第三章-城市轨道交通供电系统方案
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（3）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。北京地铁一线和环线
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、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。
3. 城市轨道供电系统的功能和作用
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。
4. 城市轨道供电原理
城市轨道交通的供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力系 统和轨道交通供电系统实现输送或变换，最后以适当的电流形成（直流 或交流电）和电压等级供给用电设备。
城市电网一 次电力系统
轨道交通供 电系统
城市电网一次电力系统由国家电力部门建造与管理，包括发电厂（站）、 传输线路及区域变电所。 ①发电厂（站）：分为火力、水力、核动力等各种能源发电厂（站）。 ②传输线路：需升压为超高电压（110kV或220kV），通过三相传输线输 送到区域变电所。 ③区域变电所：将超高压电能降压为所需电压等级（如10kV或35kV）， 再经过三相输送电线输送到本区域内的牵引变电所和降压变电所，并再 降压为所需的电压等级（如1500V或380V等）。
城市轨道交通是一个重要的用电部门，按规定须由两路独立的电源供电， 当其中任何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 的需要。因此，城市轨道牵引变电所的电源进线来自两个区域变电所或 来自一个区域变电所的两路独立电源，当一路电源失压时，另一路电源 自动切入，使轨道交通系统能获得不间断的电源。
27.5KV单 相接触网
车上 受电弓
交流
牵引 变压器
牵引 整流器
直流
牵引电机
电能
转向架
机械能
机车车辆
牵引供电系统
电能从牵引变电所经馈电线、接触网输送给电动列车，再从电 动列车经钢轨、回流线流回牵引变电所。牵引负荷为一级负荷， 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。
由区域变电所来（或 地铁主变所来）
馈电线
2
牵引变电所 1
72
回流线
6
受电器
3
2
电动车组
4
由区域变电所来（或 地铁主变所来）
1
2 7
电分段
3 接触网
轨道
6
5
动力照明系统
动力照明供电系统由降压变电所及动力照明组成。每个车站应 设降压变电所，若地下车站负荷较大，一般设于站台两端，其 中一端可以和牵引变电所合建成混合变电所；若地面车站负荷 较小，可设一个降压变电所。
根据变电所的功能不同，可分为以下三类： （1）高压主变电所 由发电厂或区域变电所直接供电。在主变电所降压后，分别以不同电压 等级向牵引变电所和降压变电所供电，是城市轨道交通供电系统的集中 变电所（用于三级电压供电）。 （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，即牵引用电。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，运行密度进行牵引供电计算后确定。牵引变电所引入两个 独立的中压交流电源，并将交流电能转换为直流电能，承担着向电动列 车提供直流牵引电能的功能。
第三章 城市轨道交通供电系统
3.1 概述 3.2 牵引变电所 3.3 降压变电所 3.4 接触网 3.5地下杂散电流及其防护
3.1 概述
1. 城市轨道供电系统的构成
外部电源
城
市
轨
主变电所
道
交
牵引供电系统
通
供
电
动力照明供电系统
系
统
电力监控系统
牵引变电所 牵引网系统
降压变电所 动力照明
3.1 概述
1. 电力牵引系统工作原理及能量传递过程
（1）集中式供电：在城市轨道交通沿线，根据用电容量和 线路长短，建设专用的主变电所，这种由主变电所构成的供 电方案，称为集中式供电。上海、广州、南京、香港、德黑 兰
（2）分散式供电 ：不设主变电所，而直接由城市电网区域 变电所的35（33）kV或10kV中压输电线直接向城市轨道交 通沿线设置的牵引变电所、降压变电所供电并形成环网。沈 阳地铁、长春轻轨、大连轻轨、北京城铁、北京八通线、北 京地铁5号线
轨道交通供电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。
电压制由低压到高压，有600V、750V、825V、1000V、1200V和1500V等， 其发展趋向是国际IEC电压标准，为600V、750V、1500V，而我国国标电 压标准为750V和1500V两种。所以，目前国内各城市的地铁和轻轨采用的 电压制均为750V和1500V之间进行选择。
区域变电所（或地铁 主变电所）
区域变电所（或地铁 主变电所）
降压变 电所
降压变 电所
区间配电所
车站配电 所Fra Baidu bibliotek
区间 配电所
区间 配电所 车站配电
所
区间配电所
2. 城市电网对轨道交通的供电方式及负荷等级
城市轨道交通系统的外部电源方案，根据城市电网构成的不 同特点，可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟 采用何种方式，应通过计算确定需要负荷之后，根据城市轨 道交通路网规划、城市电网构成特点、工程实际情况综合分 析确定。
电流制有直流、交流两类，国际电力牵引设备委员会建议采用下列数值： 直流：600，750，1500，3000V（标称值）； 交流：6250，15000，25000V（标称值）。
直-直流牵引系统
动
直流牵引系统
力
交-直流牵引系统
牵
引
方
式
交流牵引系统
交交变频器
交直交变频器
3.2 牵引变电所
1. 变电所分类
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、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。
3. 城市轨道供电系统的功能和作用
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。
4. 城市轨道供电原理
城市轨道交通的供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力系 统和轨道交通供电系统实现输送或变换，最后以适当的电流形成（直流 或交流电）和电压等级供给用电设备。
城市电网一 次电力系统
轨道交通供 电系统
城市电网一次电力系统由国家电力部门建造与管理，包括发电厂（站）、 传输线路及区域变电所。 ①发电厂（站）：分为火力、水力、核动力等各种能源发电厂（站）。 ②传输线路：需升压为超高电压（110kV或220kV），通过三相传输线输 送到区域变电所。 ③区域变电所：将超高压电能降压为所需电压等级（如10kV或35kV）， 再经过三相输送电线输送到本区域内的牵引变电所和降压变电所，并再 降压为所需的电压等级（如1500V或380V等）。
城市轨道交通是一个重要的用电部门，按规定须由两路独立的电源供电， 当其中任何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 的需要。因此，城市轨道牵引变电所的电源进线来自两个区域变电所或 来自一个区域变电所的两路独立电源，当一路电源失压时，另一路电源 自动切入，使轨道交通系统能获得不间断的电源。
27.5KV单 相接触网
车上 受电弓
交流
牵引 变压器
牵引 整流器
直流
牵引电机
电能
转向架
机械能
机车车辆
牵引供电系统
电能从牵引变电所经馈电线、接触网输送给电动列车，再从电 动列车经钢轨、回流线流回牵引变电所。牵引负荷为一级负荷， 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。
由区域变电所来（或 地铁主变所来）
馈电线
2
牵引变电所 1
72
回流线
6
受电器
3
2
电动车组
4
由区域变电所来（或 地铁主变所来）
1
2 7
电分段
3 接触网
轨道
6
5
动力照明系统
动力照明供电系统由降压变电所及动力照明组成。每个车站应 设降压变电所，若地下车站负荷较大，一般设于站台两端，其 中一端可以和牵引变电所合建成混合变电所；若地面车站负荷 较小，可设一个降压变电所。
根据变电所的功能不同，可分为以下三类： （1）高压主变电所 由发电厂或区域变电所直接供电。在主变电所降压后，分别以不同电压 等级向牵引变电所和降压变电所供电，是城市轨道交通供电系统的集中 变电所（用于三级电压供电）。 （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，即牵引用电。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，运行密度进行牵引供电计算后确定。牵引变电所引入两个 独立的中压交流电源，并将交流电能转换为直流电能，承担着向电动列 车提供直流牵引电能的功能。
第三章 城市轨道交通供电系统
3.1 概述 3.2 牵引变电所 3.3 降压变电所 3.4 接触网 3.5地下杂散电流及其防护
3.1 概述
1. 城市轨道供电系统的构成
外部电源
城
市
轨
主变电所
道
交
牵引供电系统
通
供
电
动力照明供电系统
系
统
电力监控系统
牵引变电所 牵引网系统
降压变电所 动力照明
3.1 概述
1. 电力牵引系统工作原理及能量传递过程
（1）集中式供电：在城市轨道交通沿线，根据用电容量和 线路长短，建设专用的主变电所，这种由主变电所构成的供 电方案，称为集中式供电。上海、广州、南京、香港、德黑 兰
（2）分散式供电 ：不设主变电所，而直接由城市电网区域 变电所的35（33）kV或10kV中压输电线直接向城市轨道交 通沿线设置的牵引变电所、降压变电所供电并形成环网。沈 阳地铁、长春轻轨、大连轻轨、北京城铁、北京八通线、北 京地铁5号线
轨道交通供电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。
电压制由低压到高压，有600V、750V、825V、1000V、1200V和1500V等， 其发展趋向是国际IEC电压标准，为600V、750V、1500V，而我国国标电 压标准为750V和1500V两种。所以，目前国内各城市的地铁和轻轨采用的 电压制均为750V和1500V之间进行选择。
区域变电所（或地铁 主变电所）
区域变电所（或地铁 主变电所）
降压变 电所
降压变 电所
区间配电所
车站配电 所Fra Baidu bibliotek
区间 配电所
区间 配电所 车站配电
所
区间配电所
2. 城市电网对轨道交通的供电方式及负荷等级
城市轨道交通系统的外部电源方案，根据城市电网构成的不 同特点，可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟 采用何种方式，应通过计算确定需要负荷之后，根据城市轨 道交通路网规划、城市电网构成特点、工程实际情况综合分 析确定。
电流制有直流、交流两类，国际电力牵引设备委员会建议采用下列数值： 直流：600，750，1500，3000V（标称值）； 交流：6250，15000，25000V（标称值）。
直-直流牵引系统
动
直流牵引系统
力
交-直流牵引系统
牵
引
方
式
交流牵引系统
交交变频器
交直交变频器
3.2 牵引变电所
1. 变电所分类