項目五供電系統(tǒng)課件

項目五供電系統(tǒng)

5-1項目五供電系統(tǒng)

任務一：供電系統(tǒng)的功能（作用）？項目五供電系統(tǒng)

5-1供電系統(tǒng)的作用:1、是負責為其正常運營提供所需電能的重要部門。2、是電力牽引的電動列車，其動力是電能；3、為運營服務的輔助設施包括照明、通風、空調、排水、通信、信號、防災報警、自動扶梯等，也都依賴并消耗電能。根據(jù)其重要性規(guī)定為一級負荷。

由兩路獨立的電源供電，當任何一路電源發(fā)生故障中斷供電時，另一路應保證城市軌道交通一級重要負荷的全部用電需要。組成：城市軌道交通供電系統(tǒng)一般包括高壓供電源系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)和動力照明供電系統(tǒng)城市軌道交通供電系統(tǒng)示意圖項目五供電系統(tǒng)

任務二：任務二：能說出供電系統(tǒng)的基本構成城市軌道交通供電系統(tǒng)構成城市軌道交通供電系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng)（主變電所）內部供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)動力照明供電系統(tǒng)

城市軌道交通作為城市電網(wǎng)的一個用戶，一般都直接從城市電網(wǎng)取得電能，無需單獨建設電廠，城市電網(wǎng)對城市軌道交通進行供電，供電方式有集中供電、分散供電和混合供電。主變電所城市電網(wǎng)中壓網(wǎng)絡牽引或降壓變電所高壓供電系統(tǒng)集中式供電

在城市軌道交通沿線，根據(jù)用電容量和線路長短，建設專用的主變電所。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、德黑蘭地鐵等。三級電壓制集中供電方式結構示意圖110kV主變電所33kV110kV降壓主變電所33kV10kV10kV牽引主變電所兩級電壓制集中供電方式結構示意圖主變電所110kV110kV110kV主變電所主變電所10kV10kV10kV牽引、降壓主變電所集中供電方式的優(yōu)點：（1）可靠性高，便于集中統(tǒng)一調度和集中管理。（2）施工方便，維護容易，電纜敷設徑路比較好走。（3）抑制諧波的效果較好。為減少諧波對電網(wǎng)的影響和危害，一是采用較高脈波（24脈波）整流機組，二是選用較高電壓（110kV）的電源，因為大容量、高電壓電網(wǎng)的承受能力強，同時國標規(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防治措施。（4）計費方便、簡單。采用110kV電壓集中供電方式，運行管理單位與電業(yè)部門的電度計費在主變電所設總計量就行，不必在各變電所分別計量。分散式供電

在地鐵沿線直接由城市電網(wǎng)引入多路電源構成供電系統(tǒng)。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10kV牽引或降壓變電所10kV10kV10kV10kV10kV10kV區(qū)域變電所混合式供電

將前兩種供電方式結合起來，一般以集中式供電為主，個別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式供電的補充，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。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動車輛應用的低壓直流電。饋電線再將牽引變電所的直流電送到接觸網(wǎng)上，電動車輛通過其受流器與接觸網(wǎng)的直接接觸而獲得電能動力照明供電系統(tǒng)：提供車站和區(qū)間各類照明、扶梯、風機、水泵等動力機械設備電源和通信、信號、自動化等設備電源，由降壓變電所和動力照明配電線路組成。城市軌道交通內部供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)動力照明供電系統(tǒng)城市軌道交通內部供電系統(tǒng)動力負荷有以下三大類：1、一類負荷：事故風機、消防泵、主排水站、售檢票機、防災報警、通信信號、事故照明。2、二類負荷：自動扶梯、普通風機、排污泵、工作照明。3、三類負荷：空調、冷凍機、廣告照明、維修電源。

對于一二類負荷，一般由二路電源供電。三類負荷由一路電源供電。動力與照明供電系統(tǒng)動力與照明供電系統(tǒng)降壓變電所動力照明降壓變電所一般于站臺兩端設降壓變電所，各負責半個車站和相鄰半個區(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。兩路電源可以來自主變電所，也可來自相鄰牽引變電所。單母線分段，根據(jù)系統(tǒng)需要，也可以不設分段開關。

降壓變電所的兩臺電力變壓器，其容量應該滿足：正常運行時，兩臺變壓器分列運行，同時供電，負荷率不超過70%。當一臺變壓器發(fā)生故障解列時，自動切除三類負荷，另—臺變壓器可承擔該所供電范圍內的全部—、二級負荷，以保證城市軌道交通的正常運行。動力照明采用380/220V三相五線制系統(tǒng)（TN-S系統(tǒng)）配電?；旧喜捎梅派涫焦╇姡瑐€別負荷可采用樹干式供電。一類負荷要求雙電源、雙電纜，供電末端自動切換，來電自復；二類負荷為雙電源、單電纜；三類負荷為單電源、單電纜。§3-2牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)由牽引變電所和牽引網(wǎng)組成。牽引網(wǎng)是接觸網(wǎng)、饋電線、軌道、回流線的總稱，接觸網(wǎng)又分為架空線式和接觸軌式。一、牽引變電所由于城市軌道交通列車（車輛）是以一定的速度沿區(qū)間運行的，供給一定區(qū)段內牽引電能的變電所稱為牽引變電所。牽引變電所從城市軌道交通供電系統(tǒng)中的主變電所獲得電能，經(jīng)過降壓和整流變成車輛所需要的直流電。（一）牽引變電所的主結線牽引變電所的主結線如圖所示：牽引變電所從主變電所（或區(qū)域變電所）獲得電能，兩路35kV進線接入牽引變壓器。牽引變壓器一般采用三線圈變壓器，兩個二次線圈和整流器組成多相整流，可以獲得比較平滑的直流電，并可降低交流正弦波形畸變和諧波干擾的問題。整流器輸出的直流電正極（+）經(jīng)直流高速空氣開關接到直流側的正母線上（圖中+1500V），負極（—）經(jīng)開關接到負母線上。接在正母線上的饋線經(jīng)直流高速開關將電送到隔離開關后再送到接觸網(wǎng)（軌）上。負母線經(jīng)開關與回流線和走行鋼軌接通。城市軌道交通電動列車（車輛）的受流器與接觸網(wǎng)（軌）接觸滑行時，即獲得直流電。（二）牽引變電所的保護1、交流電源側保護

交流電源側應具有定時限和過流速斷保護。2、整流機組保護

整流機組通常由一次側交流斷路器作全電流保護，該保護由瞬時過電流、定時限過電流和反比延時過負荷等階段保護。3、直流側保護直流側保護采用快速空氣開關保護，開關的跳閘信號采用電流變化率，即在最大值出現(xiàn)之前，根據(jù)電流量增加的速率提前給出跳閘信號，這種過電流保護方法稱為電流增加（△I）保護。二、牽引網(wǎng)牽引網(wǎng)是牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分，它是城市軌道交通供電系統(tǒng)中向電動列車（車輛）供電的直接環(huán)節(jié)。（一）牽引網(wǎng)的組成

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。參看圖3——3。1、接觸網(wǎng)：經(jīng)過電動列車的受電器（受流器）向電動列車供給電能的導電網(wǎng)。2、饋電線：從牽引變電所向接觸網(wǎng)輸送牽引電能的導線。3、回流線：用以供牽引電流返回牽引變電所的導線。4、電分段：為便于檢修和縮小事故范圍，將接觸網(wǎng)分成若干段稱為電分段。5、鋼軌：在牽引網(wǎng)中，利用走行鋼軌作為牽引電流回流電路的一部分。接觸網(wǎng)接觸軌架空接觸網(wǎng)上部接觸式下部接觸式剛性懸掛側面接觸式柔性懸掛

接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)有接觸軌和架空線兩種形式。接觸軌式接觸軌是沿著走行軌道一側平行鋪設的附加第三軌，故又稱第三軌式接觸網(wǎng)。

我國的標準電壓為DC750V和DC1500V兩種。國內大部分第三軌式接觸網(wǎng)電壓為DC750V，廣州地鐵4號線采用DC1500V第三軌式接觸網(wǎng)，這種高壓第三軌受流，作為一種新技術，發(fā)展前途很大。接觸軌的主要優(yōu)點：電動車輛受電靴與第三軌接觸面較大且對其磨損極小，故維護簡單；另外修建地下線可降低凈空，減小開挖土方。在地面對城市景觀沒有影響，適應于電壓較低的制式。主要缺點：車輛不能脫離電源；電壓偏低，對于大運量的車輛供電，使得牽引變電所的距離較近。第三軌式接觸網(wǎng)是一種傳統(tǒng)的剛性接觸網(wǎng)，采用導電率較高的鋼軌制成。但若采用DC750V電壓，輸點距離有限，為彌補這一缺陷，目前世界上已有60多個城市采用鋼鋁復合接觸軌代替低碳鋼接觸網(wǎng)軌接觸軌接觸軌是指沿線路一側架設的、與集電靴直接接觸，供給電客車電能的復合軌。主要由鋼鋁復合軌、絕緣支架和防護罩組成。

鋼鋁復合軌連接

絕緣支架

端部彎頭

鋼鋁復合接觸軌具有以下技術優(yōu)勢：一是電導率高二是接觸面光滑、耐腐蝕、耐磨耗，延長接觸軌與受流器的壽命；三是重量輕，便于施工安裝。武漢市軌道交通一號線在國內首次采用國際上最為先進的鋼鋁復合接觸軌下部受流方式，其重量輕、電阻小、穩(wěn)定性高的優(yōu)點，能充分保證整條線路的能源供應。廣州地鐵4號線（DC1500V）、北京地鐵5號線、天津地鐵