轨道交通供电系统及交直流电源装置设计

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(3)采用备自投或ATS作为两路电源切换装置。 (4)直流系统按照负荷重要程度及变电所不同,一般为单充单蓄或双充 双蓄等接线方式。
(5)直流电压等级为DC110V或DC220V。 (6)直流母线一般采用分段供电方式。 (7)主变电站交直流、通信、UPS多为双重化配置。
3. 设计选型及配置特点
(1)主要元器件如开关、电池、端子等大多选用进口品牌; (2)电池一般选用贫液式或胶体电池; (3)电缆必须选用低烟无卤阻燃(耐火)电缆;(根据GB50157-2013 地铁设计规范15.4.1“地下线路应采用无卤、低烟的阻燃电线和电缆”; 15.4.2“火灾时需要保证供电的配电线路应采用耐火铜芯电缆或矿物绝缘耐 火铜芯电缆”。 ) (4)器件应力及环境适应性要求比较高,需注意防潮、防尘、抗电磁干 扰,表计、模块等尽量采用经三防处理后的产品; (5)机柜一般要求选用钢性好、耐热、耐腐蚀的覆铝锌板,机柜设计要 兼顾防尘和散热; (6)根据不同地区情况及用户要求选用温湿度控制器和加热器; (7)设计屏内联动照明; (8)备自投方式一般有:继电器式(较少)、ATS、PLC装置,ATS一 般采用PC级; (9)采用降压装置的系统一般设置双降压,互为备用; (10)充电模块参数如稳压精度、稳流精度、均流不平衡度、纹波系数 要满足技术规格书要求。
3. 负荷类型及供电要求
《地铁设计规范》GB50157-2013:
15.1.5 牵引用电负荷应为一级负荷;动力照明等用电负荷应按供电可靠 性要求及失电影响程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。
15.1.6 一级负荷必须采用双电源双回路供电。 15.1.7 一级负荷中特别重要的负荷,应增设应急电源,并严禁其它负荷 接入。 15.1.8 二级负荷宜采用双电源单回线路专线供电。 15.1.9 三级负荷可采用单电源单回线路供电。当系统中只有一个电源工 作时可切除三级负荷。

特指地铁、轻轨和单轨(独轨)

2.城市轨道交通的主要类型
地铁

轻轨
照 技
单轨

有轨电车
特 征
磁浮

自动导向系统
市域快速轨道系统
2020/4/12
主要形式
上海地铁2号线列车
2020/4/12
大连有轨电车
2020/4/12
大连低地板有轨电车
2020/4/12
美国的有轨电车
2020/4/12
长春轻轨交通
需要增设一座或两座降压变电所,增设的降压变电所叫做跟随式降压变电所, 简称跟随所。
1.5 电力监控系统
电力监控系统又称为PSCADA(Power Supervisory Control And Data Acquisition)系统,是贯穿于整个供电系统的监视控制部分,对全线路的变 电所及沿线的供电设备实行集中监控、控制和测量。
外部电源
轨 道
主变电所(开闭所)

通 供
牵引供电系统


动力照明供电系统

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
1.1 外部电源供电系统
外部电源供电系统就是为城市轨道交通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。
1.2 主变电所或开闭所供电系统
主变电所的功能是接受城市电网输送的电能,再将接受的高压电(110kV 或220kV)通过主变压器降压后向牵引变电所、降压变电所提供中压电源。 主变电所适用于集中式供电。
4. 设计规范
(1)直流电源遵循标准:
GB14048-2012 《低压开关设备和控制设备》
JB/T8456-2005 《低压直流成套开关设备》
JB/T5777.4-2000 《电力系统直流电源设备通用技术条件及安全要求》
DL/T781-2001 《电力用高频开关整流模块》
LSD2-JT
《GZD系列电力系统用直流电源柜免维护电池选用条件》
2. 主要接线方式
西安地铁机场线交直流图纸——正线、主变电站
(1)变电所一般配置两台所用变(动力变),所用交流电源系统一般为 单母线分段接线方式(根据GB50157-2013 地铁设计规范15.2.17“变电所交、 直流电源屏的电源,应接自变电所的两段低压母线”)
(2)一般采用TN-S系统,三相五线制(注意馈线PE接线)(旧标准 GB50157-2003 地铁设计规范14.7.7“降压变电所的配电变压器低压侧中性 点应直接接地,配电系统应采用TN-S系统接地型式”,新标准取消了“TNS”系统接地型式)。
(1)集中式供电:指一条轨道交通线路配置少量的受电点(主变电所), 通过受电点(主变电所)集中从城市电网接受电力,经主变电所降压后再向 轨道交通内部电网的牵引变电所和降压变电所供电。
(2)分散式供电:指沿地铁线路的城市电网(一般是10kV电压等级) 分别向各沿线地铁牵引变电所和降压变电所供电。
(3)混合式供电方式:将集中式与分散式相结合的供电方式。
GBl7626
《电磁兼容试验和测量技术》系列标准
GB50157-2013 《地铁设计规范》
DL/T637-2005 《阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件》
GB17478-2004 《低压直流电源设备的性能特性》
GB21560-2008 《低压直流电源》
GB/T13730-2002 《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》
(1)牵引变电所由进出线单元、变压整流单元和馈出单元构成,主要功 能是将中压环网的交流35kV或交流10kV的三相交流电经变压整流单元后转换 为电动列车所需要的直流电,并分配到上下行区间供电动列车牵引用。
(2)牵引网由馈电线、接触网、钢轨回路(包括大地)及回流线组成, 是供电系统向电动车组供电的直接环节。在牵引供电系统中,电流从牵引变 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。
GB/T13729-2002 《远动终端通用技术条件》
GB/T2887-2000 《电子计算机场地通用规范》
DL 5002-2005 《地区电网调度自动化设计技术规程》
DL 5003-2005 《电力系统调度自动化设计技术规程》
(2)交流电源遵循标准: GB7251-2006 《低压成套开关设备和控制设备》 GB1208-2006 《电流互感器》 GB/T 50063-2008 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》 GB4208 《外壳防护等级的分类》 GB4942.2 -1993 《低压电器外壳防护等级》 GB998 《低压电器基本试验方法》 GB2682-1981 《电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色》 GB2681-1981 《电工成套装置中的导线颜色》
电源开闭所的功能是接受城市电网提供的中压电(10kV或35kV),为牵 引变电所、降压变电所提供中压电源。电源开闭所一般与车站牵引所或降压 所合建。电源开闭所适用于分散式供电。
1.3 牵引供电系统
牵引供电系统的功能是将交流中压经降压整流变成直流1500V或直流 750V电压,为城市轨道交通电动列车提供牵引供电。包括牵引变电所和牵引 网两部分。
所用电的作用: (1)开关电器的控制、信号、继电保护、自动装置以及事故照明等二次 设备的直流用电。 (2)变压器冷却风扇、设备加热、蓄电池室内通风、室内外照明、设备 检修、蓄电池组的充电等设备的交流用电。 为确保上述用电,通常装设专用供电系统,称为自用电系统。该系统中 的交流和直流两部分各自独立,自成体系,故可分为交流自用电、直流自用 电两大系统。即我们通常意义的交流电源装置(交流盘)、直流电源装置 (直流盘)。
(2)动力照明配电系统主要包括配电所(室)和配电线路,仅起到对电 能进行分配的作用。
在动力照明系统中,一般每个车站设置一个降压变电所,也有几个车站 合设一个的,还有将降压变压器附设在某个牵引变电所中构成一个牵引降压 混合变电所的。
跟随所 当车站规模较大时,为了减少低压供电电缆和满足供电质量要求,可能
2020/4/12
武汉轻轨交通
2020/4/12
重庆单轨车辆(跨座式)
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重庆单轨车辆
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日本千叶都市单轨(悬挂式)
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自动导向系统——无人驾驶列车
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二、轨道交通供电系统
1. 轨道交通供电系统的构成
根据《地铁设计规范》GB50157-2013 15.5.1,地铁用电设备的负荷等 级应符合下列规定:
(1)一级负荷:火灾自动报警系统设备、防排烟风机及各类防火排烟阀 、防火(卷帘)门、消防疏散用自动扶梯、消防电梯、应急照明、主排水泵 、雨水泵、防淹门及火灾或其他灾害仍需使用的用电设备;通信系统设备、 信号系统设备、综合监控系统设备、电力监控系统设备、环境与设备监控系 统设备、门禁系统设备、安防设施;自动售检票设备、屏蔽门(安全门)设 备、变电所操作电源、地下站厅站台等公共区照明、地下区间照明、采暖区 的锅炉房设备等。
注:牵引变电所常与向车站、区间供电的降压变电所合并,形成牵引、降压混合 所。简称牵混所。
1.4 动力照明供电系统
动力照明供电系统的功能是将交流中压电(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。它包括降压变电所和 动力照明配电系统。
(1)降压变电所的功能是将三相进线电压( 35kV或10kV )变为交流 220/380V电压。降压变电所主要给风机、水泵、照明、通信、信号、防火报 警设备供电。
(3)三级负荷:区间检修设备、附属房间电源插座、车站空调制冷及水 系统设备、广告照明、清洁设备、电热设备、培训及模拟系统设备。
三、轨道交通交直流电源装置
1. 自用电系统的概念
对于地铁变电所中各设备的用电,一般来源于自配所用变压器,也就是 说先将中压母线上的电经降压变压器及其他设备变成低压的交、直流电,然 后经各配电盘交由设备使用。
其中,火灾自动报警系统设备、环境与设备监控系统设备、专用通信系 统设备、信号系统设备、变电所操作电源、地下车站及区间的应急照明为一 级负荷中特别重要负荷;
(2)二级负荷:乘客信息系统、变电所检修电源、地上站厅站台等公共 区照明、附属房间照明、普通风机、排污泵、电梯、非消防疏散用自动扶梯 和自动人行道;
DL/T459-2000 《电力系统直流电源柜订货技术条件》
GB50150-2006 《电气安装工程电气设备交接试验标准》
GB50172-2012 《电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范》
DL/T5044-2014 《电力工程直流系统设计技术规程》
DL/T724-2000 《发电厂变电所蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》
4.1 整合电源的概念 4.2 整合电源的优点 4.3 整合方案
一、城市轨道交通简介
1.城市轨道交通定义
城市轨道交通为采用轨道结构进行承重和导
广
向的车辆运输系统,依据城市交通总体规划

的要求,设置全封闭或部分封闭的专用轨道 线路,以列车或单车形式,运送相当规模客
流量的公共交通方式。
引自原建设部发布的《城市公共交通分类标准》(CJJ/T 114-2007)
5. 项目流程
序号
项目阶段
内容描述
1
投标方案(技术)
投标技术文件逐条应答,提供支撑 文件
2
合同谈判会/资质审 查会
供货范围、合同条款/审查资质
3
第一次设计联络会
确定技术规格书(方案、参数、试 验大纲)
4
第二次设计联络会
解决遗留问题、详细方案沟通
5
接口联络会
确定监控参数、接口
6
图纸
图纸、操作说明、验收大纲
轨道交通供电系统及交 直流电源装置设计
邢耀达
内容01 ຫໍສະໝຸດ 市轨道交通简介1.1 轨道交通定义 1.2 轨道交通主要类型
02 轨道交通供电系统 03 交直流电源装置 04 直流电源整合系统
2.1 系统构成 2.2 供电方式 2.3 负荷类型及供电要求
3.1 交直流自用电系统概念及作用 3.2 主要接线方式 3.3 设计选型及配置特点 3.4 设计规范 3.5 项目流程
典型的电力监控系统由以下四部分组成: (1)位于控制中心的电力调度中心主站系统——中央监控系统; (2)位于变电所的远程终端——RTU,即变电所综合自动化系统; (3)通信网络; (4)位于供电维修基地的供电复示系统。
2. 轨道交通供电系统的供电方式
国内各城市对地铁及城市轨道交通的供电目前有三种方式,即集中式供 电方式、分散式供电方式、混合式供电方式。
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