城市轨道交通单端供电系统
《城市轨道交通供电系统》课件—01概述
牵牵引引网网 系系统统
接触网：一种悬挂在轨道上方沿轨道敷设的输电网。通过机车的受电弓和接触网 滑动接触，将牵引电能由接触网引入机车，驱动牵引电动机使列车运行
钢轨:列车行走时,利用走行轨作为牵引 电流回流至牵引变电所的电路
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回流线:连接轨道和牵引变电所的导线， 供牵引电流返回牵引变电所
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
直流牵引地下杂散电流示意图
6.4 杂散电流 腐蚀机理<1>
电化学腐蚀当金属被放置在水溶液中或 潮湿的大气中，金属表面会形成一种微 电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴 、阳极，不叫正、负极)。 即电极电位较低的金属铁失去电子被氧化 变成金属离子，同时金属周围介质中电 极电位较高的去极化剂，如金属离子或 非金属离子得到电子被还原。
区别：跟随所、降压变电所、牵引变电所、混合 所、主变电所？
牵引降压混合变电所
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
城市轨道交通供电系统的负荷等级共分为三个：
（1）地下铁道重要的电力用户如车站站厅和站台层的事故救援及照明、 电动车辆、通信、信号、防灾装置为一级负荷；一级负荷规定有两路独 立的电源双边供电，当任何一路电源发生故障中断供电时，另一路应能
保证一级负荷的全部用电；
（2）车站站厅和站台层的一般照明、设备及管理用房照明、出入口照明、 一般风机、直升电梯、自动扶梯为二级负荷；
（3）车站内广告照明、空调、冷水机组及配套设备、电热设备、清洁机 械设备等为三级负荷。
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。
城市轨道交通供电系统
分散供电方式
混合式供电
• 将前两种供电方式结合起来;一般以集中式 供电为主，个别地段引入城市电网电源作 为集中式供电的补充，使供电系统更加完 善和可靠 这种方式称为混合式供电。地铁 一线和环线 建设中的武汉轨道交通工程、 青岛地铁南北线工程等即为混合式供电方 案。
混合供电方式
五 供电系统——中压网络
中压网络属性
• 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 的位置及数量、牵引变电所及降压变电所 的位置与数量、牵引变电所与降压变电所 的主接线等。
应用
• 国内既有城市轨道交通的中压网络电压等级采用 了35kV若采用国外设备则是33kV或10kV 地铁 天 津地铁、长春轨道交通环线一期工程、大连快速 轨道交通3号线的中压网络为10kV；地铁1、2号 线的牵引网络采用了33kV;动力照明网络采用了 10kV；地铁明珠线的牵引网络采用了35kV，动力 照明网络采用了10kV；地铁1、2号线采用了 33kV的牵引动力照明混合网络；南京地铁南北线 一期工程、地铁采用了35kV的牵引动力照明混合 网络；武汉轨道交通一期工程、重庆轨道交通较 新线工程采用了10kV的牵引动力照明混合网络。
• 2经常处在动态运行状态中
• 和一般的电力线路只在两点间固定传输电能的作 用不同;在接触网下沿线有许多电动车组告诉运动 取流 电动车组受电弓（或受流器）以对接触网一 定的压力和速度与接触网接触摩擦运行，通过接 触网的电流很大。运行中不可避免地会产生受电 弓离线而引起电弧，再加上在露天区段还要承受 风 雾、雨、雪及大气污染的作用，使接触网昼夜 不停的处在振动、摩擦、电弧、污染、伸缩的动 态运行之中。这些因素对接触网各种线索、零件 都产生恶劣影响，使其发生故障的可能性较一般 电力线路的概率要大得多。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析城市轨道交通供电系统是指为城市中的地铁、轻轨等轨道交通提供电力的系统。
这个供电系统的设计和技术对于轨道交通运营的安全、效率和可靠性具有重要影响。
以下是对城市轨道交通供电系统及电力技术的分析。
城市轨道交通供电系统的主要组成部分包括接触网、架空线路、变电所和地铁车辆等。
接触网是用于传输电能的装置，通过供电车辆与接触网的接触来获取所需的电能。
架空线路则用于连接接触网和变电所，将电能传输到需要的地方。
变电所则是将高压电能转变为供给轨道交通车辆使用的低压电能的设施。
城市轨道交通供电系统中的电力技术主要包括直流供电和交流供电。
直流供电是一种较为常见的供电方式，具有电压稳定、可控性强和传输损耗小等优点。
而交流供电则可以利用交流输电网的优势，实现供电设备之间的互联互通，但其传输损耗较大。
根据轨道交通对供电系统的需求和实际情况，选择适合的电力技术非常重要。
为了确保城市轨道交通供电系统的稳定和安全，需要对供电系统进行合理的规划和设计，并进行定期的维护和检修。
供电系统的规划应该考虑到轨道交通线路的长度、车辆数量和载荷等因素，以确定合适的供电容量和线路布置。
而供电系统的维护和检修工作则需要对接触网、架空线路和变电所等设备进行定期巡检、清理和维修，以确保设备的正常运行。
电力技术的发展对于城市轨道交通供电系统也产生了重要影响。
新的电力技术可以提高供电系统的效率和可靠性，降低能耗和成本。
智能化的变电所可以通过自动化管理系统实现电能的实时监测和控制，提高供电系统的运行效率和稳定性。
新的电力技术还可以提供更加环保和可持续的供电方案，例如利用可再生能源以减少对传统能源的依赖。
城市轨道交通供电系统
通过吊弦悬挂在承力索的悬挂成为链形悬挂，相比简单悬挂来 说性能优越，但是结构复杂，投资大，施工维修都比较困难。
刚行悬挂：
又叫做刚性接触网，由于地铁隧道供电导线上方空间有限，链 形悬挂一般采取冷拉电解铜接触线。
柔性接触网 由柔性线索构成接触悬挂部分，
接触网形式 架空接触网刚性接触网
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—走形轨；9—回流线。
城市轨道交通供电系统
外部电源 主变电所
牵引供电系统
牵引变电所
牵引网
动力照明系统
电力监控系统
降压变电所
动力照明
城市轨道交通供电系统的作用
发电厂（站）：城市电网发出的电能的中心； 升压变压器：发电厂的发电机发出的电能，要先经过升压变
避雷器：
防止雷电波损坏电气设备绝缘的保护电气；
整流器：
用于与牵引变压器组合为变压整流的变换装置；
主变电所
采用集中式供电，需要在轨道沿线设置主变电所，对来自城 市电网的高压进行降压。
主变电所承担向城市轨道交通全线提供电能的任务
主变电所的组成
至少两台变压器 有开路电路的开关、汇集电流的母线、计算和控制互感
压器升高电压； 电力网：将高压电流通过三相传输线输送到主变电所或区域
变电所； 主变电所：将来自城市电网的高压交流电经过降压转变为轨
道交通系统中压交流电； 直流牵引变电所：将中压交流电整流为轨道交通系统规定的
直流电能； 馈电线：将牵引变电所的直流电送到接触网上
城市轨道交通供电系统的作用
接触网：沿车辆走行轨假设的特殊供电线路，轨道车辆通过 受流器与接触网直接接触获得电能；
城市轨道交通供电系统城市轨道交通概论
城市轨道交通供电系统城市轨道交通概论城市轨道交通供电系统是指为城市轨道交通（如地铁、轻轨等）提供电力的系统。
它是城市轨道交通运营的重要组成部分，直接关系到城市轨道交通的安全、稳定和高效运行。
城市轨道交通供电系统主要包括供电系统结构、供电方式、供电设备和供电管理等几个方面。
首先，城市轨道交通供电系统的结构主要分为集中式供电和分布式供电两种形式。
集中式供电是指将电力从电网供应给城市轨道交通线路，通过变电所进行电能转换和配电。
分布式供电是指将电力直接供应给城市轨道交通线路，不通过变电所进行中间转换。
其次，城市轨道交通供电系统的供电方式主要有直流供电和交流供电两种形式。
直流供电是将电力以直流形式供应给城市轨道交通线路，其中常见的有三轨供电和四轨供电两种形式。
交流供电是将电力以交流形式供应给城市轨道交通线路，其中常见的有接触网供电和无接触网供电两种形式。
再次，城市轨道交通供电系统的供电设备包括变电所、牵引变压器、接触网或四轨导线和车辆供电设备等。
变电所是供电系统的核心设备，负责将电力从电网转换成适合轨道交通运营的电能。
牵引变压器则将变电所输出的电能转换成适合轨道交通车辆牵引的电能。
接触网或四轨导线是将电能从供电系统传输到运行线路上的设备，通过接触网或四轨导线与车辆上的集电装置接触，实现车辆的供电。
车辆供电设备则是车辆上的设备，负责将来自接触网或四轨导线的电能传输到车辆的牵引装置。
最后，城市轨道交通供电系统的供电管理是保障系统正常运行的重要环节。
供电管理包括供电调度、供电维护、供电检修和故障处理等多个方面。
供电调度负责根据运行情况合理调配供电能力，确保供电系统能满足轨道交通的需求。
供电维护负责对供电设备进行定期维护，确保设备的正常运行和使用寿命。
供电检修则是对供电设备进行故障排除和修复，及时处理供电系统的故障。
故障处理则是在供电系统故障发生时，采取相应措施，保障城市轨道交通的正常运行。
综上所述，城市轨道交通供电系统是为城市轨道交通提供电力的系统，它的结构、方式、设备和管理等方面都对轨道交通的运行质量和效率有着重要影响。
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
城市轨道交通供电系统概述城市轨道交通供电系统是城市轨道交通运营的重要基础设施之一。
它负责为城市的地铁、轻轨等轨道交通提供稳定可靠的电力供应。
供电系统的设计与运营对于轨道交通系统的正常运行和乘客的出行安全至关重要。
本文将重点介绍城市轨道交通供电系统的组成和原理、供电方式以及相关设备和技术等内容。
组成和原理城市轨道交通供电系统主要由以下几个组成部分组成：电源系统是城市轨道交通供电系统的核心组成部分，负责为整个供电系统提供稳定的电力。
常见的电源系统包括接触网供电系统和第三轨供电系统。
•接触网供电系统：通过架设在轨道上方的接触网，通过配电设备提供电力给列车供电。
•第三轨供电系统：在轨道的一侧或两侧铺设一根导电轨，列车通过集电装置与导电轨接触，实现电能传递。
2. 配电系统配电系统负责将电源系统提供的电能，在整个轨道交通线路上进行合理分配。
配电系统通常包括变电站、变压器、开关设备等，在供电过程中起到调节电能和保护设备的作用。
线路系统是城市轨道交通供电系统的输电线路，包括主干线、支线和馈电线等。
这些线路通过导线将电能输送到不同的供电区域，确保整个供电系统的稳定性和可靠性。
4. 集电装置集电装置是连接列车和供电系统的关键设备，由于列车在运行过程中需要实时获得电力供应，因此集电装置可以通过与接触网或第三轨建立导电接触来获取电能，并将其传送到列车的牵引设备中。
供电方式根据城市轨道交通供电系统的不同设计和实际情况，可以有以下几种常见的供电方式：1.直供直流供电方式（常用于地铁）：以直流电方式供电，电压较高，通常为600V、750V或1500V，通过第三轨或接触网提供电能。
2.直供交流供电方式（常用于轻轨）：以交流电方式供电，电压较低，通常为380V或750V，通过接触网提供电能。
3.高速铁路供电方式：通常使用交流电方式供电，电压较高，通常为25kV，通过接触网提供电能。
相关设备和技术城市轨道交通供电系统涉及到的设备和技术非常多样化，其中一些关键的设备和技术包括：•变电站：用于将电网的高压电能转换为供电系统所需的低压电能。
城市轨道交通供电系统详介
4降压变电所的功能
动力变和400V开关柜
动力变和400V开关柜
电力监控系统由综合监控系统电力调度端 变电所综合自动化子系统及通信通道三部分组成 1变电所综合自动化子系统主要功能： 继电保护、自动装置和测量功能 ◆控制功能 ◆信号功能 ◆测量功能 ◆所内通信功能 ◆远程通信功能 ◆网络管理功能等 （2）电力调度端实现的功能 ◆传统的四遥等功能 ◆数据前置处理、数据转发功能
7 供电车间的构成及功能
2供电车间的功能： ①负责牵引降压混合变电所 降压变电所内供电设备的运行管理和检修、检测工作 负责本线接触网的日常维护检修。负责电力监控设备的维护检测工作。 ②负责35kV交流电缆和1500V直流电缆的维护、检测、试验工作。 ③负责主变电站设备的运行管理、现场维修和预防性试验工作;其110kV设备的大修建议委托地方电力部门进行。 ④负责地铁杂散电流防护设备的检修测试。 ⑤负责动力照明线路的维护检修。
给车辆提供直流牵引供电的牵引变电所和接触网
给动力和照明负荷供电的降压变电所和跟随所
对供电系统内设施 设备实施监控的电力监控系统
限制和监测杂散电流的杂散电流防护系统以及综合接地系统
供电设施的运行管理 维修、测试和抢修供电车间
1 供电系统的组成
轨道交通牵引供电系统构成示意图
1电源系统的功能
主变电站将城市电网的高压110kV电能降压后以相应的电压等级（35/33kV或10kV）分别供给牵引变电所和降压变电所 为保证供电的可靠性;一条线一般设置两座或两座以上的主变电站。
2 中压网络方案及电压等级选择
不同电压等级的中压供电网络的比较
2 中压网络方案及电压等级选择
序号
项目
35KV
20KV
城市轨道交通供电系统—供电系统概述
2.供电系统的构成
外部高压供电系统是城市电网对城市轨道交通系统内部的主变电 所供电的系统，有三种供电方式：
（1）集中式 （2）分散式 （3）混合式
2.供电系统的构成
2.1外部高压供电系统
2.1.1分散式供电 在城市轨道交通线路沿线直接从城市电网引入多路电源，电源电压等
级一般为10 kV，供给各牵引变电所。 分散式供电应保证每座牵引变电所和降压变电所皆能获得双路电源。
)，输送至牵引变电所和降压变电所。
主变电所具有
的AC 110 kV电源。
2.供电系统的构成
2.1外部高压供电系统
2.1.1 混合式供电 前两种供电方式的结合，以集中式供电为主，个别地段引入城市电
网电源作为集中式供电的补充。
2.供电系统的构成
2.2 牵引供电系统
牵引供电系统供给电动列车运行的电能。 电能
2.供电系统的构成
2.3 动力照明供电系统
（2）配电所（室）：仅起到电能分配作用，将来自降压变电所的380 V或220 V交流电 分别供给动力设备或照明设备；各配电所（室）对本车站及两侧区间动力和照明等设备 配电。
2.供电系统的构成
2.3 动力照明供电系统
（3）配电线路：配电所（室）与用电设备之间的连接线路。
（1）列车运行；
（2）运营辅助服务（为运营服务的辅助设施包括照明、通风、空 调、排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等）。
两方面的供电。
1.供电系统的供电过程
1.供电系统的供电过程
城市电网电源 主变电所
牵引变电所
降压变电所
牵引供电系统
动力照明供电系统
地铁列车牵引供电 地铁机电设备、照明设备供电
.降压及动力配电
城市轨道交通供电系统
供电系统
城市轨道交通供电系统
1.3.1城市轨道交通供电系统的供电制式
城市轨道交通供电系统由变电所、接触网（接触轨）和回流网三部分构成。变电所通过接 触网（接触轨），由车辆受电器向电动客车馈送电能，回流网是牵引电流返回变电所的导体。
供电系统的供电制式主要指电流制式、电压等级和馈电方式。目前，城市轨道交通的直 流牵引电压等级有DC 600 V、DC 750 V和DC 1 500 V等多种。我国国家标准《城市轨道交 通直流牵引供电系统》（GB/T 10411—2005）规定了DC 750 V和DC 1 500 V两种电压制式。 供电系统的馈电方式分为架空接触网和接触轨两种。其中，电压制式和馈电方式是密不可分的。 一般架空接触网馈电方式电压等级采用DC 1 500 V，接触轨馈电方式电压等级主要采用DC 750 V，但有向DC 1 500 V发展的趋势。
1.3.2 城市轨道交通供电系统的组成
城市轨道交通作为城市交通看成一个重要用户。城市轨道交通供电系统由电源系统（城市电网、主变电所）、 牵引供电系统、动力照明供电系统和电力监控系统组成。其中，牵引供电系统包括牵引变 电所和牵引网两大部分，动力照明供电系统包括降压变电所与动力照明配电系统。
2. 牵引供电系统
城市轨道交通牵引供电系统如图1 3所示，各部分功能简述如下：图1 3城市轨道交通牵 引供电系统1—牵引变电所；2—馈电网；3—接触网；4—电动列车；5—钢轨；6—回流线； 7—电分段
2. 牵引供电系统
01
牵引变电所：供给城市轨道交通一定区域内牵引电能的变电所。
02
接触网：经过电动列车的受电器向电动列车供给电能的导电网。
在接触轨材料的选择上，国内已运行的城市轨道交通线路大多采用低碳钢轨；在国外，有 些城市轨道交通线路采用钢铝复合轨。与低碳钢轨相比，钢铝复合轨载流量大，可以减少牵引 变电所的数量，降低运营维修费用，减少运行损耗。现在，武汉轻轨和天津地铁均已采用该材 料。
城市轨道交通供电
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主编 李建民
第一节 城市轨道交通供电系统结构与要求
城市轨道交通供电系统主要由以下三部分构成：中压环网系统、牵引供电系统和低压供配电系统。 中压环网系统：城市轨道交通电力能量来源于所在城市的国家电力系统，它直接取自城市或区域电力网。城市轨道交通电力网供电系统就是指国家电力网以何种方式向城市轨道交通供电，结构是如何构成的。因此，城市电网或区域电力网的结构必将对城市轨道交通供电系统起着决定作用。 牵引供电系统：城市轨道交通供电系统的核心，负责向城市轨道交通车辆提供电能。主要作用是降压、整流和传输电能。 低压供配电系统：负责向信号设备、照明、通风、排水、制冷设备馈送电能。主要作用是降压、分配和传输电能。一般而言，它主要是负责向安全、保障设备供电。
一、电气主接线及其要求
可靠性 可靠性指保证在各种运行方式下，牵引负荷以及其他动力负荷供电的连续性，即保证不间断供电。牵引负荷是一级负荷，中断供电将造成重大的社会影响，对整个城市交通都会造成压力。因此连续的供电是对电气主接线的首要要求。不但如此，还要为用户提供符合要求的高质量的电能。除此之外，可靠性还体现在能够适应一定的环境变化，即要求在较恶劣的环境下，仍然能够正常工作。
图6-6 内桥形接线
图6-7 外桥形接线
二、常用的主接线形式
桥形接线 内桥形接线仅需3台断路器，且线路操作方便。 在正常情况下，QDL断开，就变成线路变压器组接线方式。 变压器故障和进行合、分操作时，影响其他回路，操作较为繁琐。
二、常用的主接线形式
与内桥形接线一样，外桥形接线仅需3台断路器。 在正常情况下，外桥形接线QDL断开，就变成线路变压器组接线方式。 桥断路器检修时，两变压器需要解列运行。 变压器故障和进行合、分操作时，不影响其他回路。
城市轨道交通供电系统概述
源(如110kV、)，经主变电站进行电压转换，将外部电源降压(如35kV
或10kV)后，由主变电站集中向牵引变电所和降压变电所供电的外部
电源引入模式。
(2)分散式供电
是相对于集中式供电而言的，是指轨道交通不
设主变电站，由沿线城市变电站直接向牵引变电所和降压变电所提供
中压(35kV或10kV)电源的供电模式。
一、电力牵引制式种类
1.牵引制式概述
电力牵引制式是指牵引供电系统向电动车组或电力机车供电所提
供的电流和电压的制式。目前电力牵引制式按电流分，有直流制
式和交流制式；按相数分，有单相和三相。
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一、电力牵引制式种类
2.馈电方式、牵引制式与受流方式
架空式适合所有不同的牵引制式。
(1)架空式
(2)第三轨
输电线路是向用户传输电能的通道，一般来说其电压较高，即
采用高压传输，其特点是线路较长，覆盖区域广。配电线路是
向用户分配电能的通道，其电压相对较低，也就是通常说的低
压配电线路，其特点是线路较短。由此可见，不同的电网，其
电压等级也不一样。
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一、城市轨道交通供电系统概况
(1)集中式供电
指轨道交通从城市电网引入较高电压等级的电
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二、城市轨道交通供电系统结构
1.根据变电所供电接线方式划分
(1)环网供电 主变电所向沿线的所有牵引变电所和降压变电
所供电。
图1-3
双环网供电接线示意图
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二、城市轨道交通供电系统结构
(2)单边供电 当轨道线路沿线附近只有一侧有电源时，常采
用单边供电。
图1- 4
单边供电接线示意图
城市轨道交通单端供电系统
城市轨道交通单端供电系统学院：电气学院专业：电气工程及其自动化指导教师：***班级：BG1102姓名：学号设计时间：2014.12小组成员及分工：组长：文献检索：文档编辑：一·绪论二·城市轨道交通供电系统1.城市轨道交通供电系统的发展2.城市轨道交通供电系统的构成3.城市轨道交通供电系统的基本原理三·计算1.负荷计算2.短路计算四·器件选择五·小结随着我们国民经济迅速发展和城市交通量的增长，城市轨道交通作为一种新的交通运输工具在我国运用越来越广泛。
未来数年将是轨道交通发展的黄金时期。
而对轨道交通系统供电的研究，国内正处于初步摸索阶段。
城市轨道交通供电系统是城市铁路运输的重要组成部分，其可靠，安全是城市轨道交通系统运行的保证。
对供电系统进行设计，优化设计方案，提高设计效率，节省工程投资，减少运营成本，是供电系统的一种高效的设计方案，是供电系统理论和实践相结合的发展方向。
我国越来越多的城市修建城市轨道交通，城市轨道交通供电系统显示必要性与重要性。
国外城市轨道交通由于发展历程较长，各方面研究相对较为成熟，电力牵引用于轨道交通系统已有100多年的历史，随着经济和科学技术的不断发展，用于轨道交通的电力牵引方式有许多不同的制式出现。
这里所说的制式是指供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流和电压制式，如直流制或交流制、电压等级、交流制中的频率(工频或低频)以及交流制中是单相或三相等。
牵引对列车也有要求，大致分为三种，启动加速性能。
要求启动加速力大而且平稳，即恒定的大的启动力矩，便于列车快速平稳启动。
动力设备容最利用。
对列车的主要动力设备——牵引电动机的基本性能要求为：列车轻载时，运行速度可以高一些，而列车重载时运行速度可以低一些。
这样无论列车重载或轻载都可以达到牵引电动机容量的充分利用，因为列车的牵引力运行速度的乘积为其功率容量，这时近于常数调速性能，列车运输，特别是旅客运输，要求有不同的运行速度，即调速。
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城市轨道交通单端供电系统学院：电气学院专业：电气工程及其自动化指导教师：***班级：BG1102姓名：学号设计时间：2014.12小组成员及分工：组长：文献检索：文档编辑：一·绪论二·城市轨道交通供电系统1.城市轨道交通供电系统的发展2.城市轨道交通供电系统的构成3.城市轨道交通供电系统的基本原理三·计算1.负荷计算2.短路计算四·器件选择五·小结随着我们国民经济迅速发展和城市交通量的增长，城市轨道交通作为一种新的交通运输工具在我国运用越来越广泛。
未来数年将是轨道交通发展的黄金时期。
而对轨道交通系统供电的研究，国内正处于初步摸索阶段。
城市轨道交通供电系统是城市铁路运输的重要组成部分，其可靠，安全是城市轨道交通系统运行的保证。
对供电系统进行设计，优化设计方案，提高设计效率，节省工程投资，减少运营成本，是供电系统的一种高效的设计方案，是供电系统理论和实践相结合的发展方向。
我国越来越多的城市修建城市轨道交通，城市轨道交通供电系统显示必要性与重要性。
国外城市轨道交通由于发展历程较长，各方面研究相对较为成熟，电力牵引用于轨道交通系统已有100多年的历史，随着经济和科学技术的不断发展，用于轨道交通的电力牵引方式有许多不同的制式出现。
这里所说的制式是指供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流和电压制式，如直流制或交流制、电压等级、交流制中的频率(工频或低频)以及交流制中是单相或三相等。
牵引对列车也有要求，大致分为三种，启动加速性能。
要求启动加速力大而且平稳，即恒定的大的启动力矩，便于列车快速平稳启动。
动力设备容最利用。
对列车的主要动力设备——牵引电动机的基本性能要求为：列车轻载时，运行速度可以高一些，而列车重载时运行速度可以低一些。
这样无论列车重载或轻载都可以达到牵引电动机容量的充分利用，因为列车的牵引力运行速度的乘积为其功率容量，这时近于常数调速性能，列车运输，特别是旅客运输，要求有不同的运行速度，即调速。
在调述过程中既要达到变速，还要尽可能经济、=要有太大的能量损耗，同时还希望容易实现调速。
城市轨道交通供电系统1.城市轨道交通供电系统的发展我国的地铁建于1965年，目前，我国已经建成地铁的城市有北京，天津，上海，广州，香港等。
从20世纪50年代，我国开始筹建地铁，规划了北京地铁网络。
当时的地铁系统注重人防功能。
20世纪80年代至90年代，我国开始在上海，北京，天津城市建设地铁。
进入20世纪90年代，我国开始进入地铁建设高潮阶段。
2.城市轨道交通供电系统的构成城市轨道交通供电系统负责提供车辆和供电设备的动力电源，一般包括两大部分，一部分为高压供电系统，即城市电网；另一部分为城市轨道交通内部供电系统，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，无需单独建立电厂。
城市电网对轨道交通供电的供电方式有三种；集中供电，分散供电以及混合供电。
城市轨道交通内部供电系统由牵引供电系统和照明供电系统构成。
牵引供电系统中的牵引变电所将三相高压电流变成是和电动车辆应用的低压直流电。
馈电线再讲牵引变电所的直流电送到接触网，电动车辆通过其受流器与接触网的直接接触而获得电能。
动力照明系统提供车站和区间各类照明，扶梯，风机，水泵动力机械设备电源和通信，信号，自动化等设备电源，它由降压变电所和动力照明配电线路组成。
城市轨道交通供电系统组成如图由图中可以看出，城市电网对城市轨道交通主变电所供电，主变电所将高压电变成低压电传送给牵引变电所，在通过整流器件整流成低压直流电通过馈线输送给轨道列车。
我们此次课程设计主要对主变电所到牵引变电所这一块进行研究分析。
3.城市轨道交通供电系统的基本原理本次课设是对5号线的单端供电进行研究，本组成员通过实地考察和查阅资料得知5号线列车直流牵引电压为1500v，额定总功率为5000kw。
我们参考了1号线上海体育馆站的牵引系统，绘制出5号线牵引供电系统图。
从图上我们可以看到从变电所传输的110kv电压由两条母线传送给牵引变电所。
分别每条母线都经过115kv/33kv变压器，将110kv高压电变成30kv左右的中压电，再将30kv中压电分流给牵引变压器，分别每条母线分给4个，1个主线路，3个备用。
30kv中压分流后经由33kv/10kv变压器转化为10kv低压通过分流输送给11个站，最后通过站间变压整流器将10kv电压降压整流成1500v 直流牵引电供列车使用。
下图是接线图为了使设计的图投入实际应用，我们还设计了设备布置图，用于在实际施工中方便布置器件。
根据城市轨道交通的系统图，接线图和设备布置图，我们可以完整的将5号线轨道交通供电系统模拟出来并且投入到实际运用中。
计算城市轨道交通列车牵引电压单端通常为1500v直流电，牵引变电所消耗总的功率大约为5000kw。
1.负荷计算由实际可得变压器的功率因数，总线路损耗为5%，要求额定总功率为5000KW，则实际用功率5250KW，为防止紧急超载用电，每个主线用3000KW，则定总变电所功率为6000KW（可承受5000kw），主变侧电压为110KV，分为两个主线供电，主变电所变压器用115/33KV。
115/33kv变压器一次测：，其中，二次侧电流115/33kv二次侧电流分流成五路，一路接地保护，另四路接牵变分流后电流即33/10kv牵变一次侧分路后功率二次侧分配到每个站台，分别每个母线给六个站台供电，再由站间变压器10/1.2kv将10kv电压降压再经整流二四项整流成直流2.短路计算由于短路中三相短路最为严重，破坏性最强，则只计算三相短路，用欧姆法计算三相短路电流，断路器电压是短路电压的1.5倍，此电压为短路电压，主变压器，牵引变压器，站间变压器均外壳接地，即单相接地，由于是高压电路，，则忽略不计，则---- 短路计算点平均额定电压，比同级电压高5%----- 短路电路阻抗----- 短路电路电阻----- 短路电路阻抗根据国家电网专用技术规范标准，可得①变压器115/33KV的短路阻抗为10.5，②变压器33/10KV短路阻抗为17.5，③变压器10/1.2KV短路阻抗为6.5①变压器一次侧断路器①：则断路器①的型号为：KW—200/7，空气户外型额定电压200KV，额定电流7KA隔离开关①的型号为：GW—200/7，户外式隔离开关额定电压200KV，额定电流7KA接地开关①的型号为：JN—200/7，户内式接地开关额定电压200KV，额定电流7KA ①变压器二次侧分路前断路器②：则断路器②的型号为：ZN—50/2，户内真空型额定电压为50KV，额定电流为2KA ①变压器二次侧分路后即②变一次侧断路器③：则断路器③的型号为：ZN—50/2，户内真空型额定电压为50KV，额定电流为2KA ②变压器二次侧断路器④：则断路器④的型号为：LN—20/0.5，户内SF6型额定电压20KV，额定电流500A 接地开关②的型号为：JN—20/0.5，户内式接地开关额定电压20KV，额定电流500A②变压器二次侧分流后即站间变压器一次侧断路器⑤的型号为：LN—20/1，户内SF6型额定电压20KV，额定电流1KA接地开关③的型号为：JN—20/1，户内式接地开关额定电压20KV，额定电流1KA器件选择1.断路器1.1断路器介绍断路器（英文名称：circuit-breaker，circuit breaker）是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。
而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。
目前，已获得了广泛的应用。
断路器按其使用范围分为高压断路器，和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。
在现代社会，无论是工业、农业、交通运输、国防、文教卫生、金融、商业、旅游服务和人民生活等领域都离不开电。
电的产生、输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。
配电系统包括变压器和各种高低压电器设备，低压断路器则是一种使用量大面广的电器。
1.2断路器选择QF1，QF2用于保护城市电网至115/33kv变压器处线路为断路器①型KW—200/7，空气户外型额定电压200KV，额定电流7KA选择空气断路器的理由：SF6断路器怕水，不宜用于户外，真空断路器不能承受110KV高压。
QF3，QF4用于保护115/33kv变压器二次侧分流段线路为断路器②型ZN—50/2，户内真空型额定电压为50KV，额定电流为2KA QF5，QF6，QF7，QF8用于保护33/10kv变压器一次侧线路为断路器③型 ZN—50/2，户内真空型额定电压为50KV，额定电流为2KA QF12，QF13用于保护33/10kv变压器二次侧至分流段线路为断路器④型LN—20/0.5，户内SF6型额定电压20KV，额定电流500AQF14，QF15，QF16，QF17，QF18，QF19，QF20，QF21，QF22，QF23，QF24，QF25，QF26用于保护各站间变压器为断路器⑤型LN—20/1，户内SF6型额定电压20KV，额定电流1KA 2.开关2.1开关介绍开关的词语解释为开启和关闭。
它还是指一个可以使电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元件。
最常见的开关是让人操作的机电设备，其中有一个或数个电子接点。
接点的“闭合”（closed）表示电子接点导通，允许电流流过；开关的“开路”（open）表示电子接点不导通形成开路，不允许电流流过。
最简单的开关有二片名叫“触点”的金属，二触点接触时使电流形成回路，二触点不接触时电流开路。
选用接点金属时需考虑其对抗腐蚀的程度，因为大多数金属氧化后会形成绝缘的氧化物，使接点无法正常工作。
选用接点金属也需考虑其电导率、硬度、机械强度、成本及是否有毒等因素。
有时会在接点上电镀抗腐蚀金属。
一般会镀在接点的接触面，以避免因氧化物而影响其性能。
有时接触面也会使用非金属的导电材料，如导电塑胶。
开关中除了接点之外，也会有可动件使接点导通或不导通，开关可依可动件的不同为分为杠杆开关（Toggle switch）、按键开关、船型开关（Rocker switch）等，而可动件也可以是其他型式的机械连杆。
2.2开关选择QS1，QS2为隔离开关①可通断城市电网对轨道交通输电GW—200/7，户外式隔离开关额定电压200KV，额定电流7KA变压器外壳接地，即单相接地，QS3，QS4为接地开关①，用于保护主变压器115/33kv型号为JN—200/7，户内式接地开关额定电压200KV，额定电流7KAQS5，QS6为接地开关②，用于保护牵引变压器33/10kv型号为JN—20/0.5，户内式接地开关额定电压20KV，额定电流500AQS7,QS8，QS9，QS10，QS11，QS12，QS13，QS14，QS15，QS16，QS17，QS18，QS19 为接地开关③，用于保护站间变压器型号为JN—20/1，户内式接地开关额定电压20KV，额定电流1KA3.电缆3.1电缆介绍电缆(electric cable)通常是由几根或几组导线（每组至少两根）围绕一根中心绞合而成，其形状类似绳索，同时外层覆盖高度绝缘层。