城市轨道交通供电系统.pptx

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四、外部电源方案
• 城市轨道交通作为城市电网的特殊用户 ，一般用电范围多在10km~30km之间。城 市轨道交通系统的外部电源方案，主要有 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。
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• (2)10kV中压网络，国家标准电压级。输电 容量较小、距离较短；设备来源国内；设 备体积适中；设备价格较低；环网开关技 术成熟、运营经验丰厚，可用其构成保护 简单、操作灵活的环网系统；国内外地铁 广为采用。
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中压系统构成
• 对于集中式外部电源方案，牵引网络和动力照明 网络，可以采用相对独立的形式，即牵引动力照 明独立网络，也可以共用同一个中压网络，即牵 引动力照明混合网络。对于分散式外部电源方案 ，采用牵引动力照明混合网络。
• 接触网是一种悬挂在轨道上方沿轨道敷设的和铁路轨顶保 持一定距离的输电网。通过电动车组的受电弓（或受电流 器）和接触网的滑动接触，牵引电能就由接触网进入电动 车组，驱动牵引电动机使列车运行。
• 馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，它把经牵引变 电所变换成合乎牵引制式用的电能馈送给接触网。
地铁系统是一个重要的用电负荷。按规定应 为一级负荷，即应由两路电源供电， 当任何一 路电源发生故障中断供电时，另一路应能保证地 铁重要负荷的全部用电需要。在地铁供电系统中 牵引用电负荷为一级负荷，而动力照明等用电负 荷根据它们的实际情况可分为一级、二级或三级 负荷。地铁外部电源供电方案，可根据实际情况 不同分为集中供电方式、分散供电方式和混合供 电方式。
轨式，按其悬挂方式又可分为柔性（弹性）接触
网和刚性接触网。习惯上，由于接触轨式是沿线
路敷设的与轨道平行的附加轨，故又称第三轨；
而采用架空方式时，才称为“接触网”。
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三、变电所的分类
地铁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。
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中压网络分类
• 根据网络功能的不同，把为牵引变电所供 电的中压网络，称为牵引网络；同样，把 为降压变电所供电的中压网络称为动力照 明网络。
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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。
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集中式供电方案
• 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 。主变电所进线电压一般为110kV，经降压 后变成35kV或10kV，供牵引变电所与降压 变电所。主变电所应有两路独立的进线电
源。集中式供电，有利于城市轨道交通供
电形成独立体系，便于管理和运营。上海
、广州、南京、香港、德黑兰地铁等即为 集中式供电方案。
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集中供电方式。
瑶台主变电站
三元里
广州火车站
越秀公园
纪念堂
公园前
海珠广场
赤岗
客村
河南主变电站
鹭江
中大
晓港
江南西
市二宫
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磨碟沙
车辆段
个牵引变电所通过联络电缆实现电源互为备用；该类型接
线适用于位于线路起始部分、线路终端部分的牵引变电所 电源引入。
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• lC型：牵引变电所主接线为单母线；牵引变电所的进线与 出线，均采用断路器；两个牵引变电所为一组；这一组牵 引变电所的两路电源，来自于不同的主变电所，左侧牵引 变电所从左侧主变电所接入一路主电源，右侧牵引变电所 从右侧主变电所接入一路主电源，两个牵引变电所通过联 络电缆实现电源互为备用；该类型接线适用于位于两个主 变电所之间的牵引变电所电源引入。
城市轨道交通概论 第十章
城市轨道交通 供电系统
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一、地铁供电系统的组成与功能
地铁供电系统是为地铁运营提供所需电能 的系统，它不仅为地铁电动列车提供牵引用电， 而且还为地铁运营服务的其它设施提供电能， 如照明、通风、空调、给排水、通信、信号、 防灾报警、自动扶梯等。
地铁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201统9-7-2包8 括降压变电所和谢谢动欣赏力照明配电系统。 2
络；降压变电所主接线采用分段单母线形
式；降压变电所进线开关采用断路器。该 接线方式运行灵活。
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六、牵引变电所
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施工准备
组建施工机 构 技术准备 工机具准备 材料准备
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设备运输 进所
变压器 开关柜 配电屏 蓄电池 备品备件
•
lD型：牵引变电所主接线为单母线；牵引变电所的进
线与出线，均采用断路器；牵引变电所的两路电源，来自
于左右两侧不同的主变电所；该类型接线适用于位于两个
主变电所之间的牵引变电所电源引入。
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10kV动力照明网络的接线方式
• 全线的降压变电所被分成若干个供电分区 ，每个供电分区一般不超过3个地下站；每 一个供电分区均从主变电所(或中心降压变 电所)的35(33)/10kV主变压器，就近引入两 路10kV电源；中压网络采用双线双环网接 线方式；相邻供电分区间通过环网电缆联
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二、直流牵引供电
在地铁牵引供电系统中采用直流供电制，标
称电压为1500V，允许波动范围为1000V～
1800V。牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网，
牵引网由馈电线、接触网、轨道回路及回流线组
成，牵引变电所和接触网是牵引供电系统的主要
组成部分。接触网按其结构可分为架空式和接触
•
牵引动力照明独立网络的特点：牵引网络与
动力照明网络，两者相对独立、相互影响较小；
35(33)kV较高的电压级与较重的牵引负载相适用
，而10kV较低的电压级则与较小的动力照明负荷
相适用。
•
牵引动力照明混合网络的特点：供电系统的
整体性比较好，设备布置可以统筹考虑。
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• 牵引网络与动力照明网络，可以采用同一 个电压级，也可以采用两个不同电压级。
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接地装置 施工
室内接地母 线制安 室外地网施 工
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电缆桥、 支架施工
电缆桥、支 架安装
电缆非标支 架安装
桥、支架接 地线制安
设备安装
交流开关柜对 接、固定、充 气
直流开关柜对 接，对地绝缘 处理，固定
配电屏固定安 装
配电屏柜补装 元器件及配线
蓄电池安装、 充放电及维护
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一个主变电所的不同母线；该类型接线适用于位于线路起
始部分、线路终端部分、主变电所附近的牵引变电所电源 引入。
•
lB型：牵引变电所主接线为单母线；牵引变电所的进
线与出线，均采用断路器；两个牵引变电所为一组；这一
组牵引变电所的两路电源，来自于同一个主变电所的不同 母线，每个牵引变电所均从主变电所接入一路主电源，两
电缆施工
电缆运输到 所 电缆展放 整理、绑扎 、挂牌 电缆头制作 与设备或端 子连接
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试验、试 验
高压电缆调 试 开关柜试验
设备功能调 试 继电器保护 整定 系统联调
工程收尾
孔洞封堵
模拟盘制安
编号粘贴设 备 防火器材配 置 防鼠板制安
验收、整改
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受电、开 通
受电空载 试运行 直流馈线短 路试验 进入保质期
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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。北京 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；上 海地铁1、2号线的牵引网络采用了33kV，动力照 明网络采用了10kV；上海地铁明珠线的牵引网络 采用了35kV，动力照明网络采用了10kV；广州地 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、深圳地铁采用了 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。
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不同中压网络特点
• (1)35kV中压网络，国家标准电压级。输电 容量较大、距离较长；设备来源国内；设 备体积较大，占用变电所面积较大，不利 于减小车站体量；设备价格适中；国内没 有环网开关，因而不能用(相对于断路器柜) 价格较便宜的环网开关，构成接线与保护 简单、操作灵活的环网系统；广州地铁、 上海地铁已经采用。
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混合供电方式
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五、供电系统——中压网络
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中压网络
• 通过中压电缆，纵向把上级主变电所和下 级牵引变电所、降压变电所连接起来，横 向把全线的各个牵引变电所、降压变电所 连接起来，便形成了中压网络。
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新港东
琶洲
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分散式供电方案
• 根据城市轨道交通供电的需要，在地铁沿 线直接由城市电网引入多路电源，构成供
电系统，称为分散式供电。这种供电方式 一般为10kV电压级。分散式供电要保证每 座牵引变电所和降压变电所均获得双路电
源，要求城市轨道交通沿线有足够的电源
引入点及备用容量。建设中的沈阳地铁、
电源，尽量避免返送电；
• (9)全线牵引变电所、降压变电所的主接线尽量一致； • (10)满足设备选型要求。
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独立35(33)kV牵引网络＋独立10kV 动力照明网络的接线方式
• lA型：牵引变电所主接线为单母线；牵引变电所的进线与 出线，均采用断路器；牵引变电所的两路电源，来自于同
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。
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。
牵引变电所从主变电所（电源开闭所）获得电
能，经过降压和整流变成电动列车牵引所需要的直
流电。 2019-7-28
长春轻轨、大连轻轨、北京城铁、北京八 通线、北京地铁5号线等即为分散式供电方 案。
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分散供电方式
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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。 北京地铁一线和环线、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。
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主变电所 专为城市轨道交通系统提供能源的枢纽
牵引变电所 为列车提供适应的电源
降压变电所（配电变电所） 为车站、隧道动力照明负荷提供电源
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供电系统——变电所
• 典型牵引降压混合变电所
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差动
过流
延时速断
定时限过流
反时限过流
失灵保护（跳进线）
变压器本体温 度保护
• 目前，我国城市轨道交通工程有的采 用了牵引动力照明混合网络，有的则采用 了牵引动力照明独立网络；国外有的地铁 采用了牵引动力照明独立网络。
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构成原则
• (1)满足安全可靠的供电要求； • (2)满足潮流计算要求，即设备容量及电压降要满足要求； • (3)满足负荷分配平衡的要求； • (4)满足继电保护的要求； • (5)满足运行管理、倒闸操作的要求； • (6)每一个牵引变电所、降压变电所均应有两路电源； • (7)系统接线方式尽量简单； • (8)供电分区应就近引入电源，必要时可从负荷中心处引入
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电流互感器 正母线
接触201网9-7-2（8 轨）
引出铜导线 电流钳型线夹
专用测试线
负母线
测试通道1 测试通道2 测试通道3
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高速记录
仪 分流器
走行轨
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七、牵引网
• 牵引网是包括了接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线 和回流线的一个大的范畴，它是轨道交通供电系统中向电 动车组供电的直接环节。