地鐵工程供電系統(tǒng)設(shè)計講座

成都地鐵工程設(shè)計講座2017年5月成都匯報人：常新亮供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)概述變電所選址和中壓網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)牽引變電所及降壓變電所接觸網(wǎng)電力監(jiān)控雜散電流供電車間綜合接地其他1供電系統(tǒng)概述功能：滿足供電安全、可靠、經(jīng)濟、合理的要求，為軌道交通系統(tǒng)的各種用電設(shè)備提供能源，確保列車和各機電設(shè)備系統(tǒng)的正常運行?！兜罔F設(shè)計規(guī)范》（GB50157-2013）“15.1.18牽引網(wǎng)電壓等級可分為直流750V和直流1500V，牽引網(wǎng)饋電形式可分為接觸軌和架空接觸網(wǎng)?！薄兜罔F設(shè)計規(guī)范》（GB50157-2013）“15.1.26低壓配電電壓應(yīng)采用220/380V。地鐵的電源從哪里來？成都電網(wǎng)500千伏變電站5座，220千伏變電站41座，110千伏變電站157座。(摘自國電成都公司網(wǎng)站)城市電網(wǎng)。按照GB/T156-2007《標準電壓》的規(guī)定，我國確定了750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、35kV、10kV、6kV這幾種標準電壓等級。我國在不同的城市和地區(qū)也按照各地實際需求逐級建立了區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)。1供電系統(tǒng)概述集中式供電方式

從城市電網(wǎng)引入110kV電源，在主變電所經(jīng)過110/35kV降壓后，通過環(huán)網(wǎng)電纜供到該主所供電范圍內(nèi)的各個牽引變電所（將35kV轉(zhuǎn)換成DC1500V）和降壓變電所（將35kV轉(zhuǎn)換成AC380V）。分散式供電方式

在地鐵沿線就近引入10kV電源，供到相鄰的牽引變電所和降壓變電所。1供電系統(tǒng)概述目前國內(nèi)大多數(shù)城市和成都軌道交通采用該方式。集中供電方式1供電系統(tǒng)概述分散供電方式目前國內(nèi)北京等少數(shù)城市地鐵和有軌電車線路采用分散式供電方式。1供電系統(tǒng)概述項目集中供電方式分散供電方式供電可靠性高。1、城市軌道交通供電系統(tǒng)有獨立可靠的電源和專用110kV主變電所，受外界因素影響小。2、110kV電網(wǎng)為高壓輸電網(wǎng)，設(shè)備制造和運營管理標準高，故障率低。3、每座主變電所與城市電網(wǎng)僅有兩處接口，系統(tǒng)接線簡單，事故概率小。4、主變電所間和每座主變電所的兩回進線電源間可以相互支援，故障情況下可通過倒閘操作恢復(fù)供電，故障影響小。較高1、城市軌道交通供電系統(tǒng)電源來自35（10）kV電網(wǎng)，受外界因素影響大。2、35（10）kV電網(wǎng)直接向一般用戶供電，故障率高。3、城市軌道交通供電系統(tǒng)與城市電網(wǎng)的接口多，倒閘操作復(fù)雜，事故概率大。供電質(zhì)量相當對城市電網(wǎng)的影響1、110kV電網(wǎng)容量大，允許接入的整流負荷較大。整流負荷經(jīng)兩級變壓器轉(zhuǎn)換后，已經(jīng)大大減少了對電網(wǎng)中其它用戶的影響。2、若采取措施減小影響，需要投資較小。1、35（10）kV電網(wǎng)容量較小，整流產(chǎn)生的高次諧波直接進入35（10）kV用戶網(wǎng)，對電網(wǎng)中其它用戶的影響較大。2、若采取措施減小影響，需要投資較大。運營管理與城市電網(wǎng)的接口少、城市軌道交通內(nèi)部供電自成系統(tǒng)，調(diào)度和運營管理方便。與城市電網(wǎng)的接口多，調(diào)度和運營管理環(huán)節(jié)多，故障情況下的轉(zhuǎn)電操作復(fù)雜。實施難易程度只涉及城市電網(wǎng)的幾座220（110）kV變電站的增容改造，工程量小，涉及面小，外部電源建設(shè)相對容易。涉及到城市電網(wǎng)的數(shù)十座110或35（10）kV變電站的增容改造或新建，工程量大，涉及面大，外部電源建設(shè)相對困難。目前，成助都地杯區(qū)普砍通地雨鐵的貪供電聚系統(tǒng)同采用獲11鈴0/暫35獎kV貪兩級和電壓想集中普供電僚方式薪，牽狼引供犬電系味統(tǒng)和互動力冒照明競配電綿系統(tǒng)許共用葡35盛kV衡供電場網(wǎng)絡(luò)麥。市域快蠶鐵的供棕電系胸統(tǒng)采狡用1程10燥/25k渡V兩級頁電壓昆集中址供電殖方式壞，動熄力照耗明配愧電系品統(tǒng)采治用11壺0/35/0伐.3瞎8kV否供電讓方式斃。1供電診系統(tǒng)隨概述1供電凱系統(tǒng)灑概述-設(shè)計涂流程供電系統(tǒng)的構(gòu)成：（1）外部電源（主變電站或開閉所）（2）供電系統(tǒng)中壓網(wǎng)絡(luò)（3）牽引和降壓供電系統(tǒng)（4）接觸網(wǎng)（5）電力監(jiān)控（6）雜散電流腐蝕防護及綜合接地（7）供電車間三大“專句業(yè)”三小“專后業(yè)”2變電詢所選肢址和片中壓贏網(wǎng)絡(luò)怠結(jié)構(gòu)主變電所選址供電計算及牽引變電所設(shè)置方案中壓環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)2變電貞所選餓址和蹈中壓炕網(wǎng)絡(luò)捐結(jié)構(gòu)（主幻玉變電愛所的榜系統(tǒng)潛構(gòu)成覺不在鴨本章階節(jié)內(nèi)邀容里喚介紹婦。）主變努電所A主變殲電所B11旗0k晃V電源輸點11遲0k謙V電源完點11愿0k窗V電源項點11幣0k懶V電源弄點降壓絹變電核所牽引氣變電走所39主變遠電站戚設(shè)置桂原則地鐵線柜網(wǎng)和篩本工處程的形關(guān)聯(lián)險性，扮換乘清站數(shù)報量電源引呼入的瓣便利末性，晶主變江電站苦至城限市電敬網(wǎng)電激源距飼離不暈?zāi)芴冗h主變電站攤的位婆置條華件盡可能裂靠近障軌道宰交通俱線路地形條烏件，莫避免殼設(shè)在盯坍塌毒或高料填土習(xí)方地嗓區(qū)維護管太理和塘生活鄉(xiāng)豐條件臭，避取免設(shè)心在空拴氣污俗穢及厭土壤夠中電讓阻率費過高是和有衛(wèi)劇烈晌震動救的地河區(qū)與城市檢規(guī)劃杠相協(xié)協(xié)調(diào)，浸應(yīng)注脂意與則外界生的景醬觀協(xié)充調(diào)。需綜合券考慮識主變左電站能容量加的選央擇。規(guī)劃主現(xiàn)變電團站的牽順序鄉(xiāng)豐。先名期實壘施的冶線路膽，對傭應(yīng)的安相關(guān)武主變叉電站秋優(yōu)先辭建設(shè)戒。2主變鬧電所胡設(shè)置糟原則要有地要有電離線路要近線路輸入戒：平浴縱斷磁面資仿料；車輛輸入：A、B、C型車、供濤電電毛壓、與動拖蝕比、速度根、加速圖情況端、制動愉等。行車養(yǎng)輸入：行掛車對犧數(shù)、爪速度覽曲線沸、能捷耗、開旅行額速度曠等。1'9"1'27"K16920m1120mK16+334草場坡站1305m920mK15+414南稍門站300.03.0200.02.0350.010.1550.02.0250.0里程線路平面線路縱斷面電流A3500300025002000150010005000時間s6050403020100km/h速度10090807060504030201002變電糖所選侍址和景中壓晌網(wǎng)絡(luò)她結(jié)構(gòu)2變電涉所選急址和匠中壓若網(wǎng)絡(luò)竿結(jié)構(gòu)1、根據(jù)線路特點，選取基準車站作為起點，基準車站一般選取區(qū)間長度較長的車站，或者末端站。2、以基準車站為起點，選取可能設(shè)置牽引變電所的車站，進行排列組合。3、控制條件：(正常工況+故障工況）1）最低網(wǎng)壓應(yīng)不小于1000V（GB5015715.1.19）2）鋼軌電位不大于120V（GB5015715.7.16）4、滿足控制條件下，選取牽引所設(shè)置少，牽引所布置均衡的方案。5、計算結(jié)果供電名計算進流程流：

平均運量法

運行圖法1)牽引變孩電所布點.2)牽引嶼網(wǎng)各掙導(dǎo)線定截面統(tǒng)。3)各牽引咸變電證所的夢整流鞭機組的容弄量、鋼軌的般電位雙值。4)環(huán)網(wǎng)電撒纜的燭截面。5)牽引弓變電命所的晴短路電修流值（最大刺、最賽?。?。6)牽引濟能耗務(wù)及電執(zhí)能損頁失計算。7)需用功敗率及勿年用客電量。2變電體所選相址和樣中壓果網(wǎng)絡(luò)閥結(jié)構(gòu)關(guān)于申容量武的那策點“始小”忍事2變電旗所選熄址和批中壓歪網(wǎng)絡(luò)蠟結(jié)構(gòu)關(guān)于棉容量瓦的那店點“憑小”拾事為什冶么主疊變壓咳器要經(jīng)分階扭段擴架容？成都危的電剝價計裹費：潮基礎(chǔ)電費悔（“在座機阿費”曬）+電度酒電價完（使期用電民量）算筆蔽賬：辰基礎(chǔ)跳電費委多少混錢？成都部市給評地鐵糞公司線的基箱礎(chǔ)電負費是39元/k錯VA戒.月，如果毫一個廚主變鑼電所依的變櫻壓器續(xù)近期耀容量40京MV豆A，遠狡期系餡統(tǒng)容醉量為63役MV沃A，相差們，23秘*1痛00劃0*萌39貴*1謙2/繩10池00循0=拍10必76堡.4萬元/年，兩臺艙主變徐壓器渠多少各錢？眾（50偏0~因60蓄0萬元插）其他原網(wǎng)因：檔減少岸一次拖性投慢資，鄭避免蟲主變蹦壓器射負載骨率過兄低；像壽命職與遠寬期想非匹配匹。初近遠期宣的設(shè)弦備配率置標雷準除了隔主變尋壓器濾根據(jù)植供電墾計算抓，選樓擇采概用近當期容則量還區(qū)是遠片期容能量，里其他嘆的線虜纜和堂設(shè)備尿（如11卸0k居V進線憐電纜說、開厘關(guān)柜擴、35廳kV環(huán)網(wǎng)急電纜值、整莖流機撇組、秧接觸響網(wǎng)線匙纜等跑等）魄，均儉按照稀遠期睜系統(tǒng)脂容量擺一次匙實施段到位復(fù)。電度好電價（中壓閣環(huán)網(wǎng)改結(jié)構(gòu)-交流系若統(tǒng)圖饞）2變電皺所選慌址和圣中壓臟網(wǎng)絡(luò)光結(jié)構(gòu)典型刺的集乖中配滅電方膊式1）主接線2）房建布置3）繼電保護配置3牽引蝦及降思壓變非電所3牽引降篩壓變電所-主接杰線型犧式進線出線35底kV三相柏母排2*整披流機帥組配電聚變1配電迷變2DC錯15澤00翠V母排DC樂15央00捷V開關(guān)既柜上網(wǎng)鵲隔離止開關(guān)接觸喊網(wǎng)（猜軌）整流機橋組的因原理3牽引絲式變電所-主接燥線型卻式兩套貴牽引殃整流葛機組搬接于槽同一噴段35括kV母線些，兩蟲臺整伍流變溫壓器哲二次咳側(cè)輸將出電劫壓相秘位角份相差15°，并鋤聯(lián)運疲行構(gòu)愁成等府效24脈波堤整流犬。牽引奏變電包所設(shè)備平幕面布置3牽引卡變電所-房建訂布置35kV開關(guān)柜室整流變壓器室直流開關(guān)柜室再生制動室控制室檢修儲藏室、電纜井等3牽引務(wù)變電所-對土達建要孕求（作挑重被點）空間要求、柜體間距電纜敷設(shè)要求消防要求運輸通道要求荷載要求裝修要求照明要求通風(fēng)要求其他要求確定系統(tǒng)方案確定設(shè)備數(shù)量設(shè)備尺寸采用包容設(shè)計，柜排列依據(jù)變電所設(shè)計規(guī)范設(shè)置電纜夾層，凈高1.9m，設(shè)安全照明，防排水。耐火等級、疏散方式、防災(zāi)報警、氣體滅火、雙向開啟防火門變電所設(shè)置在站臺層，便于通過軌道運輸，靠近軌旁側(cè)采用可拆卸墻；設(shè)置在其他層時，應(yīng)預(yù)留吊裝孔。經(jīng)驗值，需要考慮設(shè)備運輸時的動荷載。地面裝修層厚度，地面采用耐磨水磨石。參考《建筑照明設(shè)計標準》GB50034提發(fā)熱量及溫濕度要求設(shè)備房集中設(shè)置，設(shè)備上方無其他管線，不臨靠水房，防鼠?！兜罔F設(shè)計規(guī)范》(GB50157-2013)《20kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》（GB50053-2013）《3kV-110kV高壓配電裝置》(GB50060-2008)變電所錫內(nèi)景木圖3牽引己變電所-房建挑布置牽引亮變壓斬器室3牽引像變電所-房建系布置牽引啄整流仍變壓逃器和坦整流錢器柜類（整腫流機稠組）35耽kV開關(guān)全柜室3牽引君變電所-房建槽布置35控kV交流登開關(guān)聚柜3牽引繼變電所-房建漫布置直流15創(chuàng)00晉V開關(guān)犧柜負極腳柜直流奶開關(guān)拒柜室3牽引梳變電所-房建翁布置控制禽室控制權(quán)信號課屏+交流潮屏+直流急屏+蓄電器池柜3牽引左變電酷所軌電予位限帶制裝置惠排流柜蜘排姓流柜我單白向?qū)贤ㄑb污置3牽引趴變電理所-保護煎配置作用避：繼電佛保護惱裝置獄是在勒供電龍系統(tǒng)授中用拋來對侮電氣緩一次覆系統(tǒng)束進行溫監(jiān)視鳴、測縫量、崗控制訊和保埋護，甘由微總機系廳統(tǒng)、筐繼電術(shù)器、蝴電源先系統(tǒng)寫等組乒成的釘一套飄專門曉的自巾動裝幫置。要求豪：可靠蘇性、選木擇性匙、靈裹敏性訂、速嫂動性3牽引輕變電手所-保護士配置非電量保梁護電量秒（電流甲、電壓貪）保修護GB顛5鍛01矛57GB典50吳06聾2GB罪14累28柜54接觸拘網(wǎng)4.殼1城軌洪接觸嶄網(wǎng)的傳類型第三撞軌供邁電方憲式架空踢剛性蕩懸掛豪供電睜方式架空林柔性藝懸掛漸供電促方式主流對應(yīng)哄的車摸輛型剛式4接觸裁網(wǎng)4.腥1城軌扇接觸業(yè)網(wǎng)的姻類型跨座式單軌非主謙流唐山姓磁懸醒浮列車廣州AP秘M五軌珠海地面勢感應(yīng)抓式有灑軌電筋車4接觸理線匯流昌排支撐全結(jié)構(gòu)支持障絕緣兄子支持禁線夾4接觸戚網(wǎng)-剛性嘩懸掛匯流遙排終仍端中間貴接頭剛?cè)岱贿^度犁元件4接觸銅網(wǎng)-剛性炭懸掛電分段&電分相電分比段（方用于修直流捕牽引講的普遞鐵）1）絕丑緣錨喊段關(guān)枯節(jié)，危用于范牽引張變電蹤蝶所饋般線上膽網(wǎng)點拍；2）分績段絕剛緣器六，一溪般用逐于渡脆線處疊。電分飄相（叛用于AC監(jiān)25愛kV的大離鐵和血市域器鐵路續(xù)）1）采表用兩剩個絕眉緣錨斧段關(guān)些節(jié)，埋形成藍中間際一段綱中性寺段（央無電裙區(qū)）吐；2）用龜兩套分段眼絕緣顫器，也診可以呀形成中間慣一段尾中性露段（贊無電殲區(qū)）糖；4接觸膝網(wǎng)-剛性屠懸掛4接觸衛(wèi)網(wǎng)-柔性遷懸掛承力孔索接觸銅線吊弦架空柔地線輔助懼饋線定位獸裝置腕臂支柱基礎(chǔ)承力預(yù)索接觸浴線吊弦架空叫地線支柱腕臂定位陸裝置4接觸由網(wǎng)-柔性學(xué)懸掛弓形腕臂懸掛彈性底座懸掛接觸廚網(wǎng)-柔性齒懸掛某安裝鎮(zhèn)方式4地下車輛室段高架變電囑所綜狠合自頭動化狀（PS灶CA獄DA）5雜散便電流卵（“壓迷流湖”）姿的產(chǎn)竟生雜散溜電流筐對金歪屬結(jié)粒構(gòu)的晌腐蝕賣有四志個方讓面：鋼軌描、道欲床結(jié)少構(gòu)鋼賓筋、穩(wěn)隧道運結(jié)構(gòu)纏鋼筋攏、地漠網(wǎng)及虧地鐵瓜外部霜其它公共飄設(shè)施雜散玩電流殖腐蝕流防護6堵排測采取深“以獨堵為塞主，糾以排悶為輔茂，防屋堵結(jié)耳合，坊加強景監(jiān)測柴”的熄設(shè)計紛原則懸：從源頭上減少雜散電流限制雜散電流擴散加強金屬構(gòu)件腐蝕防護雜散電流檢測雜散躍電流鄰腐蝕養(yǎng)防護6GB雁50先15惹7-困20黎13CJ勤J4腿9-液921）走行鋼軌和DC1500V設(shè)備采用絕緣法安裝。2）利用道床結(jié)構(gòu)鋼筋的可靠電氣連接，形成雜散電流主收集監(jiān)測網(wǎng)；3）利用地下車站、明挖（或礦山法）區(qū)間隧道及U型槽、橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋的可靠電氣連接，形成雜散電流輔助監(jiān)測網(wǎng)；4）在盾構(gòu)區(qū)間采用隔離法對盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)鋼筋進行防護。5）在正線牽引變電所附近設(shè)置道床結(jié)構(gòu)鋼筋排流端子，以便用排流電纜將雜散電流主收集監(jiān)測網(wǎng)連接至牽引變電所內(nèi)排流柜。6）在正線牽引變電所內(nèi)設(shè)置排流柜。排流柜應(yīng)根據(jù)運營過程中對雜散電流腐蝕狀況的監(jiān)測結(jié)果判斷是否投入運行。7）在車站兩端、地下區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道及高架區(qū)間每隔200m左右設(shè)置上、下行均流電纜；在設(shè)置牽引變電所的車站一端不再設(shè)置均流電纜。在正線同一行的兩根鋼軌間每隔200m左右也設(shè)置一處均流電纜。8）車輛段（停車場）應(yīng)根據(jù)接觸網(wǎng)供電分段情況確定牽引回流回路，恰當?shù)脑O(shè)置回流點和均流電纜。9）車輛段（停車場）線路與正線之間、車輛段（停車場）各電化線路的庫內(nèi)線路與庫外線路之間應(yīng)設(shè)置絕緣軌縫并裝設(shè)單向?qū)ㄑb置。電化股道和非電化股道之間、電化股道盡頭線與車擋設(shè)備之間應(yīng)設(shè)置絕緣軌縫。10）應(yīng)設(shè)置完善的雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)。雜散容電流命腐蝕五防護6主所110kVGIS40.5kV開關(guān)柜配電變400V開關(guān)柜整流變上網(wǎng)電纜及開關(guān)地鐵控制中心復(fù)示終端1500V直流開關(guān)柜架空接觸網(wǎng)地下段鋼性架空接觸網(wǎng)供電維護機構(gòu)的規(guī)劃應(yīng)立足于軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的全局，實現(xiàn)維護資源的共享?？紤]供電系統(tǒng)運行的重要性和接觸網(wǎng)的無備用特性，應(yīng)結(jié)合運營需求，適當考慮新型檢測設(shè)備的概算，便于運營從周期修向狀態(tài)修裝換。供電砌車間7供電訴車間7防雷復(fù)與綜才合接魚地8變電所35kV母線上設(shè)置避雷器，防止雷電過電壓。地下整流器正、負母線間及正母線對地間各設(shè)置一臺避雷器，地面和高架牽引降壓混合變電所負母線對地間增設(shè)一臺避雷器。交、直流屏兩段母線及重要出線回路分別設(shè)置一組浪涌保護裝置。接觸網(wǎng)高架區(qū)段接觸網(wǎng)兼做避雷線；架空地線通過放電間隙（地電位均衡器）接地，接觸線通過避雷器接地；隧道口設(shè)置避雷器；地面（高架）區(qū)段接觸網(wǎng)上網(wǎng)處設(shè)置避雷器。地下車站防雷地下車站，0.4kV開關(guān)柜進線柜、各弱電系統(tǒng)配電箱、出入口配電箱設(shè)置電涌保護器。地面冷卻塔廠家自帶接閃桿，環(huán)控電控室設(shè)置冷卻塔變頻控制柜，柜內(nèi)設(shè)置電涌保護器。地面車站二級防雷建筑，利用金屬屋面作接閃器，采用防雷接地系統(tǒng)。各級配電箱設(shè)浪涌保護器