城市軌道交通概論 10-城市軌道交通供電系統(tǒng)

1、城市軌道交通城市軌道交通供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)城市軌道交通概論城市軌道交通概論 第十章第十章一、地鐵供電系統(tǒng)的組成與功能一、地鐵供電系統(tǒng)的組成與功能 地鐵供電系統(tǒng)是為地鐵運營提供所需電能地鐵供電系統(tǒng)是為地鐵運營提供所需電能的系統(tǒng)，它不僅為地鐵電動列車提供牽引用電，的系統(tǒng)，它不僅為地鐵電動列車提供牽引用電，而且還為地鐵運營服務的其它設(shè)施提供電能，而且還為地鐵運營服務的其它設(shè)施提供電能，如照明、通風、空調(diào)、給排水、通信、信號、如照明、通風、空調(diào)、給排水、通信、信號、防災報警、自動扶梯等。防災報警、自動扶梯等。 地鐵供電系統(tǒng)一般包括外部電源、主變電地鐵供電系統(tǒng)一般包括外部電源、主變電所（或電源開閉所）、牽

2、引供電系統(tǒng)、動力照所（或電源開閉所）、牽引供電系統(tǒng)、動力照明供電系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)。其中，牽引供電明供電系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)。其中，牽引供電系統(tǒng)包括牽引變電所和牽引網(wǎng)，動力照明供電系統(tǒng)包括牽引變電所和牽引網(wǎng)，動力照明供電系統(tǒng)包括降壓變電所和動力照明配電系統(tǒng)。系統(tǒng)包括降壓變電所和動力照明配電系統(tǒng)。 地鐵系統(tǒng)是一個重要的用電負荷。按規(guī)定應地鐵系統(tǒng)是一個重要的用電負荷。按規(guī)定應為一級負荷，即應由兩路電源供電，為一級負荷，即應由兩路電源供電， 當任何一當任何一路電源發(fā)生故障中斷供電時，另一路應能保證地路電源發(fā)生故障中斷供電時，另一路應能保證地鐵重要負荷的全部用電需要。在地鐵供電系統(tǒng)中鐵重要負荷的全部用電

3、需要。在地鐵供電系統(tǒng)中牽引用電負荷為一級負荷，而動力照明等用電負牽引用電負荷為一級負荷，而動力照明等用電負荷根據(jù)它們的實際情況可分為一級、二級或三級荷根據(jù)它們的實際情況可分為一級、二級或三級負荷。地鐵外部電源供電方案，可根據(jù)實際情況負荷。地鐵外部電源供電方案，可根據(jù)實際情況不同分為集中供電方式、分散供電方式和混合供不同分為集中供電方式、分散供電方式和混合供電方式。電方式。 在地鐵牽引供電系統(tǒng)中采用在地鐵牽引供電系統(tǒng)中采用直流供電制直流供電制，標標稱電壓為稱電壓為1500V，允許波動范圍為，允許波動范圍為1000V1800V。牽引供電系統(tǒng)包括牽引變電所和牽引網(wǎng)，牽引供電系統(tǒng)包括牽引變電所和牽引網(wǎng)

4、，牽引網(wǎng)由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道回路及回流線組牽引網(wǎng)由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道回路及回流線組成，牽引變電所和接觸網(wǎng)是牽引供電系統(tǒng)的主要成，牽引變電所和接觸網(wǎng)是牽引供電系統(tǒng)的主要組成部分。接觸網(wǎng)按其結(jié)構(gòu)可分為架空式和接觸組成部分。接觸網(wǎng)按其結(jié)構(gòu)可分為架空式和接觸軌式，按其懸掛方式又可分為柔性（彈性）接觸軌式，按其懸掛方式又可分為柔性（彈性）接觸網(wǎng)和剛性接觸網(wǎng)。習慣上，由于接觸軌式是沿線網(wǎng)和剛性接觸網(wǎng)。習慣上，由于接觸軌式是沿線路敷設(shè)的與軌道平行的附加軌，故又稱第三軌；路敷設(shè)的與軌道平行的附加軌，故又稱第三軌；而采用架空方式時，才稱為而采用架空方式時，才稱為“接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)”。 二、直流牽引供電二、直流牽

5、引供電 地鐵供電系統(tǒng)中一般設(shè)置三類變電所，即主變地鐵供電系統(tǒng)中一般設(shè)置三類變電所，即主變電所（分散式供電方式為電源開閉所）、降壓變電電所（分散式供電方式為電源開閉所）、降壓變電所及牽引降壓混合變電所。所及牽引降壓混合變電所。 主變電所是指采用集中供電方式時，接受城市主變電所是指采用集中供電方式時，接受城市電網(wǎng)電網(wǎng)35kV35kV及以上電壓等級的電源，經(jīng)其降壓后以中及以上電壓等級的電源，經(jīng)其降壓后以中壓供給牽引變電所和降壓變電所的一種地鐵變電所。壓供給牽引變電所和降壓變電所的一種地鐵變電所。 降壓變電所從主變電所（電源開閉所）獲得電降壓變電所從主變電所（電源開閉所）獲得電能并降壓變成低壓交流電。

6、能并降壓變成低壓交流電。 牽引變電所從主變電所（電源開閉所）獲得電牽引變電所從主變電所（電源開閉所）獲得電能，經(jīng)過降壓和整流變成電動列車牽引所需要的直能，經(jīng)過降壓和整流變成電動列車牽引所需要的直流電。流電。 三、變電所的分類三、變電所的分類主變電所專為城市軌道交通系統(tǒng)提供能源的樞紐專為城市軌道交通系統(tǒng)提供能源的樞紐牽引變電所為列車提供適應的電源為列車提供適應的電源降壓變電所（配電變電所）為車站、隧道動力照明負荷提供電源為車站、隧道動力照明負荷提供電源供電系統(tǒng)變電所 典型牽引降壓混合變電所差動過流延時速斷定時限過流反時限過流失靈保護（跳進線）變壓器本體溫度保護母聯(lián)自投母聯(lián)自投四、外部電源方案 城

7、市軌道交通作為城市電網(wǎng)的特殊用戶，一般用電范圍多在10km30km之間。城市軌道交通系統(tǒng)的外部電源方案，主要有集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟采用何種方式，應通過計算確定需要負荷之后，根據(jù)城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃、城市電網(wǎng)構(gòu)成特點、工程實際情況綜合分析確定。 集中式供電方案 在城市軌道交通沿線，根據(jù)用電容量和線路長短，建設(shè)專用的主變電所，這種由主變電所構(gòu)成的供電方案，稱為集中式供電。主變電所進線電壓一般為110kV，經(jīng)降壓后變成35kV或10kV，供牽引變電所與降壓變電所。主變電所應有兩路獨立的進線電源。集中式供電，有利于城市軌道交通供電形成獨立體系，便于管理和運營。上海、廣州、南京、香港、

8、德黑蘭地鐵等即為集中式供電方案。瑤臺主變電站河南主變電站三元里廣州火車站越秀公園紀念堂公園前海珠廣場赤崗客村鷺江中大曉港江南西市二宮磨碟沙車輛段新港東琶洲分散式供電方案 根據(jù)城市軌道交通供電的需要，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)，稱為分散式供電。這種供電方式一般為10kV電壓級。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電源引入點及備用容量。建設(shè)中的沈陽地鐵、長春輕軌、大連輕軌、北京城鐵、北京八通線、北京地鐵5號線等即為分散式供電方案。 混合式供電 將前兩種供電方式結(jié)合起來，一般以集中式供電為主，個別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式

9、供電的補充，使供電系統(tǒng)更加完善和可靠。這種方式稱為混合式供電。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。 混合供電方式混合供電方式五、供電系統(tǒng)中壓網(wǎng)絡 典型地鐵供電系統(tǒng)圖中壓網(wǎng)絡 通過中壓電纜，縱向把上級主變電所和下級牽引變電所、降壓變電所連接起來，橫向把全線的各個牽引變電所、降壓變電所連接起來，便形成了中壓網(wǎng)絡。 中壓網(wǎng)絡分類 根據(jù)網(wǎng)絡功能的不同，把為牽引變電所供電的中壓網(wǎng)絡，稱為牽引網(wǎng)絡；同樣，把為降壓變電所供電的中壓網(wǎng)絡稱為動力照明網(wǎng)絡。 中壓網(wǎng)絡屬性 中壓網(wǎng)絡有兩大屬性：一是電壓等級，二是構(gòu)成形式。 中壓網(wǎng)絡不是供電系統(tǒng)中獨立的子系統(tǒng)，但是它

10、卻是供電系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。它的設(shè)計牽扯到外部電源方案、主變電所的位置及數(shù)量、牽引變電所及降壓變電所的位置與數(shù)量、牽引變電所與降壓變電所的主接線等。應用 國內(nèi)既有城市軌道交通的中壓網(wǎng)絡電壓等級采用了35kV(若采用國外設(shè)備則是33kV)或10kV。北京地鐵、天津地鐵、長春軌道交通環(huán)線一期工程、大連快速軌道交通3號線的中壓網(wǎng)絡為10kV；上海地鐵1、2號線的牽引網(wǎng)絡采用了33kV，動力照明網(wǎng)絡采用了10kV；上海地鐵明珠線的牽引網(wǎng)絡采用了35kV，動力照明網(wǎng)絡采用了10kV；廣州地鐵1、2號線采用了33kV的牽引動力照明混合網(wǎng)絡；南京地鐵南北線一期工程、深圳地鐵采用了35kV的牽引動力照明混合網(wǎng)

11、絡；武漢軌道交通一期工程、重慶軌道交通較新線工程采用了10kV的牽引動力照明混合網(wǎng)絡。不同中壓網(wǎng)絡特點 (1)35kV中壓網(wǎng)絡，國家標準電壓級。輸電容量較大、距離較長；設(shè)備來源國內(nèi)；設(shè)備體積較大，占用變電所面積較大，不利于減小車站體量；設(shè)備價格適中；國內(nèi)沒有環(huán)網(wǎng)開關(guān)，因而不能用(相對于斷路器柜)價格較便宜的環(huán)網(wǎng)開關(guān)，構(gòu)成接線與保護簡單、操作靈活的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)；廣州地鐵、上海地鐵已經(jīng)采用。 (2)10kV中壓網(wǎng)絡，國家標準電壓級。輸電容量較小、距離較短；設(shè)備來源國內(nèi)；設(shè)備體積適中；設(shè)備價格較低；環(huán)網(wǎng)開關(guān)技術(shù)成熟、運營經(jīng)驗豐厚，可用其構(gòu)成保護簡單、操作靈活的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)；國內(nèi)外地鐵廣為采用。 中壓系統(tǒng)構(gòu)成

12、 對于集中式外部電源方案，牽引網(wǎng)絡和動力照明網(wǎng)絡，可以采用相對獨立的形式，即牽引動力照明獨立網(wǎng)絡，也可以共用同一個中壓網(wǎng)絡，即牽引動力照明混合網(wǎng)絡。對于分散式外部電源方案，采用牽引動力照明混合網(wǎng)絡。 牽引動力照明獨立網(wǎng)絡的特點：牽引網(wǎng)絡與動力照明網(wǎng)絡，兩者相對獨立、相互影響較??；35(33)kV較高的電壓級與較重的牽引負載相適用，而10kV較低的電壓級則與較小的動力照明負荷相適用。 牽引動力照明混合網(wǎng)絡的特點：供電系統(tǒng)的整體性比較好，設(shè)備布置可以統(tǒng)籌考慮。 牽引網(wǎng)絡與動力照明網(wǎng)絡，可以采用同一個電壓級，也可以采用兩個不同電壓級。 目前，我國城市軌道交通工程有的采用了牽引動力照明混合網(wǎng)絡，有的則

13、采用了牽引動力照明獨立網(wǎng)絡；國外有的地鐵采用了牽引動力照明獨立網(wǎng)絡。構(gòu)成原則 (1)滿足安全可靠的供電要求； (2)滿足潮流計算要求，即設(shè)備容量及電壓降要滿足要求； (3)滿足負荷分配平衡的要求； (4)滿足繼電保護的要求； (5)滿足運行管理、倒閘操作的要求； (6)每一個牽引變電所、降壓變電所均應有兩路電源； (7)系統(tǒng)接線方式盡量簡單； (8)供電分區(qū)應就近引入電源，必要時可從負荷中心處引入電源，盡量避免返送電； (9)全線牽引變電所、降壓變電所的主接線盡量一致； (10)滿足設(shè)備選型要求。獨立35(33)kV牽引網(wǎng)絡獨立10kV動力照明網(wǎng)絡的接線方式 lA型：牽引變電所主接線為單母線；

14、牽引變電所的進線與出線，均采用斷路器；牽引變電所的兩路電源，來自于同一個主變電所的不同母線；該類型接線適用于位于線路起始部分、線路終端部分、主變電所附近的牽引變電所電源引入。 lB型：牽引變電所主接線為單母線；牽引變電所的進線與出線，均采用斷路器；兩個牽引變電所為一組；這一組牽引變電所的兩路電源，來自于同一個主變電所的不同母線，每個牽引變電所均從主變電所接入一路主電源，兩個牽引變電所通過聯(lián)絡電纜實現(xiàn)電源互為備用；該類型接線適用于位于線路起始部分、線路終端部分的牽引變電所電源引入。 lC型：牽引變電所主接線為單母線；牽引變電所的進線與出線，均采用斷路器；兩個牽引變電所為一組；這一組牽引變電所的兩

15、路電源，來自于不同的主變電所，左側(cè)牽引變電所從左側(cè)主變電所接入一路主電源，右側(cè)牽引變電所從右側(cè)主變電所接入一路主電源，兩個牽引變電所通過聯(lián)絡電纜實現(xiàn)電源互為備用；該類型接線適用于位于兩個主變電所之間的牽引變電所電源引入。 lD型：牽引變電所主接線為單母線；牽引變電所的進線與出線，均采用斷路器；牽引變電所的兩路電源，來自于左右兩側(cè)不同的主變電所；該類型接線適用于位于兩個主變電所之間的牽引變電所電源引入。10kV動力照明網(wǎng)絡的接線方式 全線的降壓變電所被分成若干個供電分區(qū)，每個供電分區(qū)一般不超過3個地下站；每一個供電分區(qū)均從主變電所(或中心降壓變電所)的35(33)/10kV主變壓器，就近引入兩路

16、10kV電源；中壓網(wǎng)絡采用雙線雙環(huán)網(wǎng)接線方式；相鄰供電分區(qū)間通過環(huán)網(wǎng)電纜聯(lián)絡；降壓變電所主接線采用分段單母線形式；降壓變電所進線開關(guān)采用斷路器。該接線方式運行靈活。六、牽引變電所施工準備 組建施工機構(gòu) 技術(shù)準備工機具準備材料準備設(shè)備運輸進所變壓器開關(guān)柜配電屏蓄電池備品備件接地裝置施工室內(nèi)接地母線制安室外地網(wǎng)施工電纜橋、支架施工電纜橋、支架安裝電纜非標支架安裝橋、支架接地線制安設(shè)備安裝交流開關(guān)柜對接、固定、充氣直流開關(guān)柜對接，對地絕緣處理，固定配電屏固定安裝配電屏柜補裝元器件及配線蓄電池安裝、充放電及維護電纜施工電纜運輸?shù)剿娎|展放整理、綁扎、掛牌電纜頭制作與設(shè)備或端子連接試驗、試驗高壓電纜調(diào)試

17、開關(guān)柜試驗設(shè)備功能調(diào)試繼電器保護整定系統(tǒng)聯(lián)調(diào)工程收尾孔洞封堵模擬盤制安編號粘貼設(shè)備防火器材配置防鼠板制安驗收、整改受電、開通受電空載試運行直流饋線短路試驗進入保質(zhì)期測試通道1測試通道2測試通道3高速記錄儀引出銅導線電流鉗型線夾專用測試線走行軌接觸網(wǎng)（軌）分流器正母線負母線電流互感器七、牽引網(wǎng) 牽引網(wǎng)是包括了接觸網(wǎng)、鋼軌回路（包括大地）、饋電線和回流線的一個大的范疇，它是軌道交通供電系統(tǒng)中向電動車組供電的直接環(huán)節(jié)。 接觸網(wǎng)是一種懸掛在軌道上方沿軌道敷設(shè)的和鐵路軌頂保持一定距離的輸電網(wǎng)。通過電動車組的受電弓（或受電流器）和接觸網(wǎng)的滑動接觸，牽引電能就由接觸網(wǎng)進入電動車組，驅(qū)動牽引電動機使列車運行。

18、 饋電線是連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導線，它把經(jīng)牽引變電所變換成合乎牽引制式用的電能饋送給接觸網(wǎng)。 軌道在非電牽引情況下只作為列車的導軌。在電力牽引時，軌道除仍具有導軌功能外還需要完成導通回流的任務，因此，電力牽引的軌道，還需要具有暢通導電的性能。 回流線是連接軌道和牽引變電所的導線，通過回流線吧軌道中的回路電流導入牽引變電所。牽引網(wǎng)工作特點 （1）沒有備用 牽引負荷時重要的一級負荷，向牽引變電所供電的電源線均設(shè)置兩個回路，牽引變電所內(nèi)主變壓器及其他重要設(shè)備也在設(shè)計中考慮了備用措施，一旦主電源、主要設(shè)備故障時，備用電源、備用設(shè)備可及時投入運行，以保證對接觸網(wǎng)的不間斷供電。接觸網(wǎng)由于與電動車組在空

19、間上的關(guān)系，和軌道一樣無法采取備用措施。所以一旦接觸網(wǎng)故障，整個供電區(qū)間即全部停電，在其間運行的電動車組失去電能供應，列車停運。 （2）經(jīng)常處在動態(tài)運行狀態(tài)中 和一般的電力線路只在兩點間固定傳輸電能的作用不同，在接觸網(wǎng)下沿線有許多電動車組告訴運動取流。電動車組受電弓（或受流器）以對接觸網(wǎng)一定的壓力和速度與接觸網(wǎng)接觸摩擦運行，通過接觸網(wǎng)的電流很大。運行中不可避免地會產(chǎn)生受電弓離線而引起電弧，再加上在露天區(qū)段還要承受風、霧、雨、雪及大氣污染的作用，使接觸網(wǎng)晝夜不停的處在振動、摩擦、電弧、污染、伸縮的動態(tài)運行之中。這些因素對接觸網(wǎng)各種線索、零件都產(chǎn)生惡劣影響，使其發(fā)生故障的可能性較一般電力線路的概率

20、要大得多。 （3）結(jié)構(gòu)復雜，技術(shù)要求高 接觸網(wǎng)的運行環(huán)境和運行特點決定了接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)較一般電力線路有很大的不同，為了保證電動車組安全、可靠、質(zhì)量良好地從接觸網(wǎng)取流，接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較復雜，技術(shù)要求也比較高，如對接觸網(wǎng)導線的高度、拉力值、定位器的坡度，接觸網(wǎng)的彈性、均勻度等都有定量的要求。接觸網(wǎng)基本要求 接觸網(wǎng)的故障狀態(tài)主要是指接觸網(wǎng)與電動車組受電弓（或受流器）滑板的接觸和導電情況。從電路要求上，為保證良好的導電情況，滑板與接觸線的接觸應保持一定的接觸壓力。在電動車組靜止時，接觸壓力可以保持不變。當電動車組運行時，滑板跟著運動，與接觸網(wǎng)形成滑動摩擦接觸。這時，如能繼續(xù)保持一定的接觸壓力，不間斷的向

21、電動車組供電，接觸網(wǎng)才處于良好的跟著狀態(tài)。因此，為了盡量保證對電動車組良好的供電，對接觸網(wǎng)有一些基本的要求： （1）.接觸網(wǎng)懸掛硬彈性均勻、高度一致，在高速行車和惡劣的氣象條件下，能保證正常取流。 （2）.接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)應力求簡單，并保證在施工和運營檢修方面具有充分的可靠性和靈活性。 （3）.接觸網(wǎng)的壽命應盡量長，具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力。 （4）.接觸網(wǎng)的建設(shè)應注意節(jié)約有色金屬及其他車貴重材料，以降低成本。接觸網(wǎng)分類及特點 接觸網(wǎng)分為架空式接觸網(wǎng)和接觸軌式接觸網(wǎng)（又稱第三軌）。架空式接觸網(wǎng)用于城市地面或地下、鐵路干線、工礦的電力牽引線路。接觸軌式接觸網(wǎng)一般用于凈空受限的地下電力牽引。我國在地

22、鐵軌道系統(tǒng)中，架空式和接觸軌式均有采用。我國北京地鐵采用的是接觸軌式接觸網(wǎng)，上海和廣州均采用了架空式接觸網(wǎng)。接觸軌式饋電 城市軌道交通的接觸軌饋電方式中向車輛饋電的接觸軌(根據(jù)集電靴和接觸軌配合的方式，分為上磨式、上磨式和側(cè)磨式等形式，如圖4.1所示)設(shè)置在車輛的走行軌旁。上磨式接觸軌結(jié)構(gòu)如圖4.2所示，主要由接觸軌、端部彎頭、防爬器、隔離開關(guān)和防護罩等組成，并由絕緣子支撐。與之相配合，車輛采用集電靴受流。接觸軌具有使用壽命長、維修量小、結(jié)構(gòu)簡單和運行費用低等優(yōu)點，它能充分利用隧道空間，但接觸軌系統(tǒng)距地面很近無法做到全方位的人員接近防護，在隧道內(nèi)保養(yǎng)、檢修或在車庫內(nèi)檢修時應特別注意安全。接觸軌

23、結(jié)構(gòu)分類上磨式接觸軌結(jié)構(gòu)上磨式接觸軌結(jié)構(gòu) 接觸網(wǎng)饋電 城市軌道交通的接觸網(wǎng)饋電方式中向車輛饋電的接觸網(wǎng)設(shè)置在車輛的走行軌上方，沿走行軌中心呈“之”字形走向，有柔性懸掛、彈性懸掛和剛性懸掛三種方式，彈性懸掛和剛性懸掛方式只能用于隧道中。柔性懸掛方式的接觸網(wǎng)采用全補償(正線)或半補償(站場或岔線)簡單鏈型懸掛，由接觸導線、承力索、吊弦、導電連接線、輔助饋電線、絕緣子、墜坨和支持裝置等構(gòu)成；彈性懸掛則需要采用特制的專用彈性定位器，由接觸導線、導電連接線、輔助饋電線、彈性定位器等構(gòu)成；剛性懸掛方式的接觸網(wǎng)則由接觸導線、匯流排和絕緣子等構(gòu)成。與之相配合，車輛采用受電弓受流。 柔性懸掛 這種懸掛形式不受線

24、路位置的影響。在隧道內(nèi)采用這種懸掛方式約需要500 mm左右的安裝空間，接觸網(wǎng)張力約30 kN，全補償。在國內(nèi)，廣州l號線全線、上海地鐵l號線地面段、明珠線和在建的廣州2號線地面段、深圳地鐵全線和天津城軌濱海線采用了這種方式。地面上的接觸網(wǎng)采用柔性懸掛形式?？紤]到地面存在大氣雷電的侵害， 因此隨接觸網(wǎng)架設(shè)有一條接地保護線， 并且在站場等重要場所增設(shè)避雷器。為了保證受電弓運行的連續(xù)性，通常在采用彈性懸掛和剛性懸掛接觸網(wǎng)的隧道口設(shè)置一定距離的過渡段，然后再與柔性接觸網(wǎng)連接。彈性懸掛 這種懸掛方式僅適用于隧道，需要采用一種懸掛專用的彈性定位器，接觸網(wǎng)張力約1 5kN，半補償。在國內(nèi)，上海地鐵1號線就

25、在隧道中采用了彈性懸掛方式。采用這種方式需要約450 mm左右的安裝空間。實驗室內(nèi)的單導線隧道簡單彈性懸掛，對于城市軌道交通，這種懸掛方式通常采用雙導線簡單彈性懸掛。 彈性支座作支持部件彈性支座懸掛裝置軟橫跨支持的簡單彈性懸掛鏈型懸掛 接觸線通過吊弦懸掛到承力索上的懸掛。 彈性結(jié)構(gòu)均勻，跨度均勻 施工復雜，投資大、維修困難。 滿足最高時速120KM的需要。鏈型懸掛剛性懸掛 這種懸掛方式同樣僅適用于隧道。剛性懸掛實際上就是把第三軌放置在了隧道的頂部，安裝高度約400 mm，但需要借助特殊的安裝工具。在國內(nèi)，廣州地鐵2號線中的地下線路將采用這種方式。 初始成本高，維護和修理作業(yè)容易，維護費用低，壽

26、命可達30年。 滿足最高時速120KM的要求。接觸軌和接觸網(wǎng)饋電方式的比較接觸軌和接觸網(wǎng)饋電方式的比較 接觸軌和接觸網(wǎng)饋電方式的比較接觸軌式架空式系統(tǒng)構(gòu)成簡單復雜導電部分材質(zhì)摻鋁鋼軌銅或銅合金線材單位電阻率(20)Q/ m01250.0178實際截面積mm6 400-7 000 (等效銅截面積約為850 mm)約850(接觸導線2150或2120；導電承力索2150；輔助饋線2150)剛性為l 400所需支撐點相對多相對少允許車輛最高運行速度km h90 l20系統(tǒng)造價低相對較高維護工作量小相對較大在隧道中所需空間帶電的第三軌在走行軌側(cè)方，距走行軌中心1.4 m,高0.44 m。相對較大(與隧

27、道挖掘方式和采用懸掛方式有關(guān))帶電的接觸網(wǎng)在走行軌上方，距軌面 高度在4 m以上。安全性線路必須完全封閉，運行中發(fā)生突發(fā)性事件時必須得到可靠停電通知后或是采用特殊方法方可組織乘客轉(zhuǎn)移，或是進行事件現(xiàn)場處理。線路可以不完全封閉，運行中發(fā)生突發(fā)性事件時車輛可以脫離帶電接觸網(wǎng)，立即組織乘客轉(zhuǎn)移或是進行事件現(xiàn)場處理。在地面上對 城市景觀的影響小有一定影響，需要精心設(shè)計八、SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition） 電力監(jiān)控SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）又稱為遠動監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，主要用以實

28、現(xiàn)對遠方電力運行設(shè)備的監(jiān)視和控制，以提高供電安全運行水平。SCADA簡介 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要通過“四遙”實現(xiàn)其監(jiān)控功能，即遙控、遙測、遙信和遙調(diào)。遙控是調(diào)度所對遠方變電站被控對象（開關(guān)等）進行操作；遙測是將變電站被測對象的數(shù)值（電流、電壓等）傳送到調(diào)度所；遙信是將變電站被控對象（開關(guān)位置等）的狀態(tài)信息傳送到調(diào)度所；遙調(diào)是調(diào)度所對遠方變電站工作狀態(tài)和參數(shù)（變壓器輸出電壓等）進行調(diào)整。另外電力監(jiān)控系統(tǒng)還具有其他管理功能，例如報表管理、事故回放、故障分析、信息管理和技能培訓等功能。 城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即有調(diào)度控制中心、車輛段監(jiān)控和供電復示系統(tǒng)、主變電所系統(tǒng)及車站變電所子站系統(tǒng)

29、。沈陽地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng) SCADA系統(tǒng)電力監(jiān)控中心通信通道變電所綜合自動化系統(tǒng)牽引降壓混合變電所綜合自動化系統(tǒng)降壓變電所綜合自動化系統(tǒng)主變電所綜合自動化系統(tǒng) 沈陽地鐵一號線中央監(jiān)控系統(tǒng)中控制中心選用DSC-9000U自動化系統(tǒng)，其主要設(shè)備包括以太網(wǎng)交換機、系統(tǒng)服務器、web服務器、打印服務器、操作員工作站、系統(tǒng)維護工作站、網(wǎng)絡打印機以及網(wǎng)絡連接附件等 變電所自動化綜合系統(tǒng)采用國電南自NDT650自動化系統(tǒng)，其采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站級管理層、網(wǎng)絡通信層和間隔設(shè)備層。 站間管理層設(shè)備包括控制信號盤及盤內(nèi)的通信交換機、交換機、一體化監(jiān)控計算機； 網(wǎng)絡通信層是兩個獨立的以太網(wǎng)接口，互為備用； 間隔管

30、理層是分散安裝于供電設(shè)備就地的微機保護測控、信息采集等裝置。第四節(jié)第四節(jié) 城軌供電系統(tǒng)的特點城軌供電系統(tǒng)的特點 九、城市軌道交通雜散電流九、城市軌道交通雜散電流1、雜散電流的形成流經(jīng)牽引軌的牽引電流泄漏到隧道或道床等結(jié)構(gòu)鋼上的電流就是雜散電流，也稱做迷流。 第四節(jié)第四節(jié) 城軌供電系統(tǒng)的特點城軌供電系統(tǒng)的特點 2、雜散電流的影響和危害 雜散電流會對地鐵中的電氣設(shè)備、設(shè)施的正常運行造成不同程度的影響，以及對隧道、道床的結(jié)構(gòu)鋼和附近的金屬管線造成危害 。第四節(jié)第四節(jié) 城軌供電系統(tǒng)的特點城軌供電系統(tǒng)的特點 3、地下金屬結(jié)構(gòu)被雜散電流腐蝕的基本原理 (1)腐蝕過程電池為A鋼軌（陽極區(qū)）B道床、土壤C金屬

31、管線（陰極區(qū)）；電池為D金屬管線（陽極區(qū)）E土壤、道床F鋼軌（陰極區(qū)）。 (2)腐蝕特點雜散電流腐蝕一般的特點有腐蝕激烈、集中于局部位置；當有防腐層時，又往往集中于防腐層的缺陷部位。 項目自然腐蝕雜散電流腐蝕鋼 鐵外觀孔蝕傾向較小，有黃色或黑色的質(zhì)地較疏松的銹層，創(chuàng)面邊緣不整齊，清除腐蝕產(chǎn)物后創(chuàng)面較粗糙?？孜g傾向大，創(chuàng)面光滑，有時是金屬光澤，邊緣較整齊，腐蝕產(chǎn)物似碳黑色細粉狀，有水分存在時，可明顯觀察到電解跡象。環(huán)境幾乎在土壤中均可發(fā)生。一般土壤電阻率大于10000cm環(huán)境下，腐蝕較困難。鉛外觀腐蝕均勻，有空洞時亦表現(xiàn)淺皿狀，腐蝕物為不透明的粉狀物?？斩磧?nèi)面粗糙，創(chuàng)面呈壕狀，長行分布不勻或沿電

32、纜呈一直線分布，腐蝕物為透明的或白色的結(jié)晶物。環(huán)境水的PH值一般在6.88.5范圍之外，氯化物濃度大。地下水為中性，普遍會有氯化物，碳酸鹽，硫酸鹽。4、雜散電流腐蝕的防護雜散電流的防護原則軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)中，只要用走行軌兼做回流導體，雜散電流的產(chǎn)生是不可避免的。為了減少雜散電流的危害，就應當設(shè)法減少雜散電流量。這就需要采取有效的防雜散電流措施，使雜散電流量控制在允許的范圍內(nèi)。雜散電流的防護工程基本上采用“以防為主，以排為輔，防排結(jié)合，加強監(jiān)測”的原則。 以防為主 控制所有可能的雜散電流泄漏途徑，減少雜散電流進入軌道交通系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)、設(shè)備以及沿線附近相關(guān)設(shè)施的結(jié)構(gòu)鋼筋。具體實施時，由于

33、涉及到的專業(yè)多，各專業(yè)、各工種必須緊密配合，尤其在施工設(shè)計階段更要考慮綜合防治措施，盡量減少直流系統(tǒng)與其他建筑物的電氣連接?？刹扇〉拇胧┯?牽引變電所內(nèi)和區(qū)間的直流供電設(shè)備在安裝時與結(jié)構(gòu)鋼筋和結(jié)構(gòu)主體絕緣安裝；走行軌道在施工時，采用與軌道道床絕緣的安裝方式；由外界引入軌道交通內(nèi)部或由軌道交通內(nèi)部引出的金屬管線均應進行絕緣處理后方可引入和引出；在軌道交通線內(nèi)部設(shè)立結(jié)構(gòu)鋼筋電氣連通，把所有結(jié)構(gòu)鋼筋和接地點連接在一起，將泄漏的雜散電流排流回直流系統(tǒng)。 以排為輔 設(shè)置雜散電流的收集系統(tǒng)。此收集系統(tǒng)為雜散電流從回流軌上泄漏后遇到的第一道小電阻的回流通道，可以將雜散電流盡量限制在本系統(tǒng)內(nèi)部，防止雜散電流向

34、本系統(tǒng)以外泄漏。 高架區(qū)段雜散電流排流系統(tǒng) 上海市軌道交通高架線路一般采用現(xiàn)澆混凝土簡支箱梁結(jié)構(gòu)形式，箱梁與橋墩之間通過板式橡膠支座安裝，起到絕緣安裝的效果。在雜散電流防護系統(tǒng)中，現(xiàn)澆混凝土簡支箱梁內(nèi)部的表面鋼筋網(wǎng)與主體結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)焊接，作為收集和排流的通道，是雜散電流防護的第一道防線。用銅排引出結(jié)構(gòu)表面作為排流銅端子，利用11502電纜把每段現(xiàn)澆混凝土簡支箱梁的排流銅端子連接起來，再通過安裝在變電所內(nèi)的排流柜，把散落在區(qū)間的雜散電流排流到直流供電系統(tǒng)，起到雜散電流的防護作用。同時，銅端子也可作為雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測點。盾構(gòu)隧道區(qū)間雜散電流排流系統(tǒng) 盾構(gòu)隧道區(qū)間是由圓形管片一片一片通過螺栓連接

35、在一起，每個盾構(gòu)管片內(nèi)有結(jié)構(gòu)鋼筋。在隧道內(nèi)安裝的管片是預制的。按雜散電流專業(yè)的要求，每個管片內(nèi)結(jié)構(gòu)鋼筋成網(wǎng)狀，焊接在一起，使管片內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋電氣連通，通過鋼墊圈將電氣連接點良好引出。隧道管片拼裝作業(yè)時，通過螺栓和螺母將各隧道管片結(jié)構(gòu)鋼筋全部電氣連通，形成等電位體。環(huán)、縱兩向通過螺栓將每塊管片、每環(huán)管片連成一體，形成一個法拉第籠，對地鐵進行電氣屏蔽，以防止地鐵雜散電流對外泄漏，減少對地下環(huán)境的污染。整體道床雜散電流排流系統(tǒng) 整體道床用于地下區(qū)間隧道內(nèi)時，由于整體道床位于走行軌的下面，與軌道距離最近，最容易直接收集軌道泄漏的雜散電流。因此，在盾構(gòu)隧道內(nèi)，利用整體道床內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的電氣連接，建立主要

36、雜散電流的收集網(wǎng)，最能從根本上解決雜散電流的防護問題。但整體道床的設(shè)計需考慮地震等自然條件的影響。在一定位置設(shè)沉降縫，在沉降縫位置引出道床鋼筋連接銅端子，用11502電纜將沉降縫兩側(cè)道床結(jié)構(gòu)鋼筋進行電氣連接，然后通過牽引變電所的排流柜將雜散電流排流回直流系統(tǒng)，起到雜散電流防護的作用。同時，引出的銅端子為雜散電流的監(jiān)測提供了直接監(jiān)測點。 整體道床用于高架區(qū)間時，由于現(xiàn)澆混凝土簡支箱梁形式的采用，雜散電流基本BuB上得到控制，因此，在該整體道床內(nèi)部的結(jié)構(gòu)鋼筋不再做雜散電流防護電氣連接，只作為結(jié)構(gòu)主鋼筋起加固作用。5、雜散電流的監(jiān)測 地鐵雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)原理框圖 成都地鐵供電方式簡介 成都地鐵供電系

37、統(tǒng)采用集中供電方式，系統(tǒng)包含電業(yè)局地區(qū)變電所與軌道交通主變電所之間的輸電線路、軌道交通供電系統(tǒng)內(nèi)部牽引降壓輸配電網(wǎng)絡、直流牽引供電網(wǎng)和車站低壓配電網(wǎng)；供電系統(tǒng)由主變電所、高壓/中壓供電網(wǎng)絡、牽引供電系統(tǒng)、動力照明配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、接觸網(wǎng)系統(tǒng)、雜散電流防護和接地系統(tǒng)、供電車間等組成。軌道交通供電系統(tǒng)的主要功能如下：成都地鐵供電方式簡介 接受、分配電能：主變電所的主變壓器將110KV高壓電變換成35KV中壓電、35KV供電網(wǎng)絡將電能分配到每一個車站和車輛段內(nèi)的牽引變電所和降壓變電所。 降壓整流及機車牽引電能：牽引變電所將35KV中壓電降壓整流為1500V直流電，1500V直流電通過線路上方的

38、架空剛性牽引網(wǎng)不間斷地供給運行中的電動列車，保證電動列車的安全 、可靠。成都地鐵供電方式簡介 降壓及動力配電：降壓變電所將35KV中壓電降壓為380/220V低壓電，向車站的各種動力、照明設(shè)備供電，保證車站各種設(shè)備的正常運行，為乘客提供一個安全舒適的乘車環(huán)境。 供電系統(tǒng)各級供電電壓網(wǎng)絡具有正常運行情況下的控制、測量、監(jiān)視和計量功能，正常運行方式和事故運行方式下的安全操作聯(lián)鎖功能。故障運行情況下，供電系統(tǒng)具有故障自救功能，自我保護功能。成都地鐵供電方式簡介 成都地鐵供電系統(tǒng)采用110KV和35KV兩級電壓制的集中供電方式，并結(jié)合地鐵網(wǎng)絡的供電需求，為今后地鐵線網(wǎng)的發(fā)展提供供電條件。每座主變電所配

39、置兩臺110/35KV帶有有載調(diào)壓開關(guān)的主變壓器，由地區(qū)變電站提供兩回專用線路對兩臺主變壓器獨立供電，以保證供電可靠性和供電質(zhì)量。110KV變換成35kV電壓后通過35KV供電環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡分別向設(shè)置在各地鐵車站的牽引（降壓混合）變電所和降壓變電所供電。成都地鐵供電方式簡介 牽引供電系統(tǒng)采用DC1500V的供電方式。電力經(jīng)牽引（降壓混合）變電所兩臺牽引整流機組降壓和整流后輸出1500V直流，經(jīng)牽引網(wǎng)系統(tǒng)向列車的牽引用電負荷供電；牽引網(wǎng)最高、最低供電電壓水平滿足有關(guān)行業(yè)規(guī)定和車輛運營特性的要求；牽引供電系統(tǒng)容量按遠期運營用電負荷確定。牽引（降壓混合）變電所設(shè)兩套整流機組，接于同一段35KV母線，構(gòu)成等效二十四脈波整流。當一個牽引變電所故障時，通過閉合該牽引變電的越區(qū)開關(guān)，由兩相鄰牽引變電所共同承擔該牽引變電所的牽引供電負荷，實現(xiàn)雙邊供電。 成都地鐵供電方式簡介 動力照明供電系統(tǒng)電壓為交流380/220V。一般情況下，車站設(shè)一個降壓變電所，當車站用電負荷較大時，根據(jù)需要增加設(shè)置跟隨式降壓變電所，每個降