城市轨道交通供配电系统培训讲义

式
技能目标
能够绘制牵引供电系统示意图 能够绘制动力照明系统示意图
情感目标
积极主动、善于沟通和表达
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一、城市轨道交通供配电系统的功能
◆中国达人秀冠军——刘伟
说过一句话，他的生命中不能缺 少三样东西：······
◆同学们在上海学习生活
也不能缺少：知识、友谊，手机 、电脑······
◆城市轨道交通系统正常运营
5.2 变 精品课件
电所 2、断路器：一种对电路进行控制（开断、关合）和保护 的高压电器开关，用于自动切断负载电流和短路电流 。 按绝缘方式和熄弧介质分：油断路器、六氟化硫断路 器、真空断路器、空气断路器等。
5.2 变 精品课件
电所 3、隔离开关：一种没有熄弧装置的高压电气开关。不能 切断负载电流和短路电流，但可在无负荷电流时接通和 断开电路。在断开状态，能起到隔离电压的作用。为运 行、操作、检修提供方便和安全条件。
4）具有良好的稳定性、耐磨性和耐腐蚀性能
5）接触网结构应尽量简单，以保障施工和维修方便
6）在气候变化时，能保证高度、弹性与稳定性变化量 达到最小
5.3
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接触网
二、接触网的结构类型
1）接触轨式： 又称第三轨 供电方式
在走行轨一 侧设置附加 的第三轨， 电动车辆安 装在底部或 侧面的受流 器与第三轨 接触受电， 受流器也可 称为受电靴
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2、城市轨道交通供配电系统
1）、牵引供电系统
①牵引变电所（站） ②馈电线 ③接触网（或接触轨） ④轨道电路 ⑤回流线
注意：北京、天津、武汉地铁采用接触轨方式，上海、广 州、南京等地铁采用架空接触网方式。 电分段
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2、城市轨道交通供配电系统
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2、城市轨道交通供配电系统
1）、牵引供电系统
5.2 变 精品课件
电所 桥型主结线的特点：正常运行时， 两台变压器并列运行，桥接母线断 路器或隔离开关全部闭合；当两台 变压器分别工作时，则母线断路器 或隔离开关断开，当一路故障时， 可切换线路，使两台变压器均由正 常工作的一路提供电源。
5.2 变 精品课件
电所 三、主变电所 城市轨道交通供电系统中，由上一级供电区 域获得高压（如110kV或220kV）电能，经降 压后以中高压电压等级（如35kV或10kV）向 牵引变电所和降压变电所供电的一类变电所 AC110Kv → AC35Kv和AC10Kv 为保证轨道交通牵引负荷一级用电需要，需 设置2或2座以上主变电所；两路电源进路配 置两台相应的变压器。
练一 练
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P113-114
一、判断题
1、地铁供电不同于一般工业和民用的供电，根据其重要性应规
定为二级负荷。（ ）
2、北京、天津地铁采用的是集中供电方式。（ ）
3、用以供牵引电流返回牵引变电所的导线称为馈电线。（ ）
二、填空题
1、牵引供电系统由
和
组成。
2、上海地铁采用
V电压供电；北京地铁采用
V电压供电。
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城市轨道交通系统
规
线
划 与 建
路 与 车
车 辆
供
信
电
号
设
站
通 信
运 营 管 理
安 全 与 应 急
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◆单元内容
§5.1 概述 §5.2 变电所 §5.3 接触网 §5.4 远动监控（SCADA）系统
及地下迷流
5.1 概 精品课件
述 ◆教学目标 知识目标
了解城市轨道交通供配电系统的功能 掌握城市轨道交通供配电系统的组成 了解城市轨道交通供配电系统的供电制
5.3
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接触网
接触轨供电可分为上磨式和下 磨式
5.3
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接触网
上磨式优点：固定方便，接触效果好，但加防 护罩困难，接触轨面易污染，无防护罩的带电 接触轨对工作人员威胁大
下磨式优点：与上磨式相反
接触轨供电方式的特点：
隧道净空高度低，接触网结构简单，造价低， 维修易。人身安全与防火条件差，难与架空线 衔接。
5.2 变 精品课件
电所 如主变电 所以不同 电压等级 向附近牵 引变电所 、降压变 电所供电 ，主变压 器可采用 三相三线 有载调压 变压器。 结构如图
5.2 变 精品课件
电所 四、
牵 引 变 电 所
5.2 变 精品课件
电所 由区域变电所或主变电所获取中压电压等级电能， 经降压与整流变换为可供列车牵引用直流电。 牵引变电所的关键设备是整流机组，其中的整流元
更不能缺少能源供应——电力供 应
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一、城市轨道交通供配电系统的功能
1）、电动车组运行所需的电能供应：牵引用 电。 2）、机电设备运转所需的电能供应：风机、 水泵、空调、自动扶梯、加工设备等。 3）、城市轨道交通通信信号设备运行所需的 电能供应。 4）、照明及其他生产生活用电供应。
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一、城市轨道交通供配电系统的功能
注意：
★在地铁供电系统中，根据实际需要，可以分为集中式供电 和分散式供电
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2、城市轨道交通供配电系统
集中供电
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2、城市轨道交通供配电系统
分散供电
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三、城市轨道交通牵引电力制式
●城市轨道交通电动列车，有直流驱动和交流驱动
两类，为使这两类列车都能在同种牵引电力制式下 运行，一般采用直流牵引供电制式。
做一做
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作业： 1、牵引供电系统有哪几部分组成？什么是牵 引网？ 2、绘制牵引供电系统示意图。
5.2 变 精品课件
电所 地铁变电所（室）一般是在地铁沿线设置
的，地铁变电所（室）可以建在地下，也可 以建在地面，地铁变电所（室）尤其是地下 变电所（室）在防火方面都有一定的要求。 地铁变电所（室）根据不同类型分为三种基 本类型：高压主变电所（室）、牵引变电所 （室）和降压变电所（室）。地铁变电所 （室）是由各种不同用途的电气设备按照一 定的电气主结线联结而构成的。
直流 系统
标准 750 1500 3000
电压V 最低 500 1000 2000
最高 900 1800 3600
2、交流制：一般多用于电气化铁路牵引供电方式（距离远、 需装车载变流装置）。
本节小结
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一、城市轨道交通供配电系统的功能 电动车组、机电设备、通信信号、照明生活
二、城市轨道交通供配电系统的组成——重点 1、一次电力系统：3部分 2、城轨供配电系统： 牵引供电系统：5部分，牵引网 动力照明供电系统： 3部分 三、城市轨道交通供配电系统的供电制式 1、直流制—城轨，我国标准：750V \ 1500V 2、交流制—电气化铁路
火力发电
水力发电
核能发电
太阳能 发电
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风力发电
1、一次电力系统
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2）、传输线：需升压 为超高压电压（ 220kV及以上），满 足远程运输需要。
1、一次电力系统
3）、区域变电所
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2、城市轨道交通供配电系统
1）、牵引供电系统
图 10-2图地5-铁 2地牵 铁牵引引供供电电 系统系示统 意图示意图
牵引 供电 系统
牵引变电站 牵引网
接触网（轨） 馈电线 轨道 回流线
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2、城市轨道交通供配电系统
注意：
牵引供电系统由牵引变电所和牵引网组成， 其中牵引变电所和接触网（轨）是牵引供电 系统的主要组成部分。
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2、城市轨道交通供配电系统
2）、动力照明供电系统
图图51-03-地3 铁地动铁力照照明明动供力电供系电统示示意意图
5.2 变 精品课件
电所 特点： 结线简单，设备少，费用低 每一个回路均由断路器切断负载电流与短路 电流，断路器两侧隔离开关可使断路器与电 源隔离，保证维修人员安全操作 母线发生故障，全线停电 单母线型主结线改进型：在母线中加装一个 母线断路器（MD）或隔离开关，将母线分段 ，提高供电检修的灵活性，称为单母线分段 主结线
5.2 变 精品课件
电所 2）、双母线主结线 在单母线 型基础上 加装一套 母线，使 故障检修 时缩短停 电时间
5.2 变 精品课件
电所 3）、桥型主结线 采用两条电源进 线和两台变压器 ，在电源进线间 用横向母线及断 路器或隔离开关 连接。如果桥接 母线在变压器外 侧，进线断路器 内侧时成为内桥 结线，桥接母线 在进线断路器外 侧的成为外桥结 线。
5.2 变 精品课件
电所 4、母线：一种汇合和分配电能的导线。室外常用软质母线，如 钢芯铝铰线；室内则采用硬质母线，如铝排。 母线常用颜色标记识别，在三相交流系统中：黄线——A相， 绿线——B相，红线——C相； 在直流系统中：红色——正极，蓝色——负极，黑色—— 零线及接地线。
5.2 变 精品课件 电所 5、熔断器：是一种过负荷和短路电流导致熔体 发热熔断的保护电器。
因此，对接触网有较高要求。
5.3
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接触网
一、接触网应满足的基本要求
1）在规定的车速内，接触导线应始终与滑行的车辆受 电设备保持可靠的接触——不间断地稳定可靠供电 ，不产生电弧火花
2）接触网导线与走行轨的相对位置应保持稳定
3）接触网有较均匀的弹性，适应车辆运动时振动力的 影响（该振动力与速度成正比）
结线见图
5.3
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接触网
电能从牵引变 电所输出，经 馈电线、接触 网到电动车组 ，再经走行轨 或负馈电线、 回流线返回牵 引变电所构成 牵引供电回路 。如图
牵引变电所 馈电线 接触网 （受
电弓
回
或受
流
流器）
线
电动车组
走行轨 （负馈电线）
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5.3
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接触网
由于接触网是无备用设备又极易损 耗的供电系统终端装置，受环境和 气候的影较大，一旦设备损坏就会 造成牵引供电中断，从而导致电动 列车无法运行，线路运行停顿和秩 序混乱，对轨道交通造成较大损害 。
图
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2、城市轨道交通供配电系统
2）、动力照明供电系统
动力 照明 供电 系统
降（减）压变电 所
配电所
配电线路
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2、城市轨道交通供配电系统
2）、布动置力：照在动明力供照电明系供统电系统设计中，降压变电所一般
按每站一个设置，也可以几个车站合设一个。也可将 降压（动力）变电所附设在某个牵引变电所之中，形 成一个牵引与动力混合变电所。
5.2 变 精品课件
电所 一、电气设备
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、电流互感器、避雷器、 整流器等。
1、变压器：一种传递和变换交流电 能的静止变化器。 按功能分为：升压变压器、降压 变压器 按相数分：单相、三相、多相变 压器 按绝缘方式分：干式、浇注式、 油浸式变压器等等。
●直流供电的优点：
★直流传输不产生电抗压降，在相同的电压等级下 ，在压降损失方面，直流供电优于交流供电； ★对触网结构要求也相对简单； ★可减少电动列车牵引电机控制系统的设备配置， 有效减轻列车的自重。
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三、城市轨道交通牵引电力制式
1、直流制：采用IEC国际电工委员会标准，见表。 我国国家标准采用DC750V和DC1500V两种。如上海为1500V。
件由于较长时间流过超出允许值的电流而导致元件 温度过高时，容易引起元件损坏和整流机组停止工 作，为此需采取有效的过电流保护和降温冷却保护 。
5.2 变 精品课件
电所 五、降压变电所
将区域变电所或主变电 所所输出的中压等级电 压降压变成低压交流电 ，并通过配电所（室） 分配给各种设备用电。
降压变电所一般设在车 站附近，既可对车站较 集中的电器设备供电， 也可方便向车站两侧区 间的用电设备供电
5.2 变 精品课件
电所 二、电气主结线 1、组成与功能：变压器、断路器、隔离开 关、母线等电气设备及连接导线组成的接 受分配电能的电路 电气主结线反映变电所的基本结构和功能 ，在运行中，表达电能输送的分配的关系 ，成为实际运行操作的依据 2、种类：单母线型主结线、双母线型主结 线和桥型主结线
5.2 变 精品课件 电所 1）、单母线型主结线
5.2 变 精品课件
电所 6、电压互感器：又称压变，是电气测量，控制 和保护回路用的变压器。
5.2 变 精品课件
电所 7、电流互感器：又称流比，是电气测量、控制 和保护调路用交流器。
5.2 变 精品课件
电所 8、避雷器：是防止从线路侵入的雷电波损坏
电气设备绝缘的保护电器。
9、整流器：是一种与牵引变压器组合成整流机 组的电流变换器。
城市轨道交通是一个重要的用电 部门，其一次供电系统定为一级负荷，按 规定需由两路独立的电源供电，当其中一 路电源发生故障时，另一路应能保证一级 负荷的全部用电需要。
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二、城市轨道交通供配电系统的组成
图5-1 城市电网一次电力系统和地铁供电系统
1、一次电力系统
精品课件
由：发电厂（站）、传输线路、区域变电所组成 1）、发电厂