轨道交通主变电所设备介绍
轨道交通车辆主电路设备配置及其作用—高压供电电路的构成
A车保护接地
① A车车体通过接地电缆连接到A车的两个轴端接地装置，实现保护接地
A车蓄电池接地系统
A车蓄电池及蓄电池充电机负极都接到汇流排 03Q02，汇流排与车体之间通过接地保护电阻 03R01连接 连接到汇流排的110V负极电缆30281及30282分 别作为控制回路和信息回路的负极回流线
线路滤波器
独立悬挂的平波电抗器
ห้องสมุดไป่ตู้城轨车辆车顶高压设备
城轨车辆车顶高压设备
受电弓
高压母线 浪涌吸收器（避雷器）
受电弓
通过受电弓受流头（弓头） 与接触网接触取得1500V直 流高压电。受电弓额定工作 电流1680A。
浪涌吸收器（避雷器）
避雷器用于吸收大气过电压，一端与受电弓母 线汇流排连接，另一端通过车顶金属部分接地。
高压母线
线路滤波器
❖组成
▪ 线路电感和直流侧电容（DC-link电容，也称支 撑电容）
❖作用
▪ 平抑线路电压的瞬变和谐波，稳定逆变器直流 侧电压，提供足够的电流容量使电压脉动保持 在允许的范围内，实现逆变器的精确控制。
线路电感（平波电抗器）
每辆B车安装两台平波电抗器 ➢ L01——安装于PH箱的高压部分负 责向B车MCM供电 ➢ 01L01——独立悬挂于B车车底，负 责向C车MCM供电
回流牵引变电所
牵引供电电路
接触网供电
接地故障检测
流入汇流排的回流电流 经4个轴端接地装置向 钢轨回流，经钢轨回流 牵引变电所
接地汇流排
接地装置
回流牵引变电所
接地系统
接地系统
以SZP1车辆为例，车辆接地系统包括 3个部分 ➢ 保护接地 ➢ 运行（牵引）接地 ➢ EMC保护
轨道交通供电4 牵引变电所的主要电气设备(1)
(3)多绕组变压器：用于电力系统 (4)自耦变电器：用于连接不 中一种电压等级输入变换得到多种 同电压的电力系统。也可做为 不同电压等级。如分裂变压器。 普通的升压或降后变压器用。
4.按冷却方式分：
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却 (1)干式变压器：依靠空气对 介质、如油浸自冷、油浸风冷、油 流进行冷却，一般用于局部照 浸水冷、强迫油循环等。 明、电子线路等小容量变压器。
5.按铁芯形式分： (1)芯式变压器：用于高 压的电力变压器。 (2)壳式变压器：用于大电流的特殊 变压器，如电炉变压器、电焊变压器； 或用于电子仪器及电视、收音机等的 电源变压器。
6.按容量分： 按电力部门的相关规定: 630KVA以下为小型变压器；800--6300KVA为中小型变压器； 8000--63000KVA为大型变压器；90000KVA及以上为特大型变压器；
牵引变电所的电源一般来自电力系统的区 域变电所，牵引变电所的任务就是将电力系 统提供的三相工频交流电变为牵引所用的电 能。根据牵引制式的不同，牵引变电所又分 为直流牵引变电所和交流牵引变电所。根据 不同的牵引制式，变电所内完成相应的变压、 变相、变流作用。目前我国的牵引变电所主 要有电气化铁路的单相工频交流制牵引变电 所和城市轨道交通系统（地铁、轻轨）的直 流牵引变电所。
城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
城市电网
主变电所
高压供电系统
三相交流
牵引变电所 牵引供电系统
馈线 回流线
接触网
直流
轨道
牵引变电所的类型和原理
牵引变电所是城市轨道交通牵引供电系统 的核心，它负担对电动列车直流电能的供 应，它的站位设置，容量大小，需根据所 采用的车辆形式、车流密度、列车编组， 经过牵引供电计算，经多方案比选确定。 牵引变电所有两种形式：户内式变电所和 户外式箱式变电所，前者适宜地下线路， 后者适宜地面线路。
城市轨道交通供电系统—变电所
2.牵引变电所
城市轨道交通供电系统的主要用电对象是电动车组，即牵引供电。 为确保牵引供电的质量，牵引变电所的设置（数量、位置）和容量
应该按远期列车编组，运行密度按牵引供电计算后确定。
2.牵引变电所
2.1 牵引变电所的功能
牵引变电所的功能是从主变电所获得电能，经过降压和整流，变成 城市轨道交通电动列车牵引所需要的1500 V或750 V直流电，给电 动列车供电。
目录
CONTENTS
01 变电所的分类
02
03 牵引变电所
04
学习目标
了解：城市轨道交通系统变电所的种类； 了解：城市轨道交通系统变电所的各部分功能。
变电所
变电所就是供电系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分 配的场所。
城市轨道交通供电系统中的变电所根据功能的不同，可以分为3 类：
（1）主变电所； （2）牵引变电所； （3）降压变电所。
2.牵引变电所
2.2 牵引变电所的位置和数量
牵引变电所的容量和相互之间的距离是由牵引供电技术决定的，一 般设置在沿线若干车站及车辆段附近，变电所的间隔一般为2~4 km。
2.牵引变电所
2.3 牵引变电பைடு நூலகம்的的主接线图
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，主接线图见右图。
1.主变电所
对于集中式外部电源方案，应建设城市轨道交通主变电所。 1. 1 主变电所的功能 主变电所的功能是连接城市电网高压电压（110 kV 或220 kV），
经降压后以中高压（35 kV 或 10 kV）向牵引变电所、降压变电所 供电。
1.主变电所
主变电所
主变电所
1.主变电所
2.2 主变电所的位置和数量
城市轨道交通供电系统的主要构成
城市轨道交通供电系统的主要构成发布时间：2023-02-02T03:02:28.892Z 来源：《中国电业与能源》2022年18期作者：鲍飞达[导读] 随着现代社会的进步，以及飞速增长的经济鲍飞达绍兴市轨道交通集团有限公司，浙江绍兴312000 摘要：随着现代社会的进步，以及飞速增长的经济，全国各地城市的轨道交通建设也得到了快速发展。
地铁作为城市内部较为新颖的交通工具，逐渐发展成为了城市道路建设的重要一环。
轨道交通供电系统作为直接影响其运营的一部分，应受到更多目光的注意。
关键词：城市轨道交通供电系统；运营一、概述供电系统是城市轨道交通运营的动力源泉，负责电能的供应与传输，为电动列车牵引供电和提供车站、区间、车辆段、停车场、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电。
可划分为外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统等。
1.外部电源将城市电网电源引入城轨供电系统，为主变电所供电。
2.主变电所将来自城市电网的110kV高压电源降压为地铁使用的35kV中压电源，经环网给牵引变电所、降压变电所提供电源。
3.牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网，将35kV中压电源经降压整流变成DC1500V电压，为电动列车提供牵引供电。
4.动力照明供电系统将来自变电所的35kV中压电源降压变成220/380V电压，为运营需要的各种机电设备提供电源。
它包括降压变电所、动力照明配电系统。
5.电力监控系统（PSCADA）设置在地铁控制中心，实时对城市轨道交通各变电所、接触网设备进行远程数据采集和监控。
通过调度端、通信通道和执行端（变电所综合自动化系统）对主要电气设备进行遥控、遥信、遥测、遥调，实现对整个供电系统的运营调度和管理。
6.供电系统的功能包括：（1）接受并分配电能的功能；（2）降压整流及通过接触网传输直流电的功能；（3）降压及动力配电的功能；（4）各级供电网络在正常、事故和灾害情况下的控制、测量、监视、计量和调整的功能；（5）安全操作连锁功能；（6）故障保护功能。
地铁变电所各个设备的作用
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。
第三章城市轨道交通变电所中的一次设备
第二节
（2）基本工作原理
变压器
图3-1 变压器基本结构及工作原理示意图
第二节
变压器
4、变压器的分类 变压器的常用分类方式如下： 1）按用途分：电力变压器和特种变压器。 2）按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变 压器、三绕组变压器和多绕组变压器。电力变压器 3）按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 4）按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。 5）按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变 压器和充气式变压器。 6）按调压方式分：有载调压变压器和无励磁调压变压 器。变压器二次侧不带负载，一次侧也与电网断开 (无 电源励磁)的调压，称为无励磁调压，带负载进行变换绕 组分接的调压，称为有载调压。
二、对一次电气设备的基本要求 一次电气设备是城轨供电系统的主体，设备故障可能导 致停电甚至发生重大安全事故，在对电气设备进行设计和 选择时，应考虑安全、可靠和经济等多方面的因素，并满 足以下基本要求： 1）能长期承受工频最高工作电压、短期承受内部过电压 和外部过电压的作用而不被击穿； 2）能长期承受额定电流、短期过载电流的作用，温升在 允许范围之内； 3）能承受短路电动力效应和热效应的作用而不被损坏； 4）开关电器的断流能力应符合有关的规定； 5）供测量和保护用变换电器应符合规定的精度要求； 6）在规定的使用环境中能承受一定外界条件的影响并安 全可靠地运行
第四节
四、电弧的特性及熄灭 1、电弧电压沿弧长的分布
阴极区 － 弧柱区
电弧
阳极区 +
U U2 U
0
U3 Uh
1
I
图3-13
电弧电压沿弧长分布
第四节
2、直流电弧的特性及熄灭
电弧
图3-15直流电弧的伏安特性 图3-14 具有电弧的R-L直流电路
地铁的主要机电设备及介绍
地铁的主要机电设备及介绍
地铁的机电设备主要包括车辆系统、供电系统、通信系统、信号系统、通风设备、给排水设备等。
以下是其中一些主要机电设备的介绍：
1. 车辆系统：地铁车辆是整个地铁系统中最重要的机电设备之一。
它是一个复杂的系统，由多个子系统多级耦合而成，包括车体、车门、内装、转向架、PIS系统、牵引系统、制动系统、辅助系统、空调系统和TCMS系统等。
地铁车辆采用动拖结合的混编方式形成电动列车组，常见的编组形式有八节编组、六节编组和四节编组。
2. 供电系统：地铁供电系统是为地铁车辆提供动力的关键设备。
它包括外部电源、变电所、接触网或第三轨、配电站和牵引供电系统等。
3. 通信系统：地铁通信系统是保障地铁安全和高效运行的重要设备之一。
它包括有线通信和无线通信两种方式，为地铁列车、车站和车辆段等提供语音、数据和图像等多种通信服务。
4. 信号系统：地铁信号系统是控制列车运行的关键设备之一。
它包括列车自动控制系统、自动监控系统和调度指挥系统等，能够实现列车的自动追踪、自动防护和自动调度等功能，提高了列车的运行效率和安全性。
5. 通风设备：地铁通风设备是为地铁车站和隧道提供新鲜空气和排除废气的关键设备之一。
它包括各种风机、空调机组和排风设备等。
6. 给排水设备：地铁给排水设备是为地铁车站和隧道提供生活用水和废水排放的关键设备之一。
它包括各种水泵、水箱和排水设备等。
这些机电设备在地铁系统中发挥着各自的作用，共同保障了地铁的安全和高效运行。
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。
城市轨道交通供电系统 模块2 牵引变电所的主要电气设备
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、低压熔断器和避雷器 等。
4. 补偿设备
补偿设备是指用以补偿电路的无功功率，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。
2.1.4牵引变电所的设备分类
牵引变电所通过把各种电气设备按照一定的接线方案连接 起来组成完整的供配电系统，以实现其受电、变电和配电的 功能。牵引变电所供配电系统中担负输送、变换和分配电能 任务的电路称为主电路（一次电路），用来控制、指示、检 测和保护主电路及其主电路中设备运行的电路称为二次电路 （二次回路）。主电路中的所有电气设备称为一次设备（一 次元件），二次电路中的所有电气设备称为二次设备（二次 元件）。其中，一次设备按其在主电路中的功用可分为变换 设备、控制设备、保护设备、补偿设备和成套设备等。
2.1.2牵引变电所的特点
1. 结构紧凑，占地面积小
轨道交通沿线的土地价格相对较高，征用土地困难，牵引变电所通常建于地下建 筑结构或高架建筑结构内，其占用面积应尽可能小，以降低土建费用。
2. 防火要求高
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。
3. 额定容量
额定容量是指变压器在额定电压、额定电流下连续运行时能输送的容量，用SN表示， 单位为kV·A。单相变压器的额定容量为SN=UNIN，三相变压器的额定容量为SN=3UNIN。
城市轨道交通供电系统设备及其应用探析
城市轨道交通供电系统设备及其应用探析城市轨道交通供电系统是城市轨道交通的重要组成部分，它为城市轨道交通提供了稳定、可靠、高效的电力供应。
城市轨道交通供电系统主要由供电设备、牵引设备和配电设备组成，本文将针对这三种设备进行详细介绍。
一、供电设备城市轨道交通供电系统的供电设备主要包括变电站、架空线缆、绝缘栅、接触网等。
1、变电站变电站是城市轨道交通供电系统的核心设备，其主要功能是将电力从高压电网升压变成适合城市轨道交通使用的低压电力，同时进行定时计量和监控，确保城市轨道交通电力供应的准确性和可靠性。
变电站的选址、设计和建设需要充分考虑城市轨道交通线路的规划和运营需求，以确保供电系统的高效运行和安全稳定。
2、架空线缆架空线缆是城市轨道交通供电系统中贯穿全线的一种供电设备，其主要作用是将变电站输出的电力传递到城市轨道交通的每个区间供电子站。
架空线缆的选用要考虑线路的特点和工程难度，以确保供电系统的连续性和可靠性。
3、绝缘栅绝缘栅是城市轨道交通供电系统中保护设备和人员安全的关键设备。
其主要作用是将零线和接触网隔离，防止电流串通和人身触电事故发生。
绝缘栅的设计和选用要考虑城市轨道交通线路的特点和交通流量，以确保供电系统的安全和可靠性。
4、接触网二、牵引设备1、电动机电动机是城市轨道交通牵引系统的核心设备，其主要作用是转化电能为机械能，带动轨道交通行驶。
电动机的选用要考虑车辆的质量和速度要求，以确保系统的高效和稳定。
2、变频器3、牵引控制器牵引控制器是城市轨道交通供电系统中的重要控制设备，其主要作用是将变频器输出的电流测量并控制在一定范围内，确保城市轨道交通系统的控制和工作状态。
1、配电柜2、高压开关柜总之，城市轨道交通供电系统设备的选用和应用对于城市轨道交通运营的安全和稳定至关重要。
城市轨道交通供电系统的设备和技术应不断更新和改进以满足不断变化的城市轨道交通需求。
轨道交通主变电所设备讲解
第5页，共24页。
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
城市轨道交通机电设备系统概要介绍
城市轨道交通机电设备系统概要介绍城市轨道交通机电设备系统是城市轨道交通运行的核心设备系统，主要包括车辆、供电系统、信号与通信系统、车辆牵引与制动系统、车辆辅助系统和车站设备系统等。
这些设备系统互相依存、相互配合，共同保障城市轨道交通的安全、高效运行。
首先，车辆是城市轨道交通的核心部件，负责运送乘客。
城市轨道交通车辆主要分为地铁列车和轻轨车辆两种类型。
地铁列车是大容量、高速运行的车辆，一般采用电力牵引和制动系统，具有良好的动力系统和车体结构设计，以提供舒适、安全的乘坐环境。
而轻轨车辆则适用于中小规模的城市轨道交通，结构相对简单，但同样具备高度的安全性和运行稳定性。
供电系统是城市轨道交通的能源供应系统，主要包括接触网、供电设备和供电网等。
接触网是将电能传输到轨道交通车辆上的主要设备，一般采用钢丝，通过接触网与车辆的集电装置进行接触。
供电设备包括变电所和配电装置等，负责将电能从电网传输到接触网上。
供电网则是将变电所的电能进行输送和分配的网络。
信号与通信系统是城市轨道交通的控制系统，主要负责确保轨道交通列车的安全运行。
信号系统通过信号机、轨道电路和车载信号设备等，将指令传递给列车驾驶员，保证列车按照规定的速度和间隔行驶。
通信系统则是通过无线电通信设备，实现车辆与调度中心、车辆与车辆之间的远程通信和信息传递。
车辆牵引与制动系统是城市轨道交通的动力系统，主要包括牵引装置和制动装置。
牵引装置通过电机和齿轮箱等，将电能转换为机械能，提供车辆行驶所需的动力。
制动装置则通过制动盘、制动鞋和管路系统等，将车辆的动能转化为热能，实现车辆的制动和停车。
车辆辅助系统是城市轨道交通的辅助设备，主要包括车辆空调系统、照明系统、客室设施和安全设备等。
车辆空调系统可以调节车内温度和湿度，提供舒适的乘坐环境。
照明系统则提供车内和车外的照明，确保乘客和工作人员的安全。
客室设施包括座椅、扶手和车门等，提供方便的乘坐和上下车条件。
安全设备包括火灾报警和灭火系统等，保障乘客安全。
城市轨道交通供变电技术第一章城市轨道交通供电系统概述 文档全文预览
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
3.牵引供电系统 将交流中压经降压整流变成直流1500V或直流750V
电压 ，为城轨电动列车提供牵引供电 。牵引供电系统 包括牵引变电所与牵引网两个部分 。
城轨牵引供电系统示意图
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
4.动力照明供电系统 将交流中压（35kV或10kV） 降压变成交流
220/380V电压 ， 为运营需要的各种机电设备提供电源。 它包括降压变电所（站） 、动力照明配电系统。
城轨动力照明供电系统
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
5.杂散电流腐蚀防护系统 在城市轨道交通中由于采用直流牵引供电， 电流有
牵引变电所的正极出发 ，经由接触网、电动列车、钢 轨、回流线返回牵引变电所负极 。 由于钢轨与隧道或 道床等结构之间的绝缘电阻不是无穷大 ，不可避免地 将造成部分电流不从钢轨回流,而是通过沿线的道床钢 筋、隧道、高架桥或建筑物的结构钢筋或土壤回流到 牵引变电所（甚至不回流而散入大地） ,这一部分电流 就是杂散电流,也叫迷流。
第二节 城市轨道交通的供电系统的制式
二 、电压等级
世界各国城市轨道交通的供电电压均在 550～1500V之间 ，其中间档级很多 ， 这 是由各种不同交通形式 、不同发展历史 时期造成的 。现国际电工委员会拟定的 电压标准为：600V、750V、1500V三种， 后两种电压为推荐值 。我国国标亦规定 为750V和1500V ， 不推荐600V电压等级 。
第二节 城市轨道交通的供电系统的制式
三 、馈电方式 牵引网的馈电方式有架空接触网和接触
城市轨道交通直流牵引变电所电气主接线
1 主变电站
城市轨道交通供电系统按一类负荷设计，每条轨道线路设置2个主变电站，每个主变电站 平时由2路互为备用的独立电源供电，以实现不间断供电。
1. 主变电站的功能与类型
主变电站从发电厂或城市电网区域变电站获得高压（如110 kV）电源，
经降压形成35（33）kV或10 kV以中压环网形式向布置在沿线的牵引变电
（2） 内桥接线的主变电站。某内桥接线的主 变电站的电气主接线如图3-10所示。
图3-10某内桥接线的主变电站的电 气主接线
3. 主变电站的电气主接线及其运行方式
① 高压侧电气主接线。该主变电站110 kV电源采用内桥接线，即在
110 kV进线电源中，1号电源经过隔离开关1214、断路器121、隔离开关
压器B1提供电能；2号进线电源通过隔离开关1022和断路器102为2号
变压器B2提供电能。
3. 主变电站的电气主接线及其运行方式
在主变压器一、二级负荷的负载率较低，系统发生故障的情况下，恢复
供电操作十分方便。当一台主变压器或一条电源线路故障退出运行时，只
需在主变电站中压侧做转移负荷操作，由另一路进线电源的主变压器承担
3. 主变电站的电气主接线及其运行方式
（1） 线路-变压器组接线的主变电站。某线 路-变压器组接线的主变电站的电气主接线如图39所示。
图3-9某线路-变压器组接线的主变 电站的电气主接线
3. 主变电站的电气主接线及其运行方式
76%
①
直接相连，是一种最简单的接线方式。正常运行方式下，两条线路各带
一台主变压器，即1号进线电源通过隔离开关1011和断路器101为1号变
20%
1211和1011联络1号主变压器B1，形成1号系统；2号电源经过隔离开关
城市轨道交通供电系统概述—变电站主要一次、二次设备及参数
我国采用的基准环境温度：电器， 40°C；导体，+25°C
电气设备的额定电流（铭牌中 的规定值）是指在规定的周围 环境温度和绝缘材料允许温度 下长期通过的最大电流值
03
电气一次设备
电气一次设备的概念
在发电厂和变电站中，为了满足用户对电力的需求和保证电力系 统运行的安全稳定和经济合理，需要安装各种电气设备。通常把 直接生产、输送、分配和使用电能的设备称为电气一次设备
电气一次设备的分类
生产和转换电能的设备
生产和 转换电 能的设 备
1 将机械能转化为电能的发电机 2 变换电压 3 传输电能的变压器
01接通或断开电路的开关来自备接通或 断开电 路的开 关设备
02
1 高压断路器 2 隔离开关 3 熔断器 4 重合器
载流导体
载流导 体
1 母线 2 电缆
它们按照一定的要求把各种电气设备连接起来，组成传输和分配电能的电路
发电机的额定容量可以用视在功率（kW）值表示， 但一般是用有功功率(kW）值表示，这是因为拖动发 电机的原动机（汽轮机、水轮机等）是用有功功率 表示的
（3） 电动机的额定容量通常用有功功率 (kW)值表示，因为它拖动的机械 的额定容量一般用有功功率表示
02
额定电流
当设备周围的环境温度不超过介质的规定温度时，按照设备的额定电流工作，其各部分的发热 温度不会超过规定值
2
第二类 100〜1000V之间的电压等级，这类额定电压应用最 广、数量最多，如动力、照明、家用电器和控制设备等
3
第三类 1000V及以上的高电压等级，主要用于电力系统中
的发电机、变压器、输配电设备和用电设备
01
额定容量
（1）
变压器的额定容量都是指视在功率（ｋV·A）值，表明最大一线圈的容量
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
地铁供电系统设备要求
地铁供电系统第一节概述一、地铁供电方式地铁的供电电源要求安全可靠，通常由城市电网供给。
目前，国内各城市对地铁及城市轨道交通的供电一般有三种方式，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）分别向各沿线的地铁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。
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。
近几年新建的地铁系统多采用集中供电方式，如上海、广州、深圳地铁等。
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如表1-3-1所示，分散与集中相结合的供电方式优缺点介于两者之间。
表1-3-1 地铁供电方式的比较供电方式优 点缺 点 集中供电方式l 供电可靠性高，受外界因素影响较小；l 主变电所采用110/35KV 有载自动调压变压器，并有专用供电回路，供电质量好；l 地铁供电可独立进行调度和运营管理；检修维护工作相对独立方便；l 可提高地铁供电的可靠性和灵活性；l 牵引整流负荷对城市电网的影响小；l 只涉及城市电网几个220KV 变电站的增容改造，工程量较小，相对易于实现。
l 投资较大。
分散供电方式 l 投资较小；l 便于城市电网进行统一规划和管理。
l 因同时受110KV 和10KV 电网故障影响，故受外界因素影响较多；l 10KV 电网直接向一般用户供电，引起的故障几率大，可靠性较低；l 与城市电网的接口多，调度和运营管理环节增多，故障状态下的转电不方便； l 牵引整流机组产生的高次谐波直接进入10KV 电网对其他用户的影响较大；l 要求城市电网的变电所应具有足够的备用容量，以满足地铁牵引供电的要求；涉及较多110KV 变电站的增容改造，工程量较大。
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三工位开关
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真空断路器
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油变压器外形图
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SF6气体变压器外形图
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接地变/站用变
接地电阻
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草铺站外型图
基本技术参数
额定电流: 主母线回路: 2000A 额定热稳定电流：40kA(3s)(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 断口630kV 交流工频耐受电压(有效值): 相间、相对地230kV 断口265kV
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主变电所设备介绍
维修部供电室 2009年7月10日
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维修供电室
授课人：卢洪生 参加人：谢国强 邓玉斌 郭杰栋 刘永军 连钺坚 陈 妮 朱新平 詹先柏 廖元峰 曾斌 徐永海 孙友江 肖珍 叶海光
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内容目录
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ZX2铠装式气体绝缘中压开关柜 1250A单母线柜
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 压力释放通道 主母线 控制室 三工位开关操动机构 REF542PlusHMI单元 传墙套管 电容分压装置测试接口 密度传感器电压传感器 真空断路器电流传感器 断路器操动机构 电缆插座 插接式电缆头 智能型控制/保护单元REF542Plus主 机 电缆 15 电缆夹 17 电缆室 试验插座 19 电流互感器 压力释放盘 21 断路器室 三工位开关 23 母线室 绝缘气体深圳市地铁三号线投资有限源自司深圳市地铁三号线投资有限公司
1. 110kV GIS和汇控柜外形图如下：
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GIS设备组成
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故障接地开关
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三工位开关
DS 合闸 ES 分闸 DS 分闸 ES 分闸 DS 分闸 ES 合闸
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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
断口630kV
交流工频耐受电压(有效值): 相间、相对地230kV 断口265kV
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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
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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）。
概述 110KV（GIS)一、二次设备系统组 成 35KV一、二次设备系统组成
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一、概述 深圳地铁3号线110KV高压变电所共2座，分 别在草埔和银海，每个变电所各安装了2台 35KV/0.4KV接地变/站用变压器。 草埔站110KV±8x2.5%/35KV变压器采用三 相双卷强迫风冷低损耗有载调压气体变压器， 容量40MVA 2台，接线组别YN,d11，进口有 载调压开关，宝菱变压器有限公司产品。 银海站110KV±8x1.5%/35KV变压器采用三 相双卷自冷低损耗有载调压变压器，容量 31.5MVA 2台，接线组别YN,d11，进口有载 调压开关，江苏华鹏变压器有限公司产品。
接地开关/隔离开关共用一个壳体 共用一个操作机构 可电气、机械联锁，防止误操作
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维修接地开关
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三工位开关（隔离、维修接地）
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三、35KV一、二次设备系统组成
35KV系统接线方式采用单母线分段，采 用小电阻接地系统。 断路器为VD4X真空断路器，隔离开关 为三工位开关，安装与ZX2气体绝缘柜 中，绝缘气体为SF6。 馈线柜采用ABB过流保护、零序保护为 后备保护，西门子的电流纵差动保护为 主保护。