最新2019-供電系統(tǒng)-城市軌道交通供電-PPT課件

1、城市軌道交通供電西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院第二章第二章 城市軌道交通供電系統(tǒng)城市軌道交通供電系統(tǒng) v城市軌道交通供電系統(tǒng)構(gòu)成城市軌道交通供電系統(tǒng)構(gòu)成 城市軌道交通供電系統(tǒng)城市軌道交通供電系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng)（主變電所）高壓供電系統(tǒng)（主變電所）內(nèi)部供電系統(tǒng)內(nèi)部供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)動(dòng)力照明供電系統(tǒng)動(dòng)力照明供電系統(tǒng) 城市軌道交通作為城市電網(wǎng)的一個(gè)用戶，一般都直接從城城市軌道交通作為城市電網(wǎng)的一個(gè)用戶，一般都直接從城市電網(wǎng)取得電能，無(wú)需單獨(dú)建設(shè)電廠，城市電網(wǎng)對(duì)城市軌道交市電網(wǎng)取得電能，無(wú)需單獨(dú)建設(shè)電廠，城市電網(wǎng)對(duì)城市軌道交通進(jìn)行供電，供電方式有通進(jìn)行供電，供電方式有集中供

2、電、分散供電和混合供電集中供電、分散供電和混合供電。 主變電所主變電所城市電網(wǎng)城市電網(wǎng)中壓網(wǎng)絡(luò)中壓網(wǎng)絡(luò)牽引或降壓變電所牽引或降壓變電所v高壓供電系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng) 集中式供電集中式供電 在城市軌道交通沿線，根據(jù)用電容量和線路長(zhǎng)短，建設(shè)在城市軌道交通沿線，根據(jù)用電容量和線路長(zhǎng)短，建設(shè)專用的主變電所。主變電所進(jìn)線電壓一般為專用的主變電所。主變電所進(jìn)線電壓一般為110kv，經(jīng)降壓后，經(jīng)降壓后變成變成35kv或或10kv，供牽引變電所與降壓變電所。主變電所應(yīng)，供牽引變電所與降壓變電所。主變電所應(yīng)有兩路獨(dú)立的進(jìn)線電源。集中式供電，有利于城市軌道交通有兩路獨(dú)立的進(jìn)線電源。集中式供電，有利于城市軌道交通供電形

3、成獨(dú)立體系，便于管理和運(yùn)營(yíng)。上海、廣州、南京、供電形成獨(dú)立體系，便于管理和運(yùn)營(yíng)。上海、廣州、南京、香港、德黑蘭地鐵等。香港、德黑蘭地鐵等。三級(jí)電壓制集中供電方式三級(jí)電壓制集中供電方式結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖110kv主變電所主變電所33kv110kv降壓主變電所降壓主變電所33kv10kv10kv牽引主變電所牽引主變電所兩級(jí)電壓制集中供電方式兩級(jí)電壓制集中供電方式結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖主變電所主變電所110kv110kv110kv主變電所主變電所主變電所主變電所10kv10kv10kv牽引、降壓主變電所牽引、降壓主變電所分散式供電分散式供電 在地鐵沿線直接由城市電網(wǎng)引入多路電源構(gòu)成供電系統(tǒng)。在地鐵沿

4、線直接由城市電網(wǎng)引入多路電源構(gòu)成供電系統(tǒng)。一般為一般為10kv電壓級(jí)。分散式供電要保證每座牽引變電所和降電壓級(jí)。分散式供電要保證每座牽引變電所和降壓變電所均獲得雙路電源，要求城市軌道交通沿線有足夠的壓變電所均獲得雙路電源，要求城市軌道交通沿線有足夠的電源引入點(diǎn)及備用容量。建設(shè)中的沈陽(yáng)地鐵、長(zhǎng)春輕軌、大電源引入點(diǎn)及備用容量。建設(shè)中的沈陽(yáng)地鐵、長(zhǎng)春輕軌、大連輕軌、北京城鐵、北京八通線、北京地鐵連輕軌、北京城鐵、北京八通線、北京地鐵5號(hào)線等號(hào)線等10kv牽引或降壓變電所牽引或降壓變電所10kv10kv10kv10kv10kv10kv區(qū)域變電所區(qū)域變電所混合式供電混合式供電 將前兩種供電方式結(jié)合起來(lái)，

5、一般以集中式供電為主，將前兩種供電方式結(jié)合起來(lái)，一般以集中式供電為主，個(gè)別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式供電的補(bǔ)充，使供電個(gè)別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式供電的補(bǔ)充，使供電系統(tǒng)更加完善和可靠。北京地鐵一線和環(huán)線、建設(shè)中的武漢系統(tǒng)更加完善和可靠。北京地鐵一線和環(huán)線、建設(shè)中的武漢軌道交通工程、青島地鐵南北線工程等即為混合式供電方案。軌道交通工程、青島地鐵南北線工程等即為混合式供電方案。 集中供電方式的優(yōu)點(diǎn)：集中供電方式的優(yōu)點(diǎn)：（1）可靠性高，便于集中統(tǒng)一調(diào)度和集中管理。）可靠性高，便于集中統(tǒng)一調(diào)度和集中管理。 （2）施工方便，維護(hù)容易，電纜敷設(shè)徑路比較好走。）施工方便，維護(hù)容易，電纜敷設(shè)徑路比較

6、好走。（3）抑制諧波的效果較好。為減少諧波對(duì)電網(wǎng)的影響和危害，）抑制諧波的效果較好。為減少諧波對(duì)電網(wǎng)的影響和危害，一是采用較高脈波（一是采用較高脈波（24脈波）整流機(jī)組，二是選用較高電壓脈波）整流機(jī)組，二是選用較高電壓（110kv）的電源，因?yàn)榇笕萘?、高電壓電網(wǎng)的承受能力強(qiáng)，）的電源，因?yàn)榇笕萘?、高電壓電網(wǎng)的承受能力強(qiáng)，同時(shí)國(guó)標(biāo)規(guī)定的諧波總畸變率和諧波電壓含有率比小容量、同時(shí)國(guó)標(biāo)規(guī)定的諧波總畸變率和諧波電壓含有率比小容量、低電壓電網(wǎng)要低得多，而且也有利于今后集中采取高次諧波低電壓電網(wǎng)要低得多，而且也有利于今后集中采取高次諧波防治措施。防治措施。（4）計(jì)費(fèi)方便、簡(jiǎn)單。采用）計(jì)費(fèi)方便、簡(jiǎn)單。采用1

7、10kv電壓集中供電方式，運(yùn)行電壓集中供電方式，運(yùn)行管理單位與電業(yè)部門(mén)的電度計(jì)費(fèi)在主變電所設(shè)總計(jì)量就行，管理單位與電業(yè)部門(mén)的電度計(jì)費(fèi)在主變電所設(shè)總計(jì)量就行，不必在各變電所分別計(jì)量。不必在各變電所分別計(jì)量。牽引供電系統(tǒng)：牽引供電系統(tǒng)：牽引變電所將三相高壓交流電變成適合電牽引變電所將三相高壓交流電變成適合電動(dòng)車(chē)輛應(yīng)用的低壓直流電。饋電線再將牽引變電所的直流動(dòng)車(chē)輛應(yīng)用的低壓直流電。饋電線再將牽引變電所的直流電送到接觸網(wǎng)上，電動(dòng)車(chē)輛通過(guò)其受流器與接觸網(wǎng)的直接電送到接觸網(wǎng)上，電動(dòng)車(chē)輛通過(guò)其受流器與接觸網(wǎng)的直接接觸而獲得電能接觸而獲得電能動(dòng)力照明供電系統(tǒng)：動(dòng)力照明供電系統(tǒng)：提供車(chē)站和區(qū)間各類(lèi)照明、扶梯、風(fēng)

8、提供車(chē)站和區(qū)間各類(lèi)照明、扶梯、風(fēng)機(jī)、水泵等動(dòng)力機(jī)械設(shè)備電源和通信、信號(hào)、自動(dòng)化等設(shè)機(jī)、水泵等動(dòng)力機(jī)械設(shè)備電源和通信、信號(hào)、自動(dòng)化等設(shè)備電源，由降壓變電所和動(dòng)力照明配電線路組成。備電源，由降壓變電所和動(dòng)力照明配電線路組成。 城市軌道交通城市軌道交通內(nèi)部供電系統(tǒng)內(nèi)部供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)動(dòng)力照明供電系統(tǒng)動(dòng)力照明供電系統(tǒng)v城市軌道交通內(nèi)部供電系統(tǒng)城市軌道交通內(nèi)部供電系統(tǒng)城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖 高壓供電系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng)城市電網(wǎng)城市電網(wǎng)牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)牽引變電所牽引變電所回流線回流線饋線饋線接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)軌道軌道主變電所主變電所三相交流三相交

9、流直流直流牽引變電所牽引變電所設(shè)兩套牽引整流機(jī)組，其容量按遠(yuǎn)期運(yùn)量設(shè)計(jì)。牽引整流機(jī)設(shè)兩套牽引整流機(jī)組，其容量按遠(yuǎn)期運(yùn)量設(shè)計(jì)。牽引整流機(jī)組的過(guò)負(fù)荷能力按組的過(guò)負(fù)荷能力按iec-146標(biāo)準(zhǔn)，城市軌道交通牽引屬標(biāo)準(zhǔn)，城市軌道交通牽引屬類(lèi)類(lèi)負(fù)荷，其過(guò)負(fù)荷能力應(yīng)滿足：負(fù)荷，其過(guò)負(fù)荷能力應(yīng)滿足：100%in 連續(xù)運(yùn)行；連續(xù)運(yùn)行；150%in 2h；300%in 1min。為抑制牽引供電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波電流注。為抑制牽引供電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)，牽引機(jī)組至少應(yīng)采用入電網(wǎng)，牽引機(jī)組至少應(yīng)采用12脈波整流。脈波整流。 牽引變電所主接線一牽引變電所主接線一 牽引變電所主接線二牽引變電所主接線二 牽引網(wǎng)牽引網(wǎng)

10、牽引網(wǎng)：沿線路敷設(shè)的專為電動(dòng)車(chē)輛供給電源的裝置。由牽引網(wǎng)：沿線路敷設(shè)的專為電動(dòng)車(chē)輛供給電源的裝置。由正極接觸網(wǎng)供電，負(fù)極走行軌回流。正極接觸網(wǎng)供電，負(fù)極走行軌回流。世界城市軌道交通除巴黎個(gè)別線路為第四軌回流外，全都世界城市軌道交通除巴黎個(gè)別線路為第四軌回流外，全都采用走行軌回流。采用走行軌回流。接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)接觸軌接觸軌架空接觸網(wǎng)架空接觸網(wǎng)上部接觸式上部接觸式下部接觸式下部接觸式剛性懸掛剛性懸掛側(cè)面接觸式側(cè)面接觸式柔性懸掛柔性懸掛接觸軌的主要優(yōu)點(diǎn)：接觸軌的主要優(yōu)點(diǎn)：使用壽命長(zhǎng)、維修量小，在地面對(duì)使用壽命長(zhǎng)、維修量小，在地面對(duì)城市景觀沒(méi)有影響，適應(yīng)于電壓較低的制式。城市景觀沒(méi)有影響，適應(yīng)于電壓較低

11、的制式。主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)：車(chē)輛不能脫離電源；電壓偏低，對(duì)于大運(yùn)量：車(chē)輛不能脫離電源；電壓偏低，對(duì)于大運(yùn)量的車(chē)輛供電，使得牽引變電所的距離較近。的車(chē)輛供電，使得牽引變電所的距離較近。北京地鐵采用了北京地鐵采用了750v接觸軌供電的方式。接觸軌供電的方式。接觸網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)接觸網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)：安全性較好，車(chē)輛可隨時(shí)落弓脫離：安全性較好，車(chē)輛可隨時(shí)落弓脫離電源；電壓較高，適應(yīng)于大運(yùn)量系統(tǒng)供電。電源；電壓較高，適應(yīng)于大運(yùn)量系統(tǒng)供電。上海、廣州地鐵均采用了上海、廣州地鐵均采用了1500v接觸網(wǎng)供電的方式。接觸網(wǎng)供電的方式。牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行方式牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行方式 牽引所牽引所1牽引所牽引所2牽引所牽引所3正

12、常運(yùn)行：雙邊供電正常運(yùn)行：雙邊供電 牽引所牽引所2牽引所牽引所3牽引所牽引所1任一牽引所解列：任一牽引所解列：“大雙邊大雙邊”供電供電 v動(dòng)力與照明供電系統(tǒng)動(dòng)力與照明供電系統(tǒng) 動(dòng)力與照明供電系統(tǒng)動(dòng)力與照明供電系統(tǒng)降壓變電所降壓變電所動(dòng)力照明動(dòng)力照明 降壓變電所降壓變電所一般于站臺(tái)兩端設(shè)降壓變電所，各負(fù)責(zé)半個(gè)車(chē)站和相鄰半個(gè)一般于站臺(tái)兩端設(shè)降壓變電所，各負(fù)責(zé)半個(gè)車(chē)站和相鄰半個(gè)區(qū)間的供電。其中一端可以和牽引變電所合建為混和變電所。區(qū)間的供電。其中一端可以和牽引變電所合建為混和變電所。兩路電源可以來(lái)兩路電源可以來(lái)自主變電所，也自主變電所，也可來(lái)自相鄰牽引可來(lái)自相鄰牽引變電所。單母線變電所。單母線分段，

13、根據(jù)系統(tǒng)分段，根據(jù)系統(tǒng)需要，也可以不需要，也可以不設(shè)分段開(kāi)關(guān)。設(shè)分段開(kāi)關(guān)。 降壓變電所的兩臺(tái)電力變壓器，其容量應(yīng)該滿足：正降壓變電所的兩臺(tái)電力變壓器，其容量應(yīng)該滿足：正常運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行，同時(shí)供電，負(fù)荷率不超常運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行，同時(shí)供電，負(fù)荷率不超過(guò)過(guò)70%。當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障解列時(shí)，自動(dòng)切除三類(lèi)負(fù)。當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障解列時(shí)，自動(dòng)切除三類(lèi)負(fù)荷，另荷，另臺(tái)變壓器可承擔(dān)該所供電范圍內(nèi)的全部臺(tái)變壓器可承擔(dān)該所供電范圍內(nèi)的全部、二級(jí)、二級(jí)負(fù)荷，以保證城市軌道交通的正常運(yùn)行。負(fù)荷，以保證城市軌道交通的正常運(yùn)行。動(dòng)力照明動(dòng)力照明采用采用380/220v三相五線制系統(tǒng)（三相五線制系統(tǒng)

14、（tn-s系統(tǒng)）配電。基本上系統(tǒng)）配電。基本上采用放射式供電，個(gè)別負(fù)荷可采用樹(shù)干式供電。采用放射式供電，個(gè)別負(fù)荷可采用樹(shù)干式供電。一類(lèi)負(fù)荷一類(lèi)負(fù)荷要求雙電源、雙電纜，供電末端自動(dòng)切換，來(lái)電要求雙電源、雙電纜，供電末端自動(dòng)切換，來(lái)電自復(fù)；自復(fù)；二類(lèi)負(fù)荷二類(lèi)負(fù)荷為雙電源、單電纜；為雙電源、單電纜；三類(lèi)負(fù)荷三類(lèi)負(fù)荷為單電源、為單電源、單電纜。單電纜。 v電力監(jiān)控系統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng) scada 控制中心控制中心主機(jī)主機(jī)通通信信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)遠(yuǎn)程控制遠(yuǎn)程控制終端終端保證控制中心對(duì)保證控制中心對(duì)主變電所、牽引主變電所、牽引變電所、降壓變變電所、降壓變電所等供電設(shè)備電所等供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、控制和數(shù)

15、據(jù)采集?？刂坪蛿?shù)據(jù)采集。遙控功能遙控功能選點(diǎn)式操作，即單控。調(diào)度員可根據(jù)站名、開(kāi)關(guān)號(hào)以及動(dòng)選點(diǎn)式操作，即單控。調(diào)度員可根據(jù)站名、開(kāi)關(guān)號(hào)以及動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行選擇操作。作狀態(tài)進(jìn)行選擇操作。選站式操作，調(diào)度員通過(guò)對(duì)所控站名、動(dòng)作狀態(tài)的選擇，選站式操作，調(diào)度員通過(guò)對(duì)所控站名、動(dòng)作狀態(tài)的選擇，按系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)出指令，進(jìn)行停送電操作。按系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)出指令，進(jìn)行停送電操作。選線式操作，調(diào)度員對(duì)運(yùn)行線名、動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行選擇，實(shí)選線式操作，調(diào)度員對(duì)運(yùn)行線名、動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)全線停送電操作?，F(xiàn)全線停送電操作。遙測(cè)功能遙測(cè)功能控制中心對(duì)各變電所的量值遙測(cè)。遙測(cè)的主要參數(shù)包括進(jìn)線、控制中心對(duì)各變電所的量值遙測(cè)。遙測(cè)的主要參數(shù)包括進(jìn)線、母線、饋線的電壓、電流、有功電度、無(wú)功電度、有功功率、母線、饋線的電壓、電流、有功電度、無(wú)