，开关设备 多，投资增加。
第4章 低压配电及照明系统
第4章 低压配电及照明系统
【问题导入】 城市轨道交通车站低压配电及照明系统是地铁供电网络中全方位的服务
功能，承担了除给电动车组供电以外给所有低压负荷提供电能的重要任务， 保证所有动力照明设备配电的安全、可靠、有效、经济。
【学习目标】 1. 能说出地铁供电系统供电方式。 2. 掌握低压配电及照明系统的组成与功能。 3. 能熟悉电力监控系统的工作方式。
图4-2 城市轨道交通电力牵引供电系统
4.1 城市轨道交通供电系统概述
2 供电系统供电方式为： （1）对沿线牵引变电所输送电力的外部供电系统。从发电厂（站）经升压、 高压输电网、区域输电网、区域变电站至主降压变电所部分。 （2）牵引变电所向动车组供电的直流供电系统。主降压变电所及以后部分。 包括：主降压变电所、直流牵引变电所、馈电线、接触网、走行轨及回流线等。 城市轨道交通轨道上牵引供电系统组成：1-牵引变电所、2-馈电线、3-接触网、 4-电客车用电、5-轨道、6-回流线、7-电分段。
第4章 低压配电及照明系统
【教学建议】 1．教学场地：在普通教室、能连接互联网的多媒体教室及城市轨道交
通系统的各种模型实训室中进行，课后可实地参观。 2．设备要求：城市轨道交通车站的低压配电及照明系统仿真模型1套，
或能播放视频投影的设备及相关课件、视频。 3．课时要求：共6课时，其中课堂讲授4课时，模拟操作2课时。
7）区间照明：单线隧道设置于行车方向左侧墙上，分工作照明和应急照 明，每隔5~6m设一盏11W荧光灯，两种照明相间布置，工作照明和应急照明均 由变电所交直流屏直接供电，区间工作照明由变电所控制。
8）安全照明：站台板下安全照明采用36V安全电压，照明变压器设于照明 配电室内。
9）城市轨道交通不同场所的照度要求：照明应力求实用、便于维修，并 应依据不同场合要求与建筑形式相配合。为确保车站、区间的各项功能正常。
4.2 低压配电及照明系统的组成与功能
4.2 低压配电及照明系统的组成与功能 1. 低压配电及照明系统的组成及功能 低压配电及照明系统可分为照明和低压配电两个子系统。 （1）照明系统 1）系统组成 城市轨道交通车站照明系统采用380V三相五线制、220V单相三线制方式供电。 系统范围为车站降压所变压器后的照明设备、设施及线路。 2）为便于运营和管理，在车站两端站台层和站厅层各设一照明配电室， 上下两层配电室一般是对齐的，这样便于对本层用电设备的管理和上下层电 缆的敷设。公用照明配电箱集中设在照明配电室内，便于控制。 3）照明种类和控制方式：照明分为一般照明、应急照明、诱导照明、 广告照明和安全照明。 4）站台层和站厅层的照明主要由一般照明和I应急照明构成。站台、 站厅照明的每个分区都是两路照明电源，分为6-8个支路，交叉配电。
图4-5 双边供电接线图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
（3）单边供电接线。 当轨道沿线附近只有一侧有电源时，则采用单边供电。单边供电较环行
供电和双边供电的可靠性差，为了提高可靠性，应用双回路输电线供电。单 边供电设备较少，投资也少些。
图4-6 单边供电接线图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
（4）辐射形供电接线。
图4-8 分散供电方式示意图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
集中供电方式是指城市电网(通常是110kv或66kv电压等级)向地铁的专 用主变电所供电，主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电，地铁 自身组成完整的供电网络系统。目前建成的地铁系统多采用集中供电方式， 如上海、广州、深圳、南京地铁等。
在正常情况下，变电所同时向各个负荷供电，如若供电系统发生故障或 者出现事故时，则断开二、三级负荷，优先向一级负荷供电，以最大限度地 保证城市轨道交通安全。
动力照明供电系统主要由降压变电所、低压母线排、配电设备、线缆、 用电设备等组成。提供地铁机电设备动力电源和照明电源。此外，还应设置 地铁应急电源系统，如小型发电机、EPS电源、UPS电源等。