城轨车站机电设备第4章 低压配电及照明系统

第4章 低压配电及照明系统
【教学建议】 1．教学场地：在普通教室、能连接互联网的多媒体教室及城市轨道交
通系统的各种模型实训室中进行，课后可实地参观。 2．设备要求：城市轨道交通车站的低压配电及照明系统仿真模型1套，
或能播放视频投影的设备及相关课件、视频。 3．课时要求：共6课时，其中课堂讲授4课时，模拟操作2课时。
图4-4 环形供电接线图 a-牵引变电所、b-主降压变电站（所）、c-线条表示一路三项输电线、d-轨道线。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
（2）双边供电接线。 由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都
经过其母线联接，为了增加供电的可靠性，用双路输电线供电，而每路按输送 功率计算。这种接线可靠性稍低于环行供电。当引入线数目较多时，开关设备 多，投资增加。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
牵引变电所
牵引变电所
牵引变电所
3
图4-3 轨道上牵引供电系统示意图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
3. 向牵引变电所供电的接线图 （1）环行供电接线。
由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环 行。环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个主 降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一个牵 引变电所的正常供电。但其投资较大。以下各图符号意义相同。
图4-5 双边供电接线图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
（3）单边供电接线。 当轨道沿线附近只有一侧有电源时，则采用单边供电。单边供电较环行
供电和双边供电的可靠性差，为了提高可靠性，应用双回路输电线供电。单 边供电设备较少，投资也少些。
图4-6 单边供电接线图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
（4）辐射形供电接线。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
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
鹭江
中大
晓港
江南西
市二宫
河南主变电站
磨碟沙
车辆段
新港东
琶洲
图4-9 集中供电方式示意图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
分散与集中相结合的混合供电方式。
图4-10 上海一号线供电系统接线图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合，可充分利用 城市电网的资源，节约投资，但供电可靠性不如集中供电方式，管理亦不够 方便。集中和分散两种不同供电方式的比较。 表4-1 供电方式比较表
4.1 城市轨道交通供电系统概述
4. 中压供电网络的电压等级 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。 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目、牵引变电 所及降压变电所的位置与数目、牵引变电所与降压变电所的主接线等。 5. 城市轨道交通供电系统的组成 （1）列车牵引供电 城市轨道交通列车牵引用电几乎毫无例外地都采用直流供电制式，这是因为 城市轨道交通运输的列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，因 此供电电压不需要太高，还由于直流制比交流制的电压损失小（同样电压等 级下），［注：直流电路中电阻对电流的阻碍作用，在交流电路（如串联 RLC电路，一种由电阻（R）、电感（L）、电容（C）组成的电路结构）中， 电容及电感也会对电流起阻碍作用，称作电抗］。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
【理论知识】 4.1城市轨道交通供电系统概述 1. 城市轨道交通供电方式 城市轨道交通供电系统是由电力系统经高压输电网、主变电所降压、配 电网络和牵引变电所降压、换流等环节，向城市轨道快速交通线路运行的动 车组输送电力的全部供电系统，目前，我国用得最普遍的输电电压等级为 110～220 kV。
图4-7 辐射形供电接线图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
城市轨道交通的供电电源要求安全可靠。目前，国内各城市对地铁及城 市轨道交通的供电一般有3种方式，即分散供电方式、集中供电方式、分散 与集中相结合的混合供电方式。
分散供电方式是指沿地铁线路的城市电网(通常是10kv电压等级)分别向 各沿线的城市轨道交通牵引变电所和降压变电所供电。其前提条件是城市电 网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量，并能满足地铁牵引供电的可靠性 要求。如早期的北京地铁采取的就是这种供电方式。
图4-2 城市轨道交通电力牵引供电系统
4.1 城市轨道交通供电系统概述
2 供电系统供电方式为： （1）对沿线牵引变电所输送电力的外部供电系统。从发电厂（站）经升压、 高压输电网、区域输电网、区域变电站至主降压变电所部分。 （2）牵引变电所向动车组供电的直流供电系统。主降压变电所及以后部分。 包括：主降压变电所、直流牵引变电所、馈电线、接触网、走行轨及回流线等。 城市轨道交通轨道上牵引供电系统组成：1-牵引变电所、2-馈电线、3-接触网、 4-电客车用电、5-轨道、6-回流线、7-电分段。
交通牵引用电既可从区域变电所高压线路得电，也可以从下一级电压的城市
地方电网得电，这取决于系统和城市地方电网具体情况以及牵引用电容量大
小。
4.1 城市轨道交通供电系统概述
从主降压变电站（当它不属于电力部门时）及其以后部分统称为“牵引供电系统”。 它应该包括：主降压变电站、直流牵引变电所、馈电线、接触网、走行轨及回流线等。 直流牵引变电所将三相高压交流电变成适合电动车辆应用的低压直流电。馈电线是将 牵引变电所的直流电送到接触网上。接触网是沿列车走行轨架设的特殊供电线路，电 动车辆通过其受流器与接触网的直接接触而获得电力。走行轨道构成牵引供电回路的 一部分。回流线将轨道回流引向牵引变电所道交通供电系统概述
集中供电方式是指城市电网(通常是110kv或66kv电压等级)向地铁的专 用主变电所供电，主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电，地铁 自身组成完整的供电网络系统。目前建成的地铁系统多采用集中供电方式， 如上海、广州、深圳、南京地铁等。
第4章 低压配电及照明系统
第4章 低压配电及照明系统
【问题导入】 城市轨道交通车站低压配电及照明系统是地铁供电网络中全方位的服务
功能，承担了除给电动车组供电以外给所有低压负荷提供电能的重要任务， 保证所有动力照明设备配电的安全、可靠、有效、经济。
【学习目标】 1. 能说出地铁供电系统供电方式。 2. 掌握低压配电及照明系统的组成与功能。 3. 能熟悉电力监控系统的工作方式。
图4-1 电力系统供电图
4.1 城市轨道交通供电系统概述
2. 城市轨道交通电源系统组成
（1）发电厂
（2）升压变压器
（3）电力网
（4）主降压器
（5）直流牵引变电所
（6）馈电线
（7）接触网
（8）走行轨道
（9）回流线
通常高压输电线到了各城市或工业区以后，通过区域变电所（站）将
电能转配或降低一个等级，如 35～10 kV向附近各用电中心送电。城市轨道