5.第3章 变电所--主变电所

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§3-1 主变电所
二. 所址选择
4. 根据城市规划要求确定主变电所位置
A. 由主变电所数量初步确定大致位置。在沿线负荷均匀情 况下，若设一座主所，则考虑布置在线路长度中心附 近；若设两座主所，则首选位置考虑在线路长度的1/4 及3/4处。 B. 随着大城市轨道交通建设的网络化发展，主变电所的位 置应满足网络共享的要求。
城轨供电系统
第3章 变电所
电气工程系 黄小红
§3-1 主变电所
一. 概述
本节主要内容：主变电所选址、电气主接线、主变压器 选择、主变压器中性点接地等 集中供电方案，应建设城轨主变电所。对于分散式供电 方案，需设置电源开闭所，负责向供电分区供电。 电源开闭所一般不单独建设，通常与牵引（降压）变电 所合建。
§3-1 主变电所
四. 主变压器选择
4. 主变压器电压调整方式的选择
据《电力系统电压质量和无功电力管理规定》，城轨电 源电压范围如下： 110KV：110（1+0.07）～110（1-0.03）KV 35KV：正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10% 10KV：合理范围为10.0 ～10.7KV 实际工程中，主变压器分接范围一般选择为 ［（110±8）×1.25%］KV。
U C1
Z1 C2 U C2 Z2
U B
U A2
U B2
U C
-U C2
Y2
U B1
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谢 谢
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§3-1 主变电所
三. 电气主接线
3. 中压侧主接线
主变压器
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§3-1 主变电所
三. 电气主接线
3. 中压侧主接线
一般采用单母线分段形式。 优点：正常情况下，两段母线分列运行；牵引变电所和 降压变电所可以从不同母线段取得中压电源；当主变电 所一段中压母线失电时，另一段中压母线可以迅速恢复 对牵引变电所和降压变电所的供电。 当一段中压母线故障时，该段母线上的进线开关分闸， 同时该段母线上的馈线所接的第一级牵引或降压变电所 进线开关也应失压跳闸；由主变电所的另一段中压母线 继续供电。
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§3-1 主变电所
四. 主变压器选择
3. 主变压器形式选择
当不受运输条件限制时，330KV以下发电厂和变电所均 应选用三相变压器。故城轨均采用三相主变。 目前，我国大多采用110/35KV两线圈变压器。 主变压器一般采用Y，d结线，有载调压开关装在高压 侧。
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§3-1 主变电所
四. 主变压器选择
2. 主变压器容量的确定
注意： 供电网络资源共享对主变容量选择的影响。 运行方式对主变容量选择的影响。 N-1原则（地铁设计规范）、N-2原则（工程实践） 建设时序对主变容量选择的影响。 建设资金对主变容量选择的影响。
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§3-1 主变电所
四. 主变压器选择
2. 主变压器容量的确定
原则：正常用电负荷为S正，一台主变退出，单台变压器 用电负荷为S单台，则S>MAX｛ S正，S单台｝。可按近 期、远期分别设计。
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四. 主变压器选择
2. 主变压器容量的确定
项 目 牵引负荷(kVA) 正常运行方式 动照负荷(kVA) 合计(kVA) 计算容量(MVA) 牵引负荷(kVA) 一台主变压器解列 动照一、二级负 荷(kVA) 合计(kVA) 计算容量(MVA) 牵引负荷(kVA) 相邻主所解列 动照一、二级负 荷(kVA) 合计(kVA) 计算容量(MVA) 主变压器安装容量(MVA) 17442 8082 25524 19.63 2×20 近期 I号变压器 6563 4967 11531 8.87 15252 5961 21213 16.32 16953 8082 25035 19.26 26252 8082 34334 26.41 2×31.5 II号变压器 8689 4967 13656 10.50 I号变压器 9928 4967 14895 11.46 23006 5961 28966 22.28 24534 8082 32616 25.09 远期 II号变压器 13077 4967 18045 13.88
1. 中性点接地方式
中性点直接接地 或经小电阻接地 中性点非直接接地
中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 中性点经高电阻接地
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五. 主变压器中性点接地方式
2. 确定中性点接地方式的原则
单相接地故障对连续性供电的影响最小，用电设备能够 继续运行较长时间。 单相接地故障时，非接地相的过电压倍数较低，不至于 破坏用电系统的绝缘水平，而发展为相间短路。 发生单相接地故障时，能将故障电流对电动机、电缆等 的危害限制到最低程度，同时有利于实现灵敏而有选择 性的接地保护。
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§3-1 主变电所
二. 所址选择
2. 根据负荷特点确定主变电所沿线布置
主变电所位置离城轨线路的距离一般控制在几百米范围 内。实际工程中主所贴近线路布置。
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§3-1 主变电所
二. 所址选择
3. 根据电压损失要求确定主变电所数量
A. 主变电所数量取决于负荷分布及大小（负荷矩），即中 压网络电缆的压降应满足设计要求。 B. 《地铁设计规范》要求：供电系统的中压网络应按列车 的远期通过能力设计，对互为备用线路，一路退出运行 另一路应承担其一、二级负荷的供电，线路末端电压损 失不宜超过5%。
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§3-1 主变电所
四. 主变压器选择
1. 主变压器台数的确定
原则上，主变压器台数应结合供电网络规划、中压网络 形式、系统运行方式、主变电所容量备用要求等因素综 合分析确定。 目前，国内城市轨道交通主变电所均设置两台主变压 器，互为备用。正常情况下，两台变压器并列运行，各 负担约50%的用电负荷。 国外设置不尽一致。
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§3-1 主变电所
三. 电气主接线
2. 内桥接线
内桥接线线路侧装有断路器，线路的投入和切除十分方 便。当送电线路发生故障时，只需要断开故障线路的断 路器，不影响另一回路正常运行。需要时也可以合上桥 联断路器同一路进线带两台主变压器。但主变压器故障 时，则与该变压器连接的两台断路器均要断开，从而影 响另一回未故障线路的正常运行。 因主变压器运行可靠，其故障率较线路低，且主变压器 不需经常切换，此接线应用较多。 适用范围：电源线路较长、故障率较高。城轨应用较多
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§3-1 主变电所
五. 主变压器中性点接地方式
3. 主变压器中性点接地方式
A. 主变压器110KV侧中性点接地方式 正常供电情况下，不接地 送电时，中性点直接接地
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§3-1 主变电所
五. 主变压器中性点接地方式
3. 主变压器中性点接地方式
B. 主变压器10～35KV侧中性点接地方式 通过专用接地变压器（曲折联结变压器）进行接地。
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§3-1 主变电所
三. 电气主接线
1. 线路——变压器组接线
若主变压器一、二级负荷的负载率较高，系统 发生故障时，需要通过相邻主变电所联络来转 移部分负荷，实现相互支援。 适用范围： 主变电所不设高压配电装置，一台主变压器退 出时，其它主变压器能承担本变电所供电范围 内的全部一、二级负荷。广泛应用于城轨。 线路—变压器
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§3-1 主变电所
三. 电气主接线
主变电所电气主接线应与电力部门协商确定。城市轨道 交通主变电所高压侧与城网之间应设明显的电气分断 点。
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§3-1 主变电所
三. 电气主接线
1. 线路——变压器组接线
两路高压电源进线可以都是专线，也可以一路 专线，另一路“T”接。 优点为接线简洁、高压设备少、占地少、投资 省、继电保护简单。 正常运行方式下，两路各带一台主变压器。 如主变压器一、二级负荷负载率较低，系统发 生故障时，恢复供电操作相对方便。只需在主 所中压侧转移负载，另一路承担全部。 线路—变压器
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§3-1 主变电所
三. 电气主接线
2. 内桥接线
内桥接线
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§3-1 主变电所
三. 电气主接线
2. 内桥接线
两路高压电源进线可以都是专线，也可以一路专线，另 一路“T”接。 优点为只需3台断路器，数量较少，线路故障操作简单 方便，系统接线清晰。 正常运行方式下，桥联断路器打开，类似线路—变压器 组接线，两路线路各带一台主变压器。
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§3-1 主变电所
五. 主变压器中性点接地方式
3. 主变压器中性点接地方式
B. 主变压器10～35KV侧中性点接地方式
O
A1

B1

C1
Leabharlann Baidu
U A
U A1 U C2 U C1
-U A2
-U B2
U A1
X1 A2 U A2 X2
U B1
Y1 B2 U B2
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§3-1 主变电所
二. 所址选择
1. 选址基本原则
A. 靠近负荷中心，邻近城市轨道交通线路布置。 B. 满足中压网络电缆压降要求。 C. 满足城轨供电网络规划中主变电所资源共享要求。 D. 与城市规划、城市电网规划相协调。 E. 可独立设置，也可合建 F. 便于电缆线路引入、引出。 G. 便于设备运输。 H. 注意选择适宜的环境，并考虑与周围设施的相互影响。
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§3-1 主变电所
二. 所址选择
5. 根据所处城市位置确定主变电所结构形式
基本形式 户外式 户内式 地下式 全户外式 半户外式 常规户内式 小型户内式 全地下式 半地下式
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二. 所址选择
5. 根据所处城市位置确定主变电所结构形式
城市轨道交通主变所多数采用户内式、半户外式或地下 式，很少采用全户外式。 布设在市区边的缘或郊区、县的主变电所，可采用布置 紧凑、占地较小的半户外 式。 市区内及市中心规划新建的主变电所，宜采用户内式结 构。
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四. 主变压器选择
5. 主变压器的冷却方式
油浸自冷 冷却方式 油浸风冷 强迫油循环 强迫油循环风冷却 强迫油循环水冷却 强迫油循环导向冷却
城轨用主变压器，110KV等级容量50MVA以下，一般 采用油浸自冷方式。
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五. 主变压器中性点接地方式