第二章外部供电系统【精选】
煤矿电工学第二章煤矿供电系统解读
• 1）进线为隔离开关（二次回路必须装断 路器）
• 2）进线为跌落式熔断器（二次回路必须 装断路器）
• 3）进线为断路器
1）线路-变压器组结线
WB
QS
QF
上级变电所
QS
QS
QF1
QFU
QF
T1
T2
T3
QF
QF
WB
WB
WB
2）桥式结线 对具有两回电源进线、两台变压器的变电 所，可采用桥式结线。
• 这种接线又分为单回路树干式和双回路树干式2种 ➢ 单回路树干式接线 这种接线在每个用户的进、出线上均装有隔离开关
QS。当干线上N点发生故障时，干线总开关QF将 跳闸。
2 煤矿供电系统
WB
T QF 变电所
QS1 QS2 QS3 QS4 QS5 QS6
用户1
用户2
用户3
•为提高单回路树
干式接线方式的 WB QF
1 煤矿供电系统
1.1 供电系统结线方式 1.1.1 供电系统结线：是指由各种电气设备及其联接线构成 的电路，其功能是汇集和分配电能。
结线方式按布置方式分：放射式、干线式、环式、 双电源 （独立）供电式 •基本概念
按运行方式分：开式网络、闭式网络 按可靠性分：无备用网络、有备用网络
1 煤矿供电系统
可靠性，可采用
备用干线的方式
WB QF
供电。当干线上
任一处或任一干
线发生故障或需 WB QF
要检修时，可通
过开关切换由备
用干线从另一侧
供电，从而进一
步缩小停电范围。
备用干线
用户
用户
供电系统课件
第一章供电系统第一节电力系统基础由发电厂、电力网与电能用户（电力负荷）所组成的整体，叫电力系统，它的任务是生产、变换、输送、分配与消费电能。
一、电力系统目前以火力发电厂和水力发电厂为主。
其他类型有核电厂、风力发电厂、潮汐发电厂、地热发电厂和太阳能发电厂等。
根据电压等级的高低，将电力网分成低压、高压、超高压和特高压等四种。
电压在1kV 以下的电网为低压电网；3～330kV的为高压电网；330～1000kV的为超高压电网；1000kV 以上的为特高压电网。
在工程实际中，常把电力系统中的发电，输变电与供配电等环节叫做一次系统。
电力系统中的二次系统包括继电保护、测量和调度等环节。
变电所有升压和降压之分，根据它在电力网中所处的地位不同，又分为枢纽、地区、企业变电所及车间变电所等，主要由电力变压器和开关控制设备等组成。
变电所中主要设备有变压器T、母线WB、断路器QF、隔离开关QS等，如图1－2所示，其他还有保护和测量装置以及所用电操作电源等设备。
母线是汇集受电电源和配出负荷线路的设备，常用的母线材料是钢芯铝绞线和矩形铝板。
断路器用作线路主开关，有性能较好的灭弧装置，用来切、合负荷及事故电流，决定线路的运行状态。
隔离开关因没有灭弧装置，不能切断负荷电流和事故（短路等）电流，故主要在检修等情况下用来隔离电源，通过其明显的断口结构，保证操作人员的安全。
图1－2 变电所的主要设备及符号二、电力负荷及对供电的要求（一）电力负荷电力负荷是电力系统中所有用电设备消耗功率的总和。
将各工业部门消耗的电功率与农业、交通运输业、通讯业和市政生活等所消耗的电功率相加即为电力系统的综合用电负荷，该负荷再加上电力网中损耗的功率就是系统中各发电厂应提供的功率，称为电力系统的供电负荷。
供电负荷再加上各发电厂本身消耗的功率（厂用电），就是系统中各发电机应发出的功率，称为电力系统的发电负荷。
（二）电力负荷分级及其对供电的要求1．一级负荷这类负荷若供电突然中断将造成对人员的生命危害，或造成重大设备损坏且难以修复，或打乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国民经济带来极大损失。
市轨道交通供电技术 2 外部供电系统
④ 干电池。
城轨交通供电系统的主变电所、牵引变电所、降压变电 所，都要求能获得2路电源。
一、城轨供电系统对外部电源的要求
2、城轨交通供电系统对电源的要求：
① 2路电源要求来自不同的变电所或同一变电所的不同 母线。 ② 每个进线电源的容量应满足变电所全部1、2级负荷的 要求。
③ 2路电源应分列运行，互为备用，当1路电源发生故障 时，由另1路电源恢复供电。
① 集中式供电要求从城网引进高压电源。
② 集中式外部电源方案，目前外部电源电压等级一般为 110kV。
③ 东北地区沈阳、哈尔滨等则Байду номын сангаас66 kV。
二、城轨交通供电系统的电源电压等级
3、分散式供电对外部电源电压等级的要求：
① 分散式供电需要从城网直接引入中压电源。
② 中压网络的电压等级应与城网相一致。 ③ 可以采用35kV，也可以采用10kV。
① 一级负荷应由两路电源供电；当一路电源发生故障时， 另一路电源不应同时受到损坏。
② 一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外， 尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急系统。
一、城轨供电系统对外部电源的要求
1、国标对一级负荷电源的规定:
（GB 50052-2009）对应急电源的规定： ① 独立于正常电源的发电机组。 ② 供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路。 ③ 蓄电池。
1、应尽量靠近地铁线路、接近负荷中心。 2、各主变电所的负荷平衡，并使其两侧的供电距离基本相 同。 3、靠近地铁车站，以缩短电缆通道的距离，减少和城市地 下管网的交叉和干扰。 4、应考虑路网规划与其他地铁线路资源共享，并预留电缆 通道和容量。
二、主变电所的设备
• 为减少占地面积，主变电所应设计成室内式。
《城市轨道交通供电技术》课后习题答案
7、中压网络有哪些电压等级？ 35， 20,10,6,3KV
8、中压网络有哪些结构形式？ （ 1）树形（针对集中式供电） （ 2）点对点式（针对分散式供电）
第三章
1、城轨交通牵引变电所的类型有哪些？ （ 1）户内式变电所（适宜地下路线） （ 2）户外式箱式变电所（适宜地面路线）
6、变电所的二次回路由哪些部件组成？ 电流互感器，电压互感器，测量仪表，继电保护装置，蓄电池等
7、试描述变电所内灯光监视的断路器与隔离开关控制信号回路的动作过程。 断路器动作过程： 隔离开关动作过程：
第五章
1、接触网的主要形式由哪些？
2、牵引网由哪些部分组成？ 包括接触网、钢轨、回流导线以及牵引变电所至接触网的馈电线。
6、接触悬挂有哪些类型？包括哪几部分？ 简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。
包括接触线、承力索、吊弦、补偿装置、悬挂零件及中心锚结等元件
7、定位装置的作用是什么？
把接触线进行横向定位， 使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内， 保证良好受流， 并承担接触线的水平负荷，将其传递给腕臂。
8、补偿装置的作用是什么？ 补偿线索内的张力变化，使张力保持恒定。
由变压器断路器开关设备母线等及其连接的导线所组成的接受和分配的电能由变压器断路器开关设备母线等及其连接的导线所组成的接受和分配的电能由变压器断路器开关设备母线等及其连接的导线所组成的接受和分配的电能的电路的电路的电路桥臂至于断路器内适用于输电线路较长线路故障故桥臂至于断路器内适用于输电线路较长线路故障故桥臂至于断路器内适用于输电线路较长线路故障故无母线无母线无母线障率高穿越功率少和变压器不需要经常改变运行方式障率高穿越功率少和变压器不需要经常改变运行方式障率高穿越功率少和变压器不需要经常改变运行方式和外桥相反和外桥相反和外桥相反不分段不分段不分段分段分段分段母线母线母线单母线单母线单母线带旁母分段带旁母分段带旁母分段不分段不分段不分段双母线双母线双母线分段分段分段图见书p83p83p83的作用是将城市电网的高压的作用是将城市电网的高压的作用是将城市电网的高压110110110kvkvkv或220220220kvkvkv电能降压后以相应的电压等电能降压后以相应的电压等电能降压后以相应的电压等级35kv35kv35kv或lokvlokvlokv分别供给牵引变电所和降压变电所
第二章电力系统基本知识
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电气主接线图的基本元素
2023/3/24
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电气主接线图的基本元素
2023/3/24
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三、变、配电所常用的电气主接线
对主接线的基本要求：
1. 满足用电要求； 2. 接线简单； 3. 运行经济、可靠； 4. 操作方便、运行灵活； 5. 设备选择合理； 6. 便于维护检修； 7. 故障处理能保证安全；
方法：增加发电机输出有功，拉路限电，维持整个电力系统有 功平衡
2023/3/24
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二 波形
谐波畸变率：反映电力谐波的一个量
DFU
U n 2
n2
U1
Un-----------第n次谐波电压有效值 V； U1------------基波电压有效值 V。
交流电波形是严格的正弦波，电网谐波的产生，主要在于电 力系统中存在各种非线性元件。
（1-1）
❖ 式中：U--------检测点上电压实际值(V);
❖
UN-------检测点电网电压的额定值（V）。
❖ 我国国家标准规定电压偏差的允许值为：
❖ 1）35kV及以上供电电压正负偏差之和不超过标称电压的±5%；
❖ 2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%；
❖ 3）220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7%、-10%。
第二章电力系统基本知识
第一节 电力系统概述
❖ 由发电、输电、变电、配电和用电组成的整体称为电 力系统。电力系统中的输电、变电、配电三个部分称为 电力网。
❖ 电力网是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电 所连接而成的网络。
❖ 输电网是以高压甚至超高压电压将发电厂、变电所或 变电所之间连接起来的输电网络，所以又称为电力网中 的主网架。
动车组装备第二章第一节动车组配电系统
对于视频配线和电话配线，应远离电力主线以 便防止交流电杂波的干扰。
5
第二章 动车组辅助供电系统
配电系统的组成 为了沟通全列车的电力和信息，每一辆车
器（ACK1）和牵引变压器油泵电机GRT向GR3及NVR1供电。 ② 704、705线系统（AC400V、50Hz） 采用交流接触器（ACK1）将牵引变压器的三次侧作为动车组
（3辆、2辆、3辆）三次电源。 该电源是供空调、辅助电源装置、电动空气压缩机、换气装
置、各电动送风装置的电源。 ③ 771、781、791线系统（AC400V、3相、50Hz） 三相交流400V贯通线。
蔽体。
13
第二章 动车组辅助供电系统
电路说明名称，包括六部分
1 Car (A, B, C) 车厢（A、B、C）
2 车辆位置部分
6 第五组仪器
3 设备
4 第三组仪器
5 第四组仪器
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第二章 动车组辅助供电系统
位置说明 1.U6.K1.1.8
1.R. 1.H.
1.C.
1.P.
2.R. 2.H.
2.P.
要详细划分时采用序号： • 车顶按机械边界划分为13个部分，各个部分名
称为H1-H13。乘客区域也分解为更小的部分， 命名为P1到P3。
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第二章 动车组辅助供电系统
电路设备功能
• 功能项名称包括数字和字母两组，以圆 点分隔( . ).
• 第一组，包括两个数字，显示该项所属 系统，且被称为系统名称。
由于制动设定器手柄接通，105线接通，M2车的BVR动作，通过 BVR接点接通，BAtK1动作，103线被接通。此外，即使断开制动 设定器手柄，若VCB接通时，由于BatK1继续动作，103线仍处于 接通状态。
煤矿电工学第二章煤矿供电系统全解
配 电 装 置
QS QF QS
QS QF QS QS QF QS QS QS QF QS
MB QS QF QS 系统
QS
QF
QS
QS
QS
QF
QS
QS
QF
QS
QS
QF
QS
QS QS QF QS
QF
QS QS QF QS
配 电 装 置
配电装置
1.1.2 供电系统结线 合理的供电系统结线方式选择的决定因素 (从用电户对供电系统的基本要求考虑）： • 1）用电户对供电可靠性要求的影响； • 2）电压高低的影响； • 3）负荷大小的影响； • 4）负荷数目的影响； • 5）负荷位置的影响
（1）直接树干式接线方式
WB QF
T 变电所
用户1 用户2 用户3 用电设备 用电设备
• 为提高干式接线的可靠性，各用户采用进、出线
均装隔离开关的方式引接分支线，形成串联型树
干式接线，也称为链串型树干式接线。 • 这种接线又分为单回路树干式和双回路树干式2种 单回路树干式接线 这种接线在每个用户的进、出线上均装有隔离开关 QS。当干线上N点发生故障时，干线总开关QF将 跳闸。
T 西翼采区 备 用 变流 主 设备 水 泵 主 变流 水 设备 泵
T 东翼采区 SL7 6/0.4 井底 车场 低压 动力 KSGZY 6/0.69 ～1.14 工作面配电点
井底 车场 低压 动力
采区变电所 KSGB K/Y12 6/0.69 工作面配电点
•对矿层埋藏不深（距地表100～200m内）的 情况，处于经济和运行方便的考虑，一般采用 浅井供电系统。 1）特征：*采区用电是从地面向井下钻眼来提 供的。 2）一般模式：依据用电情况和井深，从供电 的技术经济合理考虑有三种模式 （1）对于采区距井底车场较远（>2km）、 井下负荷小、涌水量不大的矿井，可经架空线 路，将6～10kV高压电由地面变电所送至与采 区位置相应的地面变电亭，再降压至380或 660V，再沿钻眼送至井下采区变电所。（高 压电能不下井）
城轨供变电技术 第二章
第二章城市轨道交通外部供电系统【问题导入】城市轨道交通需要从城市电网取得外部电源，城市轨道交通供电系统可以简单地分为外部电源与内部系统。
城市轨道交通对外部电源有何要求？城轨的外部电源通过什么方式对城市轨道交通供电？城轨供电系统对城市电网有何影响呢？【教学目标】1.了解城轨供电系统的外部电源系统的组成。
2.了解城轨供电系统对外部电源的要求。
3.掌握外部电源对城轨供电系统供电的几种方式的特点4.了解主变电所的作用、主要设备，了解主变电所的输电方式。
5.了解中压网路的电压等级和构成形式。
第一节外部电源城市轨道交通供电系统的外部电源供电系统就是为城轨供电系统的主变电所或电源开闭所提供电能的外部城市电网电源供电系统。
图2-1为城市轨道交通外部电源和牵引供电系统的连接图。
59二＞671oO图2-1城市轨道交通外部电源与牵引供电系统的连接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-走行轨9-回流线一.城市轨道交通对外部电源的要求1.两路独立的进线电源城市轨道交通作为城市电网的重要电力用户，属于一级用电负荷。
城市轨道交通供电系统的主变电所（或电源开闭所）要求有两路独立的进线电源，这两路电源可以来自城市电网的不同变电所，也可来自城市电网的同一变电所的不同母线。
主变电所进线电源应至少有一路为专线电源。
2.每路进线电源的容量应满足所内全部一、二级负荷的要求。
3.两路电源应分列运行，互为备用，当一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到损坏，由另一路电源保证对城轨供电系统供电。
4.为了便于运营管理和减少损耗，外部电源点应尽可能地靠近城市轨道交通线路。
二.外部电源系统的组成外部电源系统由发电厂、电力网组成，而电力网由各种电压等级的输、配电线路和变（配）电站（所）组成。
发电厂（站）是电能的来源。
按其利用的能源的不同可以分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂以及风力、地热、太阳能和潮汐发电厂等等。
第二章 电力系统基本知识(答案)
第二章电力系统基本知识一、单项选择题1、电力系统是由（A）组成的整体。
A. 发电厂、输配电线路、变配电所和用电单位B. 发电厂、输配电线路、变配电所C. 发电厂、输配电线路、变配电所和用电单位D. 发电厂、变配电所和用电单位2、发电厂与用电负荷中心相距较远，为了减少网络损耗，所以必须建设（B）、高压、超高压输电线路，将电能从发电厂远距离输送到负荷中心。
A. 降压变电所B. 升压变电所C. 中压变电所D. 低压变电所3、交流高压输电网一般指110KV、（D ）电网。
A. 10KVB. 20KVC. 35KVD. 220KV4、高压配电网一般指（C ）、110KV及以上电压等级的配电网。
A. 10KVB. 20KVC. 35KVD. 480V5、电力生产的特点是（A）、集中性、适用性、先行性。
A. 同时性B.广泛性C.统一性D. 不定性6、在负荷不变的情况下配电系统电压等级由10KV提高到20KV，功率损耗降低至原来的（D）。
A. 10％B. 15％C. 20％D. 25％7、对于电力系统来说。
峰谷差越（A），用电越趋于合理。
A. 小B. 大C. 稳定D.不变8、发电厂、电网经一次投资建成之后，它就可以随时运行，电能（A）时间、地点、空间、气温、风雨、场地的限制，与其他能源相比最清洁、无污染，对人类环境无害的能源。
A.不受或很少受B. 很受C. 非常受D.从来不受9、下列各项，一般情况下属于一类用电负荷的是（B）。
A. 农村照明用电B. 中断供电时将造成人身伤亡C. 市政照明用电D. 小企业动力用电10、一类负荷重的特别重要负荷，除由（B）独立电源供电外、还应增设应急电源，并不准将其他负荷接入应急供电系统。
A.一个B. 两个C. 三个D.四个11、（A）是电力网中线路连接点，是用以变换电压、交换功率和汇集分配电能的设施。
A. 变、配电所B. 发电厂C. 输电线路D. 配电线路12、按变电所在电力系统中的位置、作用及其特点划分，变电所的主要类型有枢纽变电所、区域变电所、地区变电所、（A）地下变电所和无人值班变电所等。
轨道交通供电2 外部供电系统
三、电源外线的一般设计原则
4、对于电缆线路，引至同一电源变电所的两回电源线路应 敷设在不同的电缆通路或同一通路的不同支架和管道内。 5、电缆（架空线）导体的输送容量，应根据主变压器容量 确定。
6、电缆（架空线）线路工程设计应考虑当地气象条件。
7、电缆（架空线）的技术条件应满足运行要求。 8、电缆型式及导线截面积的计算应根据不同环境温度、敷 设方式下的载流量等确定。 9、电缆金属外护套的感应电压应满足《电力工程电缆设计 规范》(GB50217)的相关要求。
内部供电系统 动力照明供电系统 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。 牵引供电系统
二、城轨交通供电系统的电源电压等级
2、集中式供电对外部电源电压等级的要求：
① 集中式供电要求从城网引进高压电源。
② 谐波影响各种电气设备的正常工作 ③ 谐波使电网中的电容器产生谐振。
④ 谐波对附近的通信系统产生干扰。
四、谐波及其治理
3、谐波的治理
① 增加牵引整流机组的脉波数。
② 安装滤波装置或谐波补偿装置。 ③ 谐波补偿装置。
④ 荧光灯。
2.2 外部供电方式
一、集中供电
二、分散供电
三、混合供电 四、三种电源供电方案的比较
三、电源外线的一般设计原则
10、电缆（架空线）线路应满足防雷要求。 11、电缆（架空线）线路应满足防震要求。 12、电缆线路应满足防蚁要求。 13、电缆线路应满足防火要求。
14、电缆在主变电所外敷设时，可以采用随道内、电缆沟、
直埋、穿管等方式。 15、电缆在主变电所内敷设时，可以采用电缆支架等方式。
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
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图2-3 集中式供电方式示意图
第一节 外部电源
2.分散式供电方式 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。
第一节 外部电源
五、谐波及其治理 1.谐波及其产生 在理想的干净供电系统中，电流和电压都是 正弦波的。在只含线性元件(电阻、电感及电 容)的简单电路里，流过的电流与施加的电压 成正比，流过的电流是正弦波。 在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于 电流流经非线性负荷（如变压器、电子开关等） 时，电流与所加的电压不呈线性关系而造成波 形畸变，形成非正弦电流，即电路中有谐波产 生。
区域变电所
10kV
10kV
10kV
10kV
10kV
10kV
10kV
牵引或降压变电所
图2-4 分散式供电方式示意图
第一节 外部电源
3.混合式供电方式 混合式供电方式是将分散式与集中式相结合的供电方
式 。采用集中式供电方式时，在主变电所设置一定的
情况下，若线路末端中压网络压降不能满足要求，则可 从城市电网引入中压电源作为补充，这就构成了以集中 式供电方式为主的混合式供电方式。
第一节 外部电源
一、城市轨道交通对外部电源的要求 1）两路独立的进线电源。这两路电源可以来自城市电 网的不同变电所，也可来自城市电网的同一变电所的 不同母线。主变电所进线电源应至少有一路为专线电 源。 2）每路进线电源的容量应满足所内全部一、二级负荷 的要求。 3）两路电源应分列运行，互为备用，当一路电源发生 故障时，另一路电源不应同时受到损坏，由另一路电 源保证对城轨供电系统供电。 4）为了便于运营管理和减少损耗，外部电源点应尽可 能地靠近城市轨道交通线路。
图2-5 混合式供电方式示意图
第一节 外部电源
四、外部电源对城市轨道交通供电的电压等级 采用集中式供电方式的城市轨道交通供电
系统，目前外部电源的电压等级一般为AC110Kv或 AC63Kv，其中AC63Kv电压为东北电网所特有。
采用分散式供电方式的城市轨道交通供电 系统，外部电源电压等级应与城市电网电压等级 一致。目前根据城市电网的情况，外部电源的电 压等级有AC35Kv和AC10Kv两种。由于AC35Kv这一 电压等级在各大城市电网中将逐渐被AC110Kv取代， 所以一般都采用AC10Kv的电压等级。
牵引供电系统是城市轨道交通供电系统的主要谐波源。其 中采用的牵引整流机组的容量、整流相数、接线方式等对正弦 波形的畸变程度有较大的影响。
除牵引供电系统产生谐波外，动力照明系统也会产生谐波。 动力照明系统的主要谐波源有变频器、荧光灯、高压气体放电 灯、计算机、软启动装置、电容器。
第一节 外部电源
2.谐波的危害
第一节 外部电源
当电力系统向非线性负荷供电时，这些负荷在传递、变换、 吸收系统发电机所供给的能量的同时，又把部分能量转换为谐 波能量，向电力系统倒送大量的高次谐波，使电力系统的正弦 波形发生畸变，使电能质量降低。
城市轨道交通供电系统中的谐波源主要为电子开关型，即 城市轨道交通中广泛使用的各种交直流换流装置（整流器、逆 变器）以及双向晶闸管可控开关设备。
第一节 外部电源
六、无功功率及其补偿
城市轨道交通中包含了大量的自然功率因数较低的 用电设备，如动力设备的功率因数一般为0.8左右，荧 光灯等气体放电灯的功率因数则只有0.5。这些设备的 存在使得供电系统的功率因数较低，就会增大供电线 路和设备的能量损耗，使供电设备的利用率较低，因 此必需进行适当的无功补偿。
城轨供电系统中无功功率主要来源于感性负载（如 异步电动机、变压器、荧光灯等）。另外，电力系统 中的电抗器和架空线等也消耗一定无功功率；电力电 子装置等非线性装置也要消耗无功功率，这些装置工 作时也会产生大量的谐波电流，谐波源都是要消耗无 功功率的。
第一节方面： 1）供电线路中增加了无功功率的有功损耗， 导致变送电设备、供电线路、用电设备发热程 度加重。 2）无功电流在供电线路上产生的电压降，导 致线路末端的输出电压降低，致使用电设备的 实际输出功率降低。 3）变送电设备的负荷容量一定，增加了无功 容量Q，则有功输出容量P降低。 4）电网中的电流与电压的相位不同相，产生 较为严重的谐波分量，导致供电网络电压不稳 定和谐波干扰增大。
第一节 外部电源
二、外部电源系统的组成 由发电厂、电力网组成，而电力网由各种电压等级的
输、配电线路和变（配）电站（所）组成。
图2-2 采用集中供电方式的城市电网外部供电系统和牵引供电系统
第一节 外部电源
三、外部电源对城市轨道交通的供电方式 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，即集中式供电方式、分散式电方式、分散与集 中相结合的混合式供电方式。
谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以 下几个方面： 1）谐波对供电线路产生了附加损耗，加大了 电力运行成本； 2）谐波降低了供电可靠性，影响各种电气设 备的正常工作； 3）谐波使电网中的电容器产生谐振，容易引 发供电事故； 4）谐波对附近的通信系统产生干扰，影响通 信系统的正常工作。
第一节 外部电源
第二章 城市轨道交通的外部供电系统
第一节 外部电源
城市轨道交通供电系统的外部电源供电系统就是为城 轨供电系统的主变电所或电源开闭所提供电能的外部 城市电网电源供电系统。图2-1为城市轨道交通外部电 源和牵引供电系统的连接图。
图2-1 城市轨道交通外部电源与牵引供电系统的连接 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-走行轨 9-回流线
3.谐波的治理 谐波治理属于综合性工程。首先限制谐波源头，采取 必要的技术措施将谐波含量降到最小，其次采取辅助 措施，降低谐波的影响。 1）限制电网谐波源头 限制电网谐波源头的主要措施 有增加牵引整流机组的脉波数和安装滤波装置或谐波 补偿装置等。
2）其他辅助措施 除了对谐波源的限制以外还可以采 取选用D，Y11接线组别的三相配电变压器、将产生谐 波的供电线路和对谐波敏感的供电线路分开的方法来 降低谐波的影响。