城市軌道交通供電系統(tǒng)演示文稿

1、城市軌道交通供電系統(tǒng)演示文稿第一頁，共四十三頁。學(xué)習(xí)任務(wù)認知城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備：城市軌道交通供電的系統(tǒng)；供電方式；變電所、觸網(wǎng)設(shè)備、動力照明設(shè)備系統(tǒng)；電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的認知；第二頁，共四十三頁。概論城市軌道交通電力系統(tǒng)是城市軌道交通的重要組成部分。城市軌道交通供電電源一般取自城市電網(wǎng)，通過城市電網(wǎng)一次電力系統(tǒng)和軌道交通供電系統(tǒng)實現(xiàn)輸送或變換，最后以適當(dāng)?shù)碾妷旱燃壱欢ǖ碾娏餍问剑ㄖ绷骰蚪涣麟姡┕┙o給通風(fēng)、空調(diào)、照明、通信、信號、給排水、防災(zāi)報警、電梯、電動扶梯等用電設(shè)備。第三頁，共四十三頁。全方位的服務(wù)功能 故障自救功能 系統(tǒng)的自我保護功能防止誤操作的功能方便靈活的調(diào)度功能完善的控制、顯示

2、和計量功能電磁兼容功能 軌道交通供電系統(tǒng)的功能第四頁，共四十三頁。一. 城市軌道交通供電系統(tǒng)城市軌道交通供電系統(tǒng)的構(gòu)成：外部電源；主變電所或電源開閉所；牽引供電系統(tǒng)；動力照明供電系統(tǒng)；電力監(jiān)控系統(tǒng)；第五頁，共四十三頁。1發(fā)電廠（站）；2升壓變壓器；3電力網(wǎng)；4主降壓變電站；5直流牽引變電所；6饋電線；7接觸網(wǎng)；8走形軌；9回流線。第六頁，共四十三頁。城市軌道交通供電系統(tǒng)外部電源主變電所牽引供電系統(tǒng)牽引變電所牽引網(wǎng)動力照明系統(tǒng)降壓變電所動力照明電力監(jiān)控系統(tǒng)第七頁，共四十三頁。發(fā)電廠（站）：城市電網(wǎng)發(fā)出的電能的中心；升壓變壓器：發(fā)電廠的發(fā)電機發(fā)出的電能，要先經(jīng)過升壓變壓器升高電壓；電力網(wǎng)：將高壓電

3、流通過三相傳輸線輸送到主變電所或區(qū)域變電所；主變電所：將來自城市電網(wǎng)的高壓交流電經(jīng)過降壓轉(zhuǎn)變?yōu)檐壍澜煌ㄏ到y(tǒng)中壓交流電；直流牽引變電所：將中壓交流電整流為軌道交通系統(tǒng)規(guī)定的直流電能；饋電線：將牽引變電所的直流電送到接觸網(wǎng)上城市軌道交通供電系統(tǒng)的作用第八頁，共四十三頁。接觸網(wǎng)：沿車輛走行軌假設(shè)的特殊供電線路，軌道車輛通過受流器與接觸網(wǎng)直接接觸獲得電能；走行軌道：是電動列車的走行軌，走行軌道構(gòu)成牽引供電回路的一部分，又是行車信號電路的一部分；回流線：將軌道回流回送到牽引變電所城市軌道交通供電系統(tǒng)的作用第九頁，共四十三頁。牽引變電所牽引變電所電源來自城市電網(wǎng)（110-10KV）DC1500 V(750

4、V)第十頁，共四十三頁。城市軌道交通供電系統(tǒng)具有運輸大、牽引性能好、運用效率高等優(yōu)點，由于系統(tǒng)技術(shù)要求高，安全性和可靠性就尤其的重要！城市軌道交通供電系統(tǒng)的作用第十一頁，共四十三頁。外部供電方式涉及城市電網(wǎng)和城市軌道交通系統(tǒng)的接口問題，是供電系統(tǒng)的重要組成部分。外部供電方式有三種類型：集中式供電；分散式供電；混合式供電；二. 城市軌道交通外部供電方式第十二頁，共四十三頁。第十三頁，共四十三頁。沿城市軌道交通線路，根據(jù)用電容量和線路的長短，設(shè)置專用的主變電所。主變電所一般為110kV，由主變電所變壓為內(nèi)部供電系統(tǒng)所需的電壓級，一般為10kV或35kV。由主變電所所構(gòu)成的供電方案為集中式供電。主變

5、電所應(yīng)有兩路獨立的110kV電源，上海、廣州、香港地鐵即為此種供電方式。集中式供電第十四頁，共四十三頁。電力系統(tǒng)區(qū)域骨干網(wǎng)（110kV）35kV供電環(huán)網(wǎng)牽引/降壓變電站牽引/降壓變電站城市軌道交通降壓變電站（110kV/35kV）城市軌道交通降壓變電站（110kV/35kV）第十五頁，共四十三頁。沿城市軌道交通線路沿線直接由城市電網(wǎng)引入多路電源，電源電壓等級一般為10kV，供給各牽引變電所，這種方式為分散式供電。分散式供電應(yīng)保證每座牽引變電所和降壓變電所皆能獲得雙路電源。分散式供電第十六頁，共四十三頁。電力系統(tǒng)城市供電網(wǎng)（10kV）牽引/降壓變電站牽引/降壓變電站列車供電列車供電動力照明供電動

6、力照明供電第十七頁，共四十三頁。前兩種供電方式的結(jié)合，以集中式供電為主，個別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式供電的補充，使供電系統(tǒng)更加完善和可驕傲。北京地鐵1號線和環(huán)線即為此種供電方式。由于混合供電方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備選型繁瑣，且外電源網(wǎng)亞不同，難以調(diào)度，不便管理，所以一般不被采用?；旌鲜焦╇姷谑隧?，共四十三頁。城市軌道交通系統(tǒng)是一個重要的用電部門，按規(guī)定應(yīng)為一級負荷，須提供兩路獨立的電源供電，變電所是城市電網(wǎng)根據(jù)城市的線網(wǎng)規(guī)劃，選擇不同的供電方式。集中式供電根據(jù)總?cè)萘恳笤O(shè)置主變電所；分散式供電不設(shè)主變電所；三. 變電所第十九頁，共四十三頁。變壓器；斷路器隔離開關(guān)母線熔斷器電壓互感器避雷器整流

7、器變電所的主要電氣設(shè)備第二十頁，共四十三頁。變壓器：一種變化器，用于傳遞和變換交流電能；斷路器：一種對電路進行控制和保護的高壓電氣開關(guān)、用于自動切斷負載電流和短路電流；隔離開關(guān)：高壓電氣開關(guān)，可在無負荷電流時接通和斷開電路；母線：導(dǎo)線，用于匯合和分配電能；變電所的主要電氣設(shè)備功能第二十一頁，共四十三頁。熔斷器：利用過負荷或短路電流導(dǎo)致熔體發(fā)熱熔斷原理設(shè)計的保護電氣設(shè)備；電壓互感器：用于測量、控制和保護回路用的變壓器；電流互感器：用于測量、控制和保護回路用的變流器；避雷器：防止雷電波損壞電氣設(shè)備絕緣的保護電氣；整流器：用于與牽引變壓器組合為變壓整流的變換裝置；變電所的主要電氣設(shè)備功能第二十二頁，

8、共四十三頁。采用集中式供電，需要在軌道沿線設(shè)置主變電所，對來自城市電網(wǎng)的高壓進行降壓。主變電所承擔(dān)向城市軌道交通全線提供電能的任務(wù)主變電所第二十三頁，共四十三頁。至少兩臺變壓器有開路電路的開關(guān)、匯集電流的母線、計算和控制互感器、儀表、繼電保護裝置避雷裝置調(diào)度通信裝置等等主變電所的組成第二十四頁，共四十三頁。110kV開關(guān)；開關(guān)是通、斷電路的重要設(shè)備；主變壓器；將110kV的交流電壓降至35kV的交流電；35kV開關(guān)；負責(zé)通、斷電路的開關(guān)裝置；隔離開關(guān)；閘刀。接通或切斷接入的電路；自動監(jiān)控設(shè)備；電氣設(shè)備的監(jiān)測和控制；主變電所系統(tǒng)設(shè)備及功能第二十五頁，共四十三頁。主變電所的作用A主變電所B主變電所

9、HHHHHH來自城市電網(wǎng)（110kV）來自城市電網(wǎng)（110kV）（86kV）（86kV）第二十六頁，共四十三頁。由35kV交流開關(guān)柜、整流變壓器、整流器、直流開關(guān)柜、所用交直流屏和鋼軌電位限制器等設(shè)備構(gòu)成。將來自主變電所或相鄰35kV變電所的35kV交流電源，通過整流變壓器降壓和整流器整流構(gòu)成等效24脈波直流，向接觸網(wǎng)供電，不同的給列車提供優(yōu)質(zhì)電能。一般設(shè)置在車站和車輛段附近，相鄰的牽引變電所之間距離為24km。牽引變電所第二十七頁，共四十三頁。城市軌道系統(tǒng)的環(huán)控和系統(tǒng)服務(wù)等設(shè)備都需要用電，一般是三相380V或者220V低壓供電。通過降壓變電所而獲得。構(gòu)成：35kV交流開關(guān)柜、動力變壓器、40

10、0V交流開關(guān)柜等設(shè)備繼承。附屬設(shè)備：保護裝置、計量儀表（電壓、電流等）、蓄電池、阻燃性導(dǎo)線、滅火設(shè)備等。降壓變電所第二十八頁，共四十三頁。由牽引變電所和牽引網(wǎng)組成。電能從牽引變電所經(jīng)饋電線、接觸網(wǎng)輸送給電動列車、再從電動列車經(jīng)鋼軌、回流線流回牽引變電所。四. 城市軌道交通觸網(wǎng)設(shè)備第二十九頁，共四十三頁。接觸網(wǎng)；饋電線；走行軌道；回流線；觸網(wǎng)設(shè)備和作用第三十頁，共四十三頁。根據(jù)集電靴和第三軌的配合的方式，可以分為上接觸式、側(cè)面接觸式和下接觸式。直流750V地面接觸軌制式第三十一頁，共四十三頁。架空式接觸網(wǎng)是架在走行軌道上部的接觸網(wǎng)，由電動車頂部伸出的受電弓與其接觸獲得電能。架空式接觸網(wǎng)懸掛類型分

11、類：簡單懸掛；鏈形懸掛；剛性懸掛；直流1500V架空接觸網(wǎng)制式第三十二頁，共四十三頁。簡單懸掛：結(jié)構(gòu)簡單、支柱高度低、支持裝置承受的負荷較輕，但是弛度大，彈性不均勻。鏈形懸掛：通過吊弦懸掛在承力索的懸掛成為鏈形懸掛，相比簡單懸掛來說性能優(yōu)越，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資大，施工維修都比較困難。剛行懸掛：又叫做剛性接觸網(wǎng)，由于地鐵隧道供電導(dǎo)線上方空間有限，鏈形懸掛一般采取冷拉電解銅接觸線。直流1500V架空接觸網(wǎng)制式第三十三頁，共四十三頁。柔性架空接觸網(wǎng)適用于高架、地面和地下的城市軌道交通線路；剛性架空接觸網(wǎng)適用于地下城市軌道交通線路；第三十四頁，共四十三頁。動力照明設(shè)備除了提供車站和區(qū)間的各類照明之外，

12、還提供扶梯、電機、水泵、消防等動力機械設(shè)備電源。動力照明供電系統(tǒng)由降壓變電所和動力照明配電線路組成。五. 城市軌道交通動力照明設(shè)備第三十五頁，共四十三頁。城市軌道交通動力照明系統(tǒng)示意圖降壓變電所降壓變電所相鄰降壓變電所（或地鐵主變電所）區(qū)域變電所（或地鐵主變電所）區(qū)間配電所區(qū)間配電所區(qū)間配電所車站配電所車站配電所第三十六頁，共四十三頁。電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡稱SCADA系統(tǒng)，是利用計算機控制、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、現(xiàn)代通信等技術(shù)將變電站的所有二次設(shè)備，包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝置等經(jīng)過組合和優(yōu)化，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)來提高變電站運行效率和管理水平的一體化的系統(tǒng)。SCAD

13、AS系統(tǒng)(Supervisory Control And Data Acquisition System)。被控端稱為遠方終端，即RTU (Remote Terminal Unit)六. 軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備第三十七頁，共四十三頁。遙控即遠程命令 （Tele command）;遙調(diào)即遠程調(diào)節(jié) （Tele adjusting）；遙測即遠程測量 （Tele metering）;遙信即遠程指示 （Tele indication; Tele signalization）;SCADA除了完成常規(guī)的“四遙”功能外，還可以完成數(shù)據(jù)處理和管理功能，編制各種不同的圖形、報表，提供復(fù)示終端，與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等功能，提供操作人員的在線培訓(xùn)、防誤操作以及輔助決策等功能。SCADA系統(tǒng)第三十八頁，共四十三頁。SCADA系統(tǒng)的主要任務(wù)和作用集中控制集中監(jiān)視正常狀態(tài)下實現(xiàn)合理的系統(tǒng)遠行方式；事