地铁供电系统
第一节概述
一、地铁供电方式
地铁的供电电源要求安全可靠，通常由都市电网供给。目前，国内各都市对地铁及都市轨道交通的供电一般有三种方式，即分散供电方式、集中供电方式、分散与集中相结合的混合供电方式。
分散供电方式是指沿地铁线路的都市电网（通常是10KV电压等级）分不向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。其前提条件是都市电网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量，并能满足地铁牵引供电的可靠性要求。如早期的北京地铁采取的确实是这种供电方式。
集中供电方式是指都市电网（通常是110KV或66KV电压等级）向地铁的专用主变电所供电，主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电，地铁自身组成完整的供电网络系统。近几年新建的地铁系统多采纳集中供电方式，如上海、广州、深圳地铁等。
分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合，可充分利用都市电网的资源，节约投资，但供电可靠性不如集中供电方式，治理亦不够方便。
集中和分散两种不同供电方式的比较如表1-3-1所示，分散与集中相结合的供电方式优缺点介于两者之间。
表1-3-1 地铁供电方式的比较
供电方
优点缺点
式
集中供电方式
l 供电可靠性高，受外界因素阻碍较
小；
l 主变电所采纳110/35KV 有载自动
调压变压器，并有专用供电回路，供
电质量好；
l 地铁供电可独立进行调度和运营治
理；
检修维护工作相对独立方便； l 可提高地铁供电的可靠性和灵活
性；
l 牵引整流负荷对都市电网的阻碍
小；
l 只涉及都市电网几个220KV 变电
站的增容改造，工程量较小，相对易
于实现。
l 投资较大。
分散供电方式
l 投资较小；
l 便于都市电网进行统一规划和治理。 l 因同时受110KV 和10KV 电网故障阻碍，故受外界因素阻碍较多； l 10KV 电网直接向一般用户
供电，引起的故障几率大，可靠
性较低；
l 与都市电网的接口多，调度
和运营治理环节增多，故障状态
下的转电不方便；
l 牵引整流机组产生的高次
谐波直接进入10KV电网对其他
用户的阻碍较大；
l 要求都市电网的变电所应
具有足够的备用容量，以满足地
铁牵引供电的要求；涉及较多
110KV变电站的增容改造，工程
量较大。
关于某一都市究竟应采纳哪种供电方式，需要依照地铁和城
轨交通用电负荷并结合该都市电网的具体情况进行分析。若该都
市的电力资源缺乏，变电站较少，采纳分散供电方式时由于需要
新建多个地区变电站而使投资增大，在此情况下采纳集中供电方
式就比较合适。该供电方式具有治理方便、供电可靠性相对较高
等优点。若都市的电力资源较丰富，沿地铁和城轨交通线路的地
区变电站较多且容量也足够给地铁和城轨交通供电，则采纳分散供电方式可节约建设资金。当都市电网的情况介于上述两种情况之间时，可考虑采纳分散与集中相结合的供电方式。
由于我国目前大多数地铁和城轨交通均采纳集中供电方式，故本文将以集中供电方式为主介绍地铁的供电系统和设备。
二、中压供电网络的电压等级
国外地铁和都市轨道交通的中压供电网络一般有33KV、20KV、10KV三个电压等级。国内现有地铁和都市轨道交通的中压供电网络有35KV、33KV、10KV电压等级。北京和天津的地铁和都市轨道交通的中压供电网络采纳了10KV电压等级；上海地铁１号线的中压供电网络中牵引供电网络采纳33KV电压等级、动力照明供电网络采纳10KV电压等级；广州地铁１号线的中压供电网络采纳了33KV电压等级；深圳地铁1、4号线和南京地铁南北线的中压供电网络均采纳35KV电压等级。我国电力系统并未推举过使用33KV电压等级，上海、广州地铁采纳此电压等级有其专门历史缘故。其他都市专门少采纳。
不同电压等级的中压供电网络有不同的特点：
地铁供电系统 第一节概述 一、地铁供电方式 地铁的供电电源要求安全可靠,通常由城市电网供给。目前，国内各城市对地铁及城市轨道交通的供电一般有三种方式,即分散供电方式、集中供电方式、分散与集中相结合的混合供电方式。 分散供电方式是指沿地铁线路的城市电网(通常是10ＫV电压等级)分别向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。其前提条件是城市电网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量,并能满足地铁牵引供电的可靠性要求。如早期的北京地铁采取的就是这种供电方式。 集中供电方式是指城市电网(通常是110KV或66KV电压等级)向地铁的专用主变电所供电,主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电，地铁自身组成完整的供电网络系统。近几年新建的地铁系统多采用集中供电方式，如上海、广州、深圳地铁等。 分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合,可充分利用城市电网的资源,节约投资，但供电可靠性不如集中供电方式，管理亦不够方便。 集中和分散两种不同供电方式的比较如表１-3－1所示，分散与集中相结合的供电方式优缺点介于两者之间。
表1-3－１ 地铁供电方式的比较 供电方 式 优 点 缺 点 集中供 电方式 ｌ 供电可靠性高，受外界因素影响 较小； l 主变电所采用1１０/3５ＫＶ有载 自动调压变压器,并有专用供电回路， 供电质量好； l 地铁供电可独立进行调度和运营 管理; 检修维护工作相对独立方便; l 可提高地铁供电的可靠性和灵活 性； l 牵引整流负荷对城市电网的影响 小； ｌ 只涉及城市电网几个２２0K Ｖ变 电站的增容改造，工程量较小,相对易 于实现。 l 投资较大。
地铁变电站PLC自动化系统设计 用PLC来实现地铁变电站自动化的RTU功能，能够很好地满足“三遥”的要求。本系统采用了Modicon Quantum系列PLC，来实现变电站自动化的RTU功能。 1 引言 地铁的供电系统为地铁运营提供电能。无论地铁列车还是地铁中的辅助设施都依赖电能。地铁供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力系统和地铁供电系统实现输送或变换，然后以适当的电压等级供给地铁各类设备。 地铁全面采用变电站自动化设计，由于变电站数量多、设备多，在加上其完善的综合功能，信息交换量大，而且要求信息传输速度快和准确无误。在变电站综合自动化系统中，监控系统至关重要，是确保整个系统可靠运行的关键。 变电站自动化系统，经过几代的发展，已经进入了分散式控制系统时代。遥测、遥信、遥控命令执行和继电保护功能等均由现场单元部件独立完成，并将这些信息通过通讯系统送至后台计算机系统。变电站自动化的综合功能均由后台计算机系统承担。 将变电站中的微机保护、微机监控等装置通过计算机网络和现代通信技术集成为一体化的自动化系统。它取消了传统的控制屏台、表计等常规设备，因而节省了控制电缆，缩小了控制室面积。 2 地铁变电站自动化系统组成 在本地铁变电站自动化系统设计中，采用分层分布式功能分割方案。
系统纵向分三层，即变电站管理层、网络通讯层和间隔设备层。分层式设计有利于系统功能的划分，结构清晰明了。系统采用集中管理、分散布置的模式，各下位监控单元安装于各开关柜内，上位监控单元通过所内通信网络对其进行监视控制。变电站自动化系统需要对35kV 交流微机保护测控装置、直流1500kV牵引系统微机保护测控装置、380/220V监测装置、变压器及整流器的温控装置、直流/交流电源屏等设备进行监控和数据采集。 由于可编程序控制器技术经过几十年的发展，已经相当成熟。其品种齐全，功能繁多，已被广泛应用于工业控制的各个领域。用PLC来实现地铁变电站自动化的RTU功能，能够很好地满足“三遥”的要求。本系统采用了Modicon Quantum系列PLC，来实现变电站自动化的RTU功能。Quantum具有模块化，可扩展的体系结构，用于工业和制造过程实时控制。对应于变电站的电压等级和点数的多少，可以选用大、中、小型不同容量的PLC产品。 随着当地保护装置功能的日益强大，可以通过与保护装置的通讯来实现遥控和遥信功能。一些特殊要求的情况下，采用DI、DO、AI模块来实现遥控和遥信。使用PLC的DI模块来实现遥信、用PLC的DO模块来实现遥控、用PLC的AI模块来实现遥测、用PLC的通信功来完成与微机保护单元的通讯。利用PLC的各种模块可以很方便的实现“三遥”基本功能。 3 地铁变电站自动化系统设计 3.1 系统结构
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 工作总结 地铁牵引供电系统设计 分校（站、点）：国顺 年级、专业：08秋机电一体化 教育层次：大专 学生姓名：朱臻 指导教师：李杰 完成日期： aufwiedesan
目录 一、牵引站一次系统 (3) 二、牵引供电系统各主要设备介绍 (5) (一）交流系统 (5) (二）整流器 (6) (三）直流高速断路器 (9) (四）中央信号屏…………………………………………………………………… 11 参考文献…………………………………………………………………………… 14 致谢……………………………………………………………………………… 15
地铁牵引供电系统设计 随着城市的发展,轨道交通越来越离不开人们的日常生活,上海地铁的客流也与日聚增,而供电系统在整个地铁运营中则起着举足轻重的作用。地铁供电系统主要可分为：主变电系统,牵引供电系统和车站及附属设备供电系统(降压站)三大部分,主变电系统就是将电网的110KV高压电转换为33KV 和10KV供牵引和降压站。牵引供电系统(以下简称牵引站)要求：供电安全系数高，能适应地铁列车大密度、高频率启动和制动，相邻供电区域间必须没有无电区域。因此，上海地铁采用了33KV的交流高压电通过整流器转为1500V的直流电并送到触网为列车供电技术。下面就以92年建成的地铁一号线衡山路牵引站为例作一下系统的介绍。 一、牵引站一次系统 地铁供电系统不同于一般的工业和民用电,属于一级负荷,对安全性和可靠性有着较高的要求,所以牵引站也是按照上述要求来设计的。衡山路牵引站33kv有两条回路供电,分别是上衡牵和广衡牵33KV进线开关,平时上衡牵运行,广衡牵作备用：采用西门子公司制造的GIS(六氟化硫全封闭高压开关柜)组合式开关柜,比传统高压柜占地面积小,可靠性高,维护工作也大大减少。 本牵引站由两台4.4MVA整流变压器将33KV降到1220V并送往整流器,采用干式双绕组变压器,一次侧为Dd0接法,有利于简少谐波干扰；二次侧为DY5接法利用三角形和星形互差30度的特点组成交流6相整流电路通过整流以后得到12脉波直流电,比一般三相6脉波整流电路大大减少了脉动系
17.2 变电所 17.2.1、17.2.2 规定了直流快速自动开关安装前外观检查和安装的一般要求。 17.2.3 便于及时、准确区分不同电压、不同电流制及不同用途的母线。 17.2.4 本条是为保证人身安全及采用“排”、“堵”双重方法，限制直流系统运行中杂散电流对结构钢筋及金属管道产生腐蚀而制定的。 17.3 牵引电网 17.3.1 牵引电网是以走行轨为基准进行安装的，故作本条规定。 (I）接触轨 17.3.3 对设备、器材安装前外观检查提出的一般要求。“锈蚀”是指轨条表面呈黄褐色起皮状态，起皮除净后，轨条表面有麻点。 17.3.4 变形或损伤的轨条，难以保证工程质量。 17.3.5 对底座安装提出的要求。 底座安装的水平距离及高程允许偏差土2mm，是考虑底座施工偏差和绝缘子、轨条安装后的积累偏差，不超过设计允许值（北京地铁为士6mm）而制定的。 17.3.6 绝缘子与底座出现间隙时，可用1～2mm厚的铁片垫平找正，但铁片最多不宜超过3片，以免增加绝缘子的不稳定性。 17.3.7 根据北京地下铁道一、二期工程实践经验制定。 保证电动车组受流器和接触轨相对运动中的可靠接触；允许偏差为：水平距离土6mm，高程士6mm实践证明是可行的。 轨条接续长度“允许偏差为士2%”是考虑施工配轨时尽量减少锯轨或短轨焊接而制定的。 第4、8款的允许偏差值是根据施工经验制定的。 端部弯头和侧面弯头安装如不符要求，则会出现受流器与接触轨初始接触不良，甚至碰坏受流器。 17.3.8 减少接触电阻，并保证取流良好。 17.3.11 突出接触轨限界将危及行车安全。 17,3.12 对接触轨设备安装做出的一般规定：
浅谈地铁供电系统的构成及形式 发表时间：2017-01-20T09:45:47.700Z 来源：《基层建设》2016年31期作者：李玉 [导读] 随着科学技术的发展，各大城市在大力建设地铁的同时，对供电系统的研究也不断深入。本文结合电气自动化在地铁中的应用，着重了解地铁供电原理，预防电力短路造成的安全事故，确保地铁安全运营。 深圳市地铁集团有限公司运营总部 摘要：地铁供电系统的安全是保障地铁车辆正常运行的基础。随着科学技术的发展，各大城市在大力建设地铁的同时，对供电系统的研究也不断深入。本文结合电气自动化在地铁中的应用，着重了解地铁供电原理，预防电力短路造成的安全事故，确保地铁安全运营。 关键词：地铁;供电;短路 1、地铁供电系统构成 根据功能的不同，地铁供电系统一般划分为以下几部分：外部电源;主变电所;牵引供电系统;动力照明系统;杂散电流腐蚀防护系统;电力监控系统。 1.1外部电源 外部电源是地铁供电系统主变电所接入的城市电网电源，其中形式分别有混合式供电、集中式供电、分散式供电等，而集中式通常是从城市电网110kV或66kV侧引入两回电源。比如北京地铁采用110kV外部电源，沈阳地铁采用66kV外部电源，但是必须至少有一回电源为专线。 1.2主变电所 主变电所的功能是接受城网高压电源，经降压为牵引变电所、降压变电所提供中压电源（通常为35kV或10kV），主变电所适用于集中式供电。主变电所接线方式为线变式或桥型接线。 1.3牵引供电系统 牵引供电系统的功能是将交流中压经降压整流变成直流1500V或直流750V电压，为地铁列车提供牵引供电，系统包括牵引变电所与牵引网，牵引网包括接触网与回流网。接触网有架空接触网（直流1500V）和接触轨（直流1500V或750V）两种悬挂方式，大多数工程利用走行轨兼作回流网;少数工程单独设置回流轨。 1.4动力照明供电系统 动力照明供电系统的功能是将交流中压（35kV或10kV）降压变成交流220/380V电压，为运营需要的各种机电设备提供电源。 1.5杂散电流腐蚀防护系统 杂散电流腐蚀防护系统的功能是减少因直流牵引供电引起的杂散电流并防止其对外扩散，尽量避免杂散电流对城市轨道交通主体结构及其附近结构钢筋、金属管线的电腐蚀，并对杂散电流及其腐蚀保护情况进行监测。 1.6电力监控系统 电力监控系统的功能是实时对地铁变电所、接触网设备进行远程数据采集和监控。在城市轨道交通控制中心，通过调度端、通信通道和变电所综合自动化系统对主要电气设备进行四遥控制，实现对整个供电系统的运营调度和管理。 2、地铁运营供电形式 地铁供电主要有第三轨供电和接触网供电。 2.1第三轨供电是在钢轨的左侧铺设一条特殊的“受流轨”，与轨道平行的第三轨，形状与钢轨相似，截面的形状亦为“工”字形，但体积小，直流电作为牵引动力。列车运行时靠车辆底部的电刷接触受流轨而传导电力。价格低廉，技术含量低，易于铺设，安全系数低。 2.2接触网供电，电网在列车上方，通过受电弓直接输入直流电，类似于电车。此法安全系数高，技术含量高，接触网铺设难度大，费用高。 3、为预防各种地铁电力故障，常采取馈线保护措施，形成自动化断电，从而降低损失。 3.1电力故障主要有短路故障、过负荷故障、过压故障等。 3.2针对电力故障所采取的馈线保护措施，主要有：大电流脱扣保护、电流上升率及电流增量保护、定时限过流保护、双边联跳保护、接触网热过负荷保护、自动重合闸保护等。 3.2.1大电流脱扣保护 大电流脱扣主保护被用于快速切除近端短路的故障，通常安装在断路器本体内。 工作原理为：假设列车在所有正常运行状况时的最大瞬时工作电流为Im，定值整定为I>KIm（其中，K为安全系数），一旦检测到瞬时电流超过定制，会立即跳闸，切断电源。 3.2.2电流上升率及电流增量保护 此馈线主保护使用比较广泛，它能切断近端短路电流，也能切除大电流脱扣保护不能切除的故障电流较小的远端短路故障。 工作原理为：电流上升率及电流增量保护由瞬时跳闸和延时跳闸两个原件并列组成，任何一个原件都可以直接跳闸。 3.2.3定时限过流保护 定时限过流保护有两个定值，启动电流I和延时时间T。当电流超过I时，保护启动，定时器也同时启动，在定时器时限未到达的这段时间内，若电流超过定制，则在定时器时限T到达后跳闸;反之，若电流回落至定值以下，保护返回。 3.2.4双边联跳保护 对于采用双边供电的接触网，应用比较广泛。对于同区间供电的两个变电站，由第一个感知到短路故障电流的站发出跳闸命令，跳开本站开关，同时发出联跳命令给联跳装置，再由联跳装置向临站发出跳闸信号，临站收到信号后，跳开开关。 3.2.5接触网热过负荷保护 本保护措施，主要是消除热过负荷故障，不一定是短路故障影响。 工作原理：根据接触网的电阻率、电阻率修正系数、长度、横截面积、电流，计算出接触网的发热量，从而根据接触网和空气的比热等热负荷特性及通风量的等环境条件，由公式给出接触网的电缆温度Tmax。当电缆温度超过Tmax时，则跳开该接触网空点开关，开关跳
地铁直流牵引供电系统 地铁直流牵引供电系统GB 10411--89 1 主题内容与适用范围 1.1 主题内容 本标准规定了地铁直流牵引供电系统中供电制式、牵引电压等级、变电所及接触网德各项性能指标和设备运行指标等。 1.2 本标准适用于城市地铁德直流牵引供电系统。 2 引用标准 GB 5951 城市无轨电车供电系统 GBJ 54 低压配电装置及线路设计规范 GBJ 62 工业与民用电力装置德继电保护和自动装置设计规范 GBJ 64 工业与民用电力装置德电压保护设计规范 3 术语 3.1 供电、馈电 在城市地铁牵引供电系统中，通常将交、直流配电系统称为供电，仅直流配电称为馈电。 3.2 系统最高电压 指系统正常运行时，在任何时间内，系统中任何一点上出现德最低电压。不包括系统德暂时状态和异常电压。 3.3 系统最低电压 指系统正常运行时，在任何时间内，系统中任何一点上出现德最低电压。不包括系统德暂时状态和异常电压。 3.4 设备最高电压 指系统正常运行时，设备所承受德最高运行电压。 3.5 供电制式 指系统中采用的电流制、馈电方式及电压等级等。 3.6 牵引变电所 供给地铁一定区段内直流牵引电能的变电所。 3.7 整流机组 整流器与牵引变压器组合在一起的电流变换设备。 3.8 整流机组负荷等级 根据负荷曲线的性质特征所划分的整流机过载能力等级。 3.9 接触网最小短路电流 在最小运行方式下，接触网中离馈入点最远端发生正负极间短路的电流。 3.10 接触网最大短路电流 在最大运行方式下，接触网馈入点处发生正负极间短路时的电流。 3.11 未端电压 接触网中离馈入点最远端的电压。 3.12 馈线 从牵引变电所向接触网输送直流电的馈电线。 3.13 双边馈电 一个馈电区间由相邻牵引变电所各经一路馈线同时馈电。
地铁直流牵引供电系统 GB 10411--89 1 主题内容与适用范围 1.1 主题内容 本标准规定了地铁直流牵引供电系统中供电制式、牵引电压等级、变电所及接触网德各项性能指标和设备运行指标等。 1.2 本标准适用于城市地铁德直流牵引供电系统。 2 引用标准 GB 5951 城市无轨电车供电系统 GBJ 54 低压配电装置及线路设计规范 GBJ 62 工业与民用电力装置德继电保护和自动装置设计规范 GBJ 64 工业与民用电力装置德电压保护设计规范 3 术语 3.1 供电、馈电 在城市地铁牵引供电系统中，通常将交、直流配电系统称为供电，仅直流配电称为馈电。 3.2 系统最高电压 指系统正常运行时，在任何时间内，系统中任何一点上出现德最低电压。不包括系统德暂时状态和异常电压。 3.3 系统最低电压 指系统正常运行时，在任何时间内，系统中任何一点上出现德最低电压。不包括系统德暂时状态和异常电压。 3.4 设备最高电压 指系统正常运行时，设备所承受德最高运行电压。 3.5 供电制式 指系统中采用的电流制、馈电方式及电压等级等。 3.6 牵引变电所 供给地铁一定区段内直流牵引电能的变电所。 3.7 整流机组 整流器与牵引变压器组合在一起的电流变换设备。 3.8 整流机组负荷等级 根据负荷曲线的性质特征所划分的整流机过载能力等级。 3.9 接触网最小短路电流 在最小运行方式下，接触网中离馈入点最远端发生正负极间短路的电流。 3.10 接触网最大短路电流 在最大运行方式下，接触网馈入点处发生正负极间短路时的电流。 3.11 末端电压 接触网中离馈入点最远端的电压。 3.12 馈线 从牵引变电所向接触网输送直流电的馈电线。 3.13 双边馈电 一个馈电区间由相邻牵引变电所各经一路馈线同时馈电。 3.14 单边馈电 一个馈电区间由相邻两牵引变电所各经一路馈线同时馈电。
地铁供电系统的构成 根据功能的不同，地铁供电系统一般划分为以下几部分：外部电源；主变电所；牵引供电系统；动力照明系统；杂散电流腐蚀防护系统；电力监控系统。 1、外部电源 地铁供电系统的外部电源就是地铁供电系统主变电所供电的外部城市电网电源。外部电源方案的形式有集中式供电、分散式供电、混合式供电。集中式供电通常从城市电网110kV侧引入两回电源，按照地铁设计规范要求，至少有一回电源为专线。 2、主变电所 主变电所的功能是接受城网高压电源（通常为110kV），经降压为牵引变电所、降压变电所提供中压电源（通常为35kV或10kV），主变电所适用于集中式供电。主变电所接线方式为线变式或桥型接线。 3、牵引供电系统 牵引供电系统的功能是将交流中压经降压整流变成直流1500V或直流750V 电压，为地铁列车提供牵引供电，系统包括牵引变电所与牵引网，牵引网包括接触网与回流网。接触网由架空接触网（直流1500V）和接触轨（直流1500V或750V）两种悬挂方式，大多数工程利用走行轨兼作回流网；少数工程单独设置回流轨。 4、动力照明供电系统 动力照明供电系统的功能是将交流中压（35kV或10kV）降压变成交流 220/380V电压，为运营需要的各种机电设备提供电源。 5、杂散电流腐蚀防护系统 杂散电流腐蚀防护系统的功能是减少因直流牵引供电引起的杂散电流并防止其对外扩散，尽量避免杂散电流对城市轨道交通主体结构及其附近结构钢筋、金属管线的电腐蚀，并对杂散电流及其腐蚀保护情况进行监测。 6、电力监控系统 电力监控系统的功能是实时对地铁变电所、接触网设备进行远程数据采集和监控。在城市轨道交通控制中心，通过调度端、通信通道和变电所综合自动化系统对主要电气设备进行四遥控制，实现对整个供电系统的运营调度和管理。
地铁交流牵引供电系统探讨 发表时间：2019-07-05T14:57:06.667Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：潘宏锋 [导读] 摘要：随着研究的不断深入，大负荷牵引情况下直流供电系统杂散电流等问题对城市建设的影响不断显现。 （南宁轨道交通集团有限责任公司广西南宁 530029） 摘要：随着研究的不断深入，大负荷牵引情况下直流供电系统杂散电流等问题对城市建设的影响不断显现。同时，直流系统所亭多、投资大也不利于地铁的进一步运用。本文对地铁直流供电系统现状进行了分析，并对建设交流供电系统的可能性提出了一些看法与建议。 关键词：地铁；交流；牵引供电 1地铁供电系统 1.1地铁供电系统的发展 自1903年英国利物浦地铁使用电力作为牵引动力以来，地铁供电技术的变化和革新就一直伴随着隧道的不断掘进而变化。地铁牵引供电系统伴随着科技的进步，其供电方式也发生着不断的改变。目前，新建成的地铁项目中绝大多数选用DC750V、DC1500V接触网或接触轨的供电系统。 1.2地铁牵引供电系统的基本结构 以新建成的南宁地铁1号线为例，其采用了DC1500V，简单悬挂接触网供电的模式。全线设有2个中心变电站，14个牵引变电所，27个降压变电站。 地铁采用的变压器由两部分组成，即移相变压器和整流机组。移相变压器负责将通过供电线路从中心变电站输送而来的35kV三相电降压。降压后，直接进入整流机组，整流为直流的十二脉冲波形。 为改善整流装置的高次谐波对电网、通信等设备的影响，目前地铁牵引供电系统中广泛使用等效24脉波整流电路，每个脉波相差15°的相位角，如图1所示。 图1 移相变压器原理图与向量图 直流供电系统虽然具有网侧3/5/7次谐波小的优点，但因其特点而产生的杂散电流危害影响较大。 2地铁杂散电流 2.1杂散电流的成因 在理想情况下，走行轨的电阻RR应为0，走行轨对大地的泄漏电阻RT为无穷大。此时，从接触网上取流IT与轨回流IR相等，所有的电 流都回流到变电所。但因现实中，，因此，存在杂散电流：（1） 杂散电流的存在，对地下布满管线的城市的影响尤为巨大。根据法拉第电解第一定律可知道，有[2]：（2） 根据（2）式，按照10min车辆追踪时间，每天96列列车经过，每列杂散电流100A，通过时间为1min，对于铸铁水管一年可腐蚀掉60.7kg。而且由于管道一般为合金管或纯度不高的金属材质制成，因此，其中难免会形成不同杂质与金属之间的电池效应，从而加快管道的腐蚀速度。 虽然目前大量采用复合材料管线代替原有的金属材质管线，但建筑、桥梁基础中的钢筋、各种供电设备的接地、天然气管道、供暖管路等仍无法用复合材料制成。因此，杂散电流的影响仍不可忽视。 2.2杂散电流常用的防治手段 杂散电流的防治可通过以下几种渠道实现： （1）采用杂散电流收集网收集杂散电流。通过将道床内的结构钢筋的电气通路导通，使其成为杂散电流收集的主要渠道[3]。 （2）涂抹绝缘材料。在隧道内或管线外涂抹绝缘涂层达到防腐蚀的效果。 （3）预埋特殊阳极材料，使其代替管线被腐蚀。 （4）将走行轨进行绝缘处理，使，从而使杂散电流能绝大多数通过走行轨回流到变电所内。 但（1）方案中牺牲了道床的安全性，结构钢筋将长时间受到腐蚀，不利于地铁运行安全。（2）、（3）作为被动方式，其日常运行中难以实时进行监控，存在隐性安全隐患。（4）方案的一次性投资和后期维护成本都较高。 3地铁交流牵引供电技术初探 3.1交流供电的优势 采用交流供电的优势在于供电能力强，不存在杂散电流的影响。同时，建设费用低，能满足大运量、快速起停的要求。与直流供电相比，虽然交流电需建设电分相，因地铁采用的电压较低，可采用结构相对简单的分段绝缘器作为分相。同时，目前地铁采用的变压器大多为D,Yn11型变压器，采用交流供电后，可采用V/V或V/X接线方式，大大提高功率因数，同时降低能耗。
城市轨道交通供电系统的中压网络研究一、供电系统的简介及中压网络的概念 1、城市轨道交通供电系统的功能 城市轨道交通供电系统，担负着运行所需的一切电能的供应与传输，是城市轨道交通安全可靠运行的重要保证。 城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。一是电动客车运行所需要的牵引负荷，二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电，诸如：通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。 在上述用电群体中，有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷；有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准，而且这种要求和标准又相差甚远。城市轨道交通供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求，以使其发挥各自的功能与作用。保证电动客车畅行，安全、可靠、迅捷、舒适地运送乘客，是供电系统的根本目的。 2、供电系统的构成 根据功能的不同，对于集中式供电，城市轨道交通供电系统可分成以下几部分：外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。对于分散式供电，城市轨道交通供电系统则可分成以下几部分：外部电源、(电源开闭所)、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。牵引供电系统，又可分成牵引变电所与牵引网系统。动力照明配电系统，又可分成降压变电所与动力照明。 但在进行初步设计与施工设计时，为便于设计管理，供电系统往往被划分成：系统设计；主变电所设计；牵引变电所(或牵引降压混合变电所)及降压变电所设计；牵引网设计；电力监控系统设计；杂散电流腐蚀防护设计(注：动力照明随同土建一起设计)。 3、外部电源方案 城市轨道交通系统的外部电源方案，根据城市电网构成的不同特点，可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。 (1) 确定外部电源方案的原则 城市轨道交通作为城市电网的特殊用户，一般用电范围多在10km~30km之间。城市轨道交通系统的外部电源方案，主要有集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟采用何种方式，应通过计算确定需要负荷之后，根据城市轨道交通路网规划、城市电网构成特点、工程实际情况综合分析确定。 (2) 集中式供电 在城市轨道交通沿线，根据用电容量和线路长短，建设专用的主变电所，这种
xxx市轨道交通1号线一、二期工程供电系统设备采购及安装项目 施工组织方案 批准： 审核： 编制： xxx集团有限公司
目录 1编制依据和原则 (6) 1.1 编制依据 (6) 1.2 编制原则 (6) 2工程概况 (7) 3工程内容 (7) 4工程目标 (8) 4.1 工期目标 (8) 4.2 质量目标 (8) 4.3 文明施工目标 (8) 4.4 环保目标 (8) 4.5 安全目标 (9) 5项目组织机构及劳动力安排 (9) 5.1 项目组织机构 (9) 5.2 劳动力安排 (19) 6资源配置 (23) 6.1 施工车辆配置 (23) 6.2 工机具配置 (23) 6.3 拟投入本工程施工和试验的仪器仪表配备表 (25) 7设备及材料的检验 (28) 7.1 设备材料监造、出厂验收 (28) 7.2 到货检查、开箱检查 (28) 8施工管理 (29) 8.1 施工准备 (30) 8.2 设备、材料管理 (33) 8.3 施工技术管理 (39) 8.4 工程进度控制 (45) 8.5 工程成本控制 (50) 8.6 计划、统计和信息管理 (50) 8.7 保证工程施工工期的管理措施 (51)
8.8 轨行区管理 (55) 9施工图管理 (56) 9.1 施工图会审 (56) 9.2 施工图使用 (56) 10施工及安装工艺 (57) 10.1 变电所施工及安装工艺 (57) 10.2 环网电缆施工及安装工艺 (99) 10.3 杂散电流防护施工及安装工艺 (118) 10.4 电力监控系统施工及安装工艺 (125) 10.5 接触网施工及安装工艺 (135) 10.6 区间动力照明施工及安装工艺 (208) 10.7 供电车间设备安装施工及安装工艺 (221) 11与其他系统及专业的接口协调 (221) 11.1 与业主的配合措施 (221) 11.2 与政府部门的配合 (222) 11.3 与监理单位的协调和配合 (222) 11.4 与设计单位的配合 (223) 11.5 与施工用水、用电的接口协调与管理 (223) 11.6 本工程各专业与其他系统及专业的接口协调 (224) 12安全防护及文明施工 (228) 12.1 安全保证体系 (229) 12.2 安全施工保证措施 (240) 12.3 重要施工方案的安全控制 (241) 12.4 冬季施工安全措施 (245) 12.5 文明施工保证体系 (246) 12.6 职业健康安全保障措施 (249) 12.7 文明施工措施 (252) 12.8 廉政措施 (254) 13环境保护 (255) 13.1 环境目标 (255)
地铁牵引供电系统设计 The Design of Subway Power Supply System
摘要 牵引供电系统是城市轨道交通系统中最为重要的基础能源设施，其功能是为轨道交通系统中的电力车辆供电，确保轨道交通列车车辆的正常运行。通过对供电方案的比较，**地铁供电系统采用集中供电方式，系统包含电业局地区变电所与轨道交通主变电所之间的输电线路、轨道交通供电系统部牵引降压输配电网络、直流牵引供电网和车站低压配电网；牵引供电系统由主变电所、高压/中压供电网络、牵引供电系统、电力监控系统、接触网系统、杂散电流防护和接地系统、供电车间等组成。轨道交通供电系统的主要功能如下： 接受、分配电能：主变电所的主变压器将110KV高压电变换成20KV中压电、20KV 供电网络将电能分配到每一个车站和车辆段的牵引变电所和降压变电所。 关键字：集中供电方式牵引变电所 DC1500V接触轨 20kV中压
Abstract Traction power supply system of urban rail transit system is the most important basic energy facilities, its function is providing power for rail transit system, ensure the normal operation of rail transit vehicle. Through the comparison of the power supply scheme, shijiazhuang metro power system uses centralized power supply mode, system contains the transmission lines between area substation and rail traffic main substation, Traction step-down power transmission and distribution network of rail transport power supply system, DC traction supply network and station low voltage distribution network; tractive power supply system is composed of main substation, high-pressure/medium voltage power supply network, tractive power supply system, electric power monitoring and management system, overhead contact system, stray current protection and grounding system, Power supply workshop and so on. The main function of rail transport power supply system is in the below: Accept, distribution of the main substation power: main transformer will convert to a 20KV 110 kv high-voltage power supply network in 20KV piezoelectric, energy allocated to each station and maximize the traction substation and step-down in substation. Key words: entralized power supply system traction substation DC1500V contact rail 20kV medium voltage
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... 1施工及安装工艺 1.1变电所施工及安装工艺 1.1.1牵引降压变电所施工总体流程
... 1.1.2降压变电所施工总体流程
... 1.1.3牵引、降压变电所主要工序施工工艺 1.1.3.1设备基础预埋件安装 （1）施工准备 ①劳动力准备 ②工机具准备
... （2）操作程序 ①工序流程图 ②操作要领： A施工准备 a依据施工图纸将基础型钢安装所需预埋配件加工备齐。 b按图纸尺寸将槽钢调平、调直，加工成框架形状，以便现场安装。在槽钢长度超过5m时，应每间隔2m左右加一角钢支撑，并点焊固定，除去焊渣及铁锈刷两次
... 防锈漆。加工完成槽钢框架的不直度应小于1mm∕m，每根槽钢的全长小于5mm，槽钢间距误差不应大于2mm。 c备好施工用工具，检修好机具。 B测量、定位 a清理施工场地建筑杂物、清扫结 构地板及预留洞。 b用钢卷尺测量和校核土建施工预 留洞的位置是否符合设计图纸要求。 c依施工图纸用钢卷尺、墨线在地板上划出型钢安装基准线，将槽钢摆放到位，根据土建装饰层标高，用水准仪测量槽钢面是否符合标高要求。 d将预埋配件按图纸摆放到位，与槽钢稍微分开少，以便焊接。按配件的固定，画出“十”字线。 C钻、固定配件 a用冲击电钻对准固定配件的“十”线，垂直地板钻并清除的粉尘。 b将膨胀螺栓装入，将焊接基础型钢的配件固定拧紧。 D基础槽钢安装、焊接 a依照位置基准线安放好基础槽钢，用水准仪测量基础槽钢顶面水平是否符合室地坪标高。基础型钢水平误差小于1mm∕m，每件全长小于2mm。 b用钢卷尺测量基础型钢间的距离是否符合设计图纸要求。 c测量槽钢顶面水平、位置、间距无误后，先用点焊的法将型钢与预埋配件焊接。 d将整条型钢各点点焊固定、复测无误后再将所有固定点逐点全断面焊接，不应
牵引供电系统简介 （丁为民） 一、系统功能 牵引供电系统的主要功能是：将地方电力系统的电源（交流电气化铁路： AC110 kV或AC220kV ，城市轨道交通：中心变电所AC220kV 或AC110kV →AC35 kV 环网）引入牵引供电系统的牵引变电所，通过牵引变压器变压为适合电力机车运行的电压制式（交流电气化铁路：AC25kV 或AC2×25kV ，城市轨道交通：DC750V 、DC1500V 或DC3000V ），向电力机车提供连续电能。 电力牵引负荷为一级负荷，引入牵引变电所的外部电源应为两回独力可靠的电源，并互为热备用，能够实现自动切换。 交流电气化铁路及城市轨道交通牵引供电系统简图分别如图1.1和图1.2所示。 图1.1 交流电气化铁路牵引供电系统
图1.2 城市轨道交通牵引供电系统 二、牵引网供电方式 1. 交流电气化铁路 交流电气化铁路牵引网供电方式大体上可分为三种：直接供电方式（包括带回流线的直接供电方式）、BT 供电方式和AT 供电方式。 （1）直接供电方式 直接供电方式又可分为不带回流线直接供电方式(图2.1 和带回流线的直接供电方式(图2.2 两种。 图2.1 不带回流线的直接供电方式
图2.2 带回流线的直接供电方式 不带回流线的直接供电方式在我国早期的电气化铁路中采用，机车电流完全通过钢轨和大地流回牵引变电所，牵引网本身不具备防干扰功能。在接地方面，每根支柱需单独接地（设接地极或通过火花间隙），或者通过架空地线实现集中接地（架空地线不与信号扼流圈中性点连接）。 带回流线的直接供电方式，机车电流一部分通过钢轨和大地流回牵引变电所（约70%），其余通过回流线流回牵引变电所（约30%）。由于流经接触网的电流和流经回流线的电流虽然大小不等，单方向相反，且安装高度比较接近，两者对铁路沿线通讯设施的电磁干扰影响趋于抵消，因此牵引网本身具备防干扰功能。在接地方面，接触网支柱通过回流线实现集中接地，回流线每隔一个闭塞分区通过吸上线（铝芯或铜芯电缆，常用VLV-70和2xVLV-150）与信号扼流圈中性点连接（吸上线间距3～4km ）。 （2） BT 供电方式 BT （Boost Transformer）供电方式又称吸流变压器供电方式，也是在我国早期电气化铁路中有采用，其主要目的是为了提高牵引网防干扰能力，但随着通讯线路电缆化和光缆化，防干扰矛盾越来越不突出，其生命力也已大大降低，该种供电
地铁供电系统 概述 地铁供电系统主要技术标准： 采用集中供电方式，二级电供电压等级制式，主变电站引入110kv 电源，然后以35kv为全线各牵降混合、降压变电站供电。 地铁供电系统电能质量电压允许偏差值： AC 110kv额定电压（－3％～＋7％），即106.7kv～117.7kv。 AC35kv额定电压（±5％），即（33.25～36.75）kv。 AC 33额定电压（±5％），即（31.35～34.65）kv。 AC 10kv及以下额定电压（±7％），即9.3kv～10.7kv。 AC 400v额定电压（±7％），即372v～428v。280V的线电压是380V。DC 1500v额定电压（－33％～＋20％），即500v～900v。 牵引整流器组高压侧额定电压为AC35KV，直流侧标称电压值为DC750V。 牵引接触网的电压波动范围为DC500V～DC900V。 降压变电站中压侧为AC35KV，低压侧为AC0.4/0.23KV。 供电系统设置远动（SCADA）系统，实现全现供电系统集中调度控制管理，并支持综合监控（ISCS）系统的集成。 设置杂散电流防护系统，包括杂散电流防堵阻措施、杂散电流收集系统、杂散电流监测系统。
防雷接地系统，110KV系统接地按电业部部门要求：35KV为小电阻接地系统：低压0.4/0.23KV采用TN－S制：1500V直流牵引系统正、负极不接地：地面建筑物防雷按照相关国家规范要求进行。 供电系统构成与功能： 系统构成： 供电系统组成部分：主变电站、中压供电网络、牵引变电站、降压变电站、牵引网系统、动力照明配电系统、电力监控系统（SCADA）、杂散电流防护系统。 系统功能： 主变电站： 从城市电网中的高压110KV经变压器变换为中压35KV电源。 中压供电网络： 将主变电站的35KV中压电源经中压馈出供电网络分配到各牵引变电站及降压变电站。 牵引变电站及降压变电站： 牵引变电站将35KV中压电源经整流变压器降压，再经整流器整流后变成供电客车使用的直流1500v电源：降压变电站将35KV中压电源经电力变压器降压后成低压0.4/0.23kv，供车站、区间动力及照明设备电源。 牵引触网系统：
地铁供电系统设计分析 发表时间：2016-07-29T17:04:28.040Z 来源：《基层建设》2016年9期作者：刘帅[导读] 地铁的供电质量关系到地铁的安全运，为地铁列车及车站提供电能。 深圳市地铁集团有限公司运营总部摘要：地铁的供电质量关系到地铁的安全运，为地铁列车及车站提供电能。本文主要对于外部电源、中压网络、牵引及动力照明系统的供电模式进行分析，并对几种故障情况下的负荷切换进行阐述。关键词：地铁；供电系统；运行方式一、工程概况 XX地铁线路作为城市核心区的交通疏导干线，在满足商贸及观光游客的输送需求，全长为3.94km，全线总共设置9个车站。 二、供电系统构成 地铁线路供电系统共设5个高压室、6个牵引变电所、10个低压动力变电所，全线供电系统如图1所示。地铁线路外部电源和中压网分别取自于双子和中轴110/10kV变电站，牵引供电系统采用三相AC0.6kV供电制式，正线和车场牵引网均采用接触轨。（1）外部电源 地铁线路没有专门设立主变电所，利用供电局双子、中轴主所10kV馈出电缆直接引入车站、车站高压室10kV进线，再通过10kV环网连接全线各高压室。其中双子主所供给全线10kVI段，中轴主所供给全线10kVII段。（2）中压网络 全线的5座高压室分别位于车厂、A站、B站、C站、D站，根据供电容量和全线降压变电所和牵引变电所的设置，中压供电网络共分为两个大的供电分区。其中由C站、D站分别从区域变电站的两段10kV母线各引两路10kV电源。其它变电所采取电缆环接的形式从相邻变电所引入两路10kV电源。双子主所供给的10kV电源负责全线牵引系统供电与部分低压动力系统供电。中轴主所供给的10kV电源负责APM线除双子以外的所有低压动力系统供电。高压室10kV侧采用单母线分段接线形式，正常运行时母联断路器断开，两路母线分列运行，双子主所与中轴主所都具备单独作为APM线全线总电源的能力，一般电压波动及非供电局故障的情况下能够对保持全线各系统供电。除非由于供电局主所故障或APM线10kVI段进出线故障，一般不考虑对10kVI、II段进行投切，只靠某一主所供给全线电源。（3）牵引供电系统牵引变电所将高压室引入的AC10kV电压降压成为AC0.6kV电压，通过接触轨系统供给电动列车。全线共设置6个牵引变电所，车场设1座牵引变电所，正线的9座车站中每隔一座车站设置一个牵引变电所，分别是A站牵引变电所、C站牵引变电所、D站牵引变电所、G站牵引变电所、R站牵引变电所。牵引变电所0.6kV侧为单母线分段接线形式，正常运行时母联断路器断开，两台牵引变压器分列运行，分别负责左线和右线牵引供电分区的供电。牵引变电所分就地和远方两级控制方式，各控制对象能单独进行控制方式转换，按无人值班设计。（4）动力照明系统低压变电所电源取自其相对应10kV馈线开关柜，经10kV/0.4kV变压器将10kV电压变为0.4kV低压。动力变电所在车场和每个站均设置一座，为车站、车场、控制中心除牵引以外所有负荷供电。包括通信系统、信号系统、低压配电系统、照明等等。降压变电所同样采用单母线分段接线形式，这里不再赘述。 三、供电系统故障切换以上是正常情况下供电系统的运行方式，在供电系统出现故障时需要对用电负荷进行切换，下面介绍主所、牵引所、降压所故障情况下的负荷切换。 （1）双子进线故障双子如果是双子主变电站提供的两回路10kV电源之一发生故障时，则需将两路进线电源都退出，合上B站和C站的10kV母联开关恢复供电，确保全线各牵引所的10kV电源来自同一段10kV母线，满足0.6kV侧左线/右线牵引网并列运行。 图1 地铁某线供电系统图（2）中轴进线故障如果是中轴主变电站提供的两回路10kV电源之一发生故障时，合上故障变电所10kV母联开关，恢复该故障外部电源供电区域内的所有负荷供电。 （3）牵引变压器故障
摘要：本文以直流1500V双边供电的牵引变电所为例，介绍了地铁直流牵引变电所内各开关柜的保护配置，并详细阐述了主要保护的原理，如大电流脱扣保护、电流上升率保护、定时限过流保护、低电压保护、双边联跳保护、接触网热过负荷保护、框架保护等。最后，对于目前的保护原理中存在的不足之处，本文也做了分析，如多辆列车短时间内相继启动可能会造成保护误动，小电流（尤其是有电弧的情况）短路故障与正常运行电流的区分，以及框架保护的选择性问题。 关键词：地铁直流保护 0 引言 在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化又是发展的主要原则。在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，目前，国内主要城市的地铁直流保护设备均来自国外，例如广州地铁二号线选用的是德国Siemens公司的DPU96，武汉轻轨选用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通过对部分国外产品的研究，笔者认为，直流保护设备的原理并不是十分复杂，功能实现在理论上也没有任何障碍，希望通过本文的抛砖引玉，在将来的不久，能够看到国产的直流保护设备在我国甚至国际市场成为主流。 1 一次系统简介 图1显示了一个典型的牵引变电所的电气主接线图，该所将主变电所来的交流高电压（典型值：33kV）经整流机组（包括变压器及整流器）降压、整流为直流1500V，再经直流开关柜向接触网供电。我国上海和广州地铁的直流牵引供电系统均是如此，北京地铁采用的是第三轨受流器（上海和广州地铁则是架空接触网），其馈电电压为750V。由于750V馈电电压供电距离短、杂散电流大，现在多采用1500V。图2显示的是采用双边供电的上行接触网的分区段示意图（下行亦相同），一个供电区由相邻的2个牵引变电所同时供电，这种双边供电的方式提高了供电的可靠性，同时分区段的方式使故障被隔离在某个区段以内，而不致影响其它供电区段，因而被广泛采用。本文中所讨论的保护原理均基于1500V架空接触网双边供电方式。 图1 典型牵引变电所电气主接线参考图