地鐵直流牽引供電系統(tǒng)(GB 10411-89)

#地鐵直流牽引供電系統(tǒng)GB10411--891主題內(nèi)容與適用范圍1.1主題內(nèi)容本標準規(guī)定了地鐵直流牽引供電系統(tǒng)中供電制式、牽引電壓等級、變電所及接觸網(wǎng)德各項性能指標和設備運行指標等。本標準適用于城市地鐵德直流牽引供電系統(tǒng)。2引用標準GB5951城市無軌電車供電系統(tǒng)GBJ54低壓配電裝置及線路設計規(guī)范GBJ62工業(yè)與民用電力裝置德繼電保護和自動裝置設計規(guī)范GBJ64工業(yè)與民用電力裝置德電壓保護設計規(guī)范3術語3.1供電、饋電在城市地鐵牽引供電系統(tǒng)中，通常將交、直流配電系統(tǒng)稱為供電，僅直流配電稱為饋電。3.2系統(tǒng)最高電壓指系統(tǒng)正常運行時，在任何時間內(nèi)，系統(tǒng)中任何一點上出現(xiàn)德最低電壓。不包括系統(tǒng)德暫時狀態(tài)和異常電壓。3.3系統(tǒng)最低電壓指系統(tǒng)正常運行時，在任何時間內(nèi)，系統(tǒng)中任何一點上出現(xiàn)德最低電壓。不包括系統(tǒng)德暫時狀態(tài)和異常電壓。3.4設備最高電壓指系統(tǒng)正常運行時，設備所承受德最高運行電壓。3.5供電制式指系統(tǒng)中采用的電流制、饋電方式及電壓等級等。3.6牽引變電所供給地鐵一定區(qū)段內(nèi)直流牽引電能的變電所。3.7整流機組整流器與牽引變壓器組合在一起的電流變換設備。3.8整流機組負荷等級根據(jù)負荷曲線的性質(zhì)特征所劃分的整流機過載能力等級。3.9接觸網(wǎng)最小短路電流在最小運行方式下，接觸網(wǎng)中離饋入點最遠端發(fā)生正負極間短路的電流。3.10接觸網(wǎng)最大短路電流在最大運行方式下，接觸網(wǎng)饋入點處發(fā)生正負極間短路時的電流。3.11末端電壓接觸網(wǎng)中離饋入點最遠端的電壓。3.12饋線從牽引變電所向接觸網(wǎng)輸送直流電的饋電線。3.13雙邊饋電一個饋電區(qū)間由相鄰牽引變電所各經(jīng)一路饋線同時饋電。3.14單邊饋電一個饋電區(qū)間由相鄰兩牽引變電所各經(jīng)一路饋線同時饋電。3.15受電器電動客車上用以從接觸網(wǎng)上取得電流的裝置。3.16接觸網(wǎng)經(jīng)過受電器向電動客車供給電能的導電網(wǎng)。3.17架空接觸網(wǎng)置于車輛限界的上限平面以上（或位于改平面），通過受電弓向電動客車輸送電能的接觸網(wǎng)。3.18接觸軌用金屬軌條制成的向電動客車供給電能的剛性導電體，其標高通常與走行軌的標高相接近。3.19回流電路用以供牽引電流返回變電所的電路。3.20均流線連接上、下行回流軌，使其均勻回流的跨越導線。3.21雜散電流不經(jīng)回流電路而另取其他途徑（如流經(jīng)大地或管道）的回流電流。3.22軌道回流電路利用走行規(guī)作為牽引電流回流的電路。3.23聯(lián)跳保護裝置在一個雙邊饋電區(qū)段那發(fā)生短路時，可使本區(qū)段兩端饋電斷路器聯(lián)動跳閘的裝置。3.24電流增量保護裝置根據(jù)短時間內(nèi)電流增量的不同自動區(qū)分工作電流與故障電流，實行選擇分斷的保護裝置。4供電制式從國家電力網(wǎng)引入交流電源由牽引變電所整流機組降壓、整流并經(jīng)接觸網(wǎng)供地鐵電動客車用電。直流饋電采用雙導線制，正負線均不接地。牽引供電系統(tǒng)直流電壓及其波動范圍應符合表1的規(guī)定。最低值標稱值最咼值100015001800注：現(xiàn)有的“825V”系統(tǒng)為不推薦系統(tǒng)。5牽引變電所牽引變電所容量，應按設計最大通過能力、饋電質(zhì)量、變電所運行方式變化等因素決定此外還應考慮過負荷、檢修和故障時的備用容量。牽引變電所的選址分布原則：電源引入方便。盡可能設在地面并與車站建筑相結合。盡可能靠近地鐵線路。土石方工程量較少，并避免設在坍塌或高填方地區(qū)。維護管理和生活條件方便，盡量避免設在空氣污穢及土壤電阻率過高和有劇烈震動的地區(qū)。牽引變電所分布距離的確定，除滿足接觸網(wǎng)的電壓水平外，還考慮線路功率損失和雜散電流的影響。應和城市規(guī)劃相協(xié)調(diào)。牽引變電所接線在可靠、靈活的基礎上應力求簡單。牽引變電所為國家電力系統(tǒng)一級負荷，應由兩個及兩個以上相互獨立的電源供電，其中一路必須專用，交流母線宜采用單母線或但母線分段接線。牽引變電所主接線在可靠、靈活的基礎上應力求簡單。直流牽引供電系統(tǒng)的母線宜采用但母線，并可根據(jù)運行靈活性要求增設備用母線或分段母線。牽引變電所結構形式：牽引變電所采用戶內(nèi)式結構，可建成單層或兩層。設備應分類集中布置，控制室與交直流配電室、整流機組應相互隔開，獨立建筑的地面牽引變電所最小占地面積如下：750V6001500V800牽引變電所設備布置應按照有關電壓等級的國標執(zhí)行，并應滿足檢修的需要。牽引變電所在結構上必須滿足防火、防汛、防滑雪、防小動物的要求。5.44高壓交、直流電力電纜通道高度應不低于1.8m,通道內(nèi)不得有積水。牽引變電所電力設備的設計、安裝、施工及驗收應符合有關國家標準或?qū)I(yè)標準的規(guī)定。牽引供電技術指標：牽引供電系統(tǒng)雙邊饋電為正常運行方式,一側(cè)單邊饋電應滿足運營要求。供電設備的技術參數(shù)應滿足最大運行方式和過負荷的要求,并能承受系統(tǒng)短路電流的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。宜采用增加整流相數(shù)的方法抑制諧波以符合國家有關規(guī)定。牽引網(wǎng)供電效率在正常運行方式下高于85％；變電所(包括所內(nèi)用電)供電效率不低于96％。功率因數(shù)應符合《全國供用點規(guī)則》(1983年8月25日起開始執(zhí)行本)。地下牽引變電所,應防止隧道粉塵污染；機房降溫宜采用與地面直接換風的通風方式機房最高月平均溫度不高于30°C，年平均溫度不高于25°C，噪聲低于80Db(A)；控制室、計算機機房、值班室等最高溫度不高于30,噪聲低于65dB(A)。牽引供電設備選擇原則：設在地下的牽引變壓器滿足消防要求，宜采用于干式變壓器。供電系統(tǒng)在選用先進技術和設備時，應采用質(zhì)量可靠、技術先進、節(jié)約能源的產(chǎn)品，并向不需維修或少維修、小型化方向發(fā)展。整流機組的冷卻方式宜采用自冷式或風冷式。設備最高電壓應不小于系統(tǒng)最高電壓。整流機組的負荷等級應滿足：100％額定輸出連續(xù)150％額定輸出2h300％額定輸出1min時的重牽引負荷特性。向接觸網(wǎng)供電饋電線路中應設置能分斷可能出現(xiàn)的最大短路電流和分斷感性小電流的斷路器。牽引變電所接地：牽引變電所接地應保證設備工作可靠和人身安全，防止干擾。牽引變電所的電器設備和自動化設備分別設接地裝置或分別接入接地裝置。牽引變電所的電源接地與電器設備外殼的保護接地分別設接地裝置或分別接入接地裝牽引變電所的這流饋電設備外殼如需接地，宜單獨設接地裝置或分別接入接地裝置。6電纜網(wǎng)絡6.1電纜選用及敷設原則6.11壓等級選擇。電纜外層材料應有阻燃，防止雜散電流腐蝕以及其他型式腐蝕的能力，并盡可能采用低煙低毒的電纜。6.13電纜的敷設按照國標GBJ54執(zhí)行。電纜的技術要求采用金屬裝的電力電纜和控制電纜，連接變電所內(nèi)部設備時，裝要一端接地，連接變電所內(nèi)外設備時，裝要兩端接地。6.22電纜在支架上敷設時，電力電纜應放在控制電纜的上層，但1kv以下的電力電纜和控制電纜可并列敷設。當兩側(cè)均有電纜支架時，1kv以下的電力電纜和控制電纜盡可能與1kv以上的電纜分別敷設于不同側(cè)支架上。7接觸網(wǎng)7.1接觸網(wǎng)通則向地鐵電動客車供給電源的接觸網(wǎng)，分為接觸軌和架空接觸網(wǎng)。架空接觸網(wǎng)又可分柔性接觸和剛性接觸，并以地鐵的走行軌或?qū)Ｓ没亓鬈壸鳛闋恳娏鞯幕亓麟娐?。電壓在直?500v及以上的接觸網(wǎng)宜采用架空形式。各類接觸網(wǎng)都應保證列車在規(guī)定的行車速度內(nèi)，可靠地向列車地受電器（受電靴或受電弓）饋電。接觸網(wǎng)宜采用雙邊饋電。車輛段和有檢查坑扎飯終端地接觸網(wǎng)，應以單獨地饋電線供電。接觸軌接觸軌地支撐要有足夠地機械強度和抗沖擊性能，并有足夠高地絕緣耐壓等級。在變點速饋電連接處，接觸軌設置分斷區(qū)或斷電區(qū)。接觸軌斷電區(qū)數(shù)量應盡量減少，并應有技術措施減少列車受電器在斷電區(qū)拉弧。列車受電器與接觸軌接觸部分地材料硬度必須低于接觸軌材料硬度。接觸軌向電動客車饋電宜采用上部受電方式。接觸軌與走行軌地相對位置如圖1所示。在車站、地面和認為有必要地地方應設置有足夠強度地接觸軌防護罩。7.3架空接觸網(wǎng)選用架空接觸網(wǎng)類型應用技術、經(jīng)濟及運營條件綜合比較確定。設計接觸網(wǎng)支柱結構，應為施工誤差及列車速度變化留有充分的調(diào)整余量。接觸導線的懸掛高度要求一致。當高度變化時，其最大導線的坡度不應超過表2的規(guī)定，且在高度變化的始終端跨距和終端跨距的坡度應為表2所列坡度值的一半。列車速度，km/h接觸線最大坡度，％10403020602012067.34接觸網(wǎng)的帶電裸導體與建筑物的最小凈距應符合表3的規(guī)定。在被污染或不潔的環(huán)境中，（如近海、內(nèi)燃機的嚴重排氣，工業(yè)污染以及多霧環(huán)境）應適當增加凈距。標稱電壓，V導體與建筑物最小凈距，mm靜態(tài)動態(tài)直流一7502525直流一1500150100地鐵隧道內(nèi)架空接觸網(wǎng)的布置，應按照隧道斷面的建筑限界和車輛限界以及受電弓的升降范圍綜合考慮，保證帶電導體與隧道建筑物之間的最小距離不小于安全凈距。接觸線在直線區(qū)段，按“之”字形布置，其擺動幅度應與受電弓工作寬度相適應。接觸線在最大馳度時，地面距軌面的最小高度為：專用道4.4m非專用道4.8m架空接觸網(wǎng)的金屬支持結構物的接地，需考慮對信號和雜散電流的影響。7.4軌道回流地鐵的直流牽引回流電路由走行軌及其電氣連接件和回流電纜組成。也可用專用回流軌回流。利用走行軌回流，且在最大負載時，軌上任意一點對地電位差應大不大于60v。對于非焊接回流軌的軌縫，應有軌道連接導線將其可靠連接，其接頭電阻值不大于回流軌1m長度電阻值的3倍。走行軌對地電阻值，分段測量時每公里不小于10。上、下走行軌間應設對地絕緣的均流線，其設置不應干擾向列車顯示的信號。隧道體結構鋼筋如采用焊接，每公里結構鋼筋電阻值不大于上下行走行軌電阻值的30倍。應采取技術措施減少并回收雜散電流。8牽引供電保護裝置8.1設置保護裝置原則牽引變電所的進線繼電保護方式和整定應符合供電部門的要求。做到各級保護整定相互協(xié)調(diào)配合。在滿足系統(tǒng)保護及自動化技術指示前提下，接線應力求簡單、可靠、靈活。調(diào)整維護方便，滿足一次系統(tǒng)運行可靠性、靈活性和選擇性的使用要求。應優(yōu)先采用規(guī)范化的保護方式、保護接線和自動裝置；保護及自動化裝置的設置應能保證電氣設備安全。各種保護裝置宜考慮計算機監(jiān)控系統(tǒng)接口的要求。交流高壓設備保護裝置8.21高壓設備保護裝置的設置，按國標GBJ62的要求執(zhí)行。進線過流由交流高壓斷路器保護，其繼電保護過電流定值應大于各種運行方式下可能出現(xiàn)的最大工作電流。8.23高壓電器裝置的過電壓保護按國標GBJ64執(zhí)行。8.24處在雷電活動頻繁的地區(qū)，地面牽引變電所須安裝獨立的避雷針（或線）保護。8.3整流機組保護8.31牽引整流機組的過負荷及短路故障，包括直流母線短路，由變壓器一次側(cè)交流高壓斷路器實現(xiàn)保護。牽引整流機組的保護包括：電流速斷保護、過電流保護、直流正負母線的對地絕緣監(jiān)視，并根據(jù)需要設牽引變壓器溫升保護。8.4饋電設備、接觸網(wǎng)保護裝置8.41直流饋電接觸網(wǎng)保護由饋線直流快速斷路器實現(xiàn)遮蔽。接觸網(wǎng)保護包括：電流速斷保護、電流增量保護和雙邊饋電聯(lián)跳保護。宜裝設可供列車司機和行車調(diào)度員使用的緊急停電保護裝置。直流饋線宜設線網(wǎng)故障判別自動重合閘裝置。接觸網(wǎng)的保護應與車輛的主保護相互協(xié)調(diào)配合。直流母線設接地保護。8.5直流系統(tǒng)的過電壓保護整流器或逆變器元件的選擇應考慮到元件上可能出現(xiàn)的最大操作過電壓及大氣過電壓。地面架空接觸王應裝有避雷器保護。車輛段、露天停車庫的接觸網(wǎng)應裝有獨立的避雷針（或線）及避雷器保護。整流變壓器（包括逆變壓器）網(wǎng)側(cè)、閥側(cè)間應加裝靜電屏蔽層。全部設在隧道內(nèi)的直流饋線可不設避雷器保護。地面牽引變電所內(nèi)和架空饋線應設避雷器保護。8.6信號、報警裝置整流變壓器應裝有過載、瓦斯及溫度失常報警裝置。整流器或逆變器應有元件故障報警裝置。風冷卻整流器或逆變器應有風壓監(jiān)視、欠壓報警裝置。9電力調(diào)度9.1調(diào)度原則9.11牽引供電系統(tǒng)，必須設有電力調(diào)度機構，指揮和監(jiān)控變電所及饋電線、觸線網(wǎng)的正常運行及處理事故，最大限度地保證對地鐵電動客車連續(xù)供電。9.12電力調(diào)度機構的設置應同線路的劃分和車輛運營調(diào)度機構的設置相適應。調(diào)度方式宜優(yōu)先采用計算機自動控制。9.2調(diào)度通訊9.21電力調(diào)度室與所轄變電所，同級電力調(diào)度室、運營調(diào)度及有重要關系的部門之間、與市供電局調(diào)度室之間均應設專線電話。工程急修車應配備無線電通訊裝置。調(diào)度電話應配備錄音裝置。9.3監(jiān)控設備9.31利用計算機進行遠距離數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控宜作為牽引供電系統(tǒng)進行監(jiān)控和提高調(diào)度運行管理水平的主要手段。監(jiān)控設備功能至少應包括：遙信：對各種斷路器，隔離開關的有關位置信號、預告信號、各種事故信號等進行報警。遙測：對交直流電壓、電流、功率、電能等量值進行遠方測量。遙控：對斷路器、隔離開關