4.第2章 城轨供电原理外部电源
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城市轨道交通供电系统讲义第二章城市轨道交通供电系统描述●第一节供电系统的组成与功能●地铁供电系统是为地铁运营提供所需电能的系统,它不仅为地铁电动列车提供牵引用电,而且还为地铁运营服务的其它设施提供电能,如照明、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等。
●地铁供电系统一般包括外部电源、主变电所(或电源开闭所)、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统。
其中,牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网,动力照明供电系统包括降压变电所和动力照明配电系统。
幻灯片26●地铁系统是一个重要的用电负荷。
按规定应为一级负荷,即应由两路电源供电,当任何一路电源发生故障中断供电时,另一路应能保证地铁重要负荷的全部用电需要。
在地铁供电系统中牵引用电负荷为一级负荷,而动力照明等用电负荷根据它们的实际情况可分为一级、二级或三级负荷。
地铁外部电源供电方案,可根据实际情况不同分为集中供电方式、分散供电方式和混合供电方式。
幻灯片27第二节变电所的分类●地铁供电系统中一般设置三类变电所,即主变电所(分散式供电方式为电源开闭所)、降压变电所及牵引降压混合变电所。
●主变电所是指采用集中供电方式时,接受城市电网35kV及以上电压等级的电源,经其降压后以中压供给牵引变电所和降压变电所的一种地铁变电所。
●降压变电所从主变电所(电源开闭所)获得电能并降压变成低压交流电。
●幻灯片28●牵引变电所从主变电所(电源开闭所)获得电能,经过降压和整流变成电动列车牵引所需要的直流电。
●主变电所:专为城市轨道交通系统提供能源的枢纽。
●牵引变电所:为列车提供适应的电源。
●降压变电所(配电变电所):为车站、隧道动力照明负荷提供电源。
幻灯片29第四节供电系统主要运行方式● 1 10kV系统运行方式● 1.1 正常运行方式●变电所10kV母联开关和开闭所间联络开关均处于打开状态,每座变电所由2回电源供电,两段10kV母线分列运行。
变电所由开闭所按不同的供电分区供电。
城市轨道交通工程供电系统及设备组成城市轨道交通供电系统是城市轨道交通运营的动力源泉,负责电能的供应与传输。
城市轨道交通的供电系统主要由外电源、牵引供电、动力照明、杂散电流腐蚀防护系统、电力监控系统组成。
外电源城市轨道交通供电系统的外电源主要取自外部电力系统的城市供电网,通常有三种形式:集中式供电、分散式供电、混合式供电。
集中式供电和分散式供电的分别是是否具有为整个城市轨道交通供电系统提供电源的主变电所。
集中式供电使用城市供电网的高压电网,提高了城市轨道交通供电系统的电源电压和容量,专网专供,使城市轨道交通供电系统的可靠性进一步提高。
分散式供电直接从城网分散地引入多路中压电源作为城市轨道交通电源,与城网电力资源共享,该方式要求城网有比较多的中压电源点。
混合式供电吸收了集中式供电与分散式供电方案的各自优点,系统方案灵活,使供电系统完善和可靠。
牵引供电系统牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网。
牵引变电所的站位和容量设置,遵循供电合理,运营方便,满足高峰运营时最大负荷的需要进行设计。
牵引变压器和配电变压器一般均采用空气自冷式干式变压器,根据《地铁设计规范》“电力电缆与控制电缆,在地下敷设应采用低烟无卤阻燃电缆,在地上敷设时可采用低烟阻燃电缆。
为应急照明、消防设施供电的电缆,明敷时应采用低烟无卤耐火铜芯电缆或矿韧绝缘耐火电缆”。
变电所的主开关根据电压选择六氟化硫气体灭弧开关或真空开关。
为了抑制直流牵引负荷产生的谐波电流注入城市电网,牵引整流机组采用双机组12 脉波并列运行构成等效24 脉波整流,以满足供电部门关于抑制高次谐波注入电网的要求。
采用多相整流,增加直流侧输出电压脉波数的等效24 脉波整流,是解决城市轨道交通牵引负荷谐波的最佳方案。
相对于在电网侧加装滤波装置,该方案结构简单、成本低、运营管理方便,同时提供给车辆的直流电压更加平稳,有利于车辆运行。
根据车辆受电模式不同,牵引供电的牵引网采用两种形式:第三轨—集电靴模式和架空接触网- 受电弓模式,利用车辆走行轨回流。
第二章外部电源
外部电源方案的形式1
集中和分散两种供电方式的比较2
电源外线的设计原则3
谐波的分析及治理
4
通常有三种外部电源方案的形式,
即城市电网对城市轨道交通的供电方式有3种:集中式供电、分
散式供电和混合
式供电。
集中式分散式混合式
外部电源方案2.2 外部电源方案形式
(3)混合式供电
混合式供电方案是介于集中供电方案的一种结合方案,根据城市电网现状、规划以及城市轨道交通自身的需要,
吸收了集中式供电和分散式供电的各自优点,系统方案灵活,使供电系统完善可靠。
如图2-3所示。
图2-3混合式供电示意图修建主变电所,集中式供电特点
沿线分散引入城网电源,
分散式供电特点
了主变电所,兼有集中式和分散式两种方式的特点。
混合式供电方案是介于集中供电方案的一种结合
方案,根据城市电网现状、规划以及城市轨道交通自身的需要,吸收了集中式供电和分散式供电的各自优
点,系统方案灵活,使供电系统完善可靠。
在城市轨道交通沿线,直接从城市电网分散
地引入电源作为城市轨道交通电源。
修建主变电所。
混合式供
电方案的
主要特点独立性介于集中式和分散式之间。
与城市电网的接口介于集中式和分散式之间。
武汉轨道交通一期工程、北京地铁10号线二期工程采用了混合式供电方案。
混合式供电的应用
小结
小节主要内容:
1 .混合式供电方式的特点。
思考:混合式供电方式的特点有哪些?
本节课程到此结束,下节再见!
谢谢!。
城市轨道交通供电系统概述城市轨道交通供电系统是城市轨道交通运营的重要基础设施之一。
它负责为城市的地铁、轻轨等轨道交通提供稳定可靠的电力供应。
供电系统的设计与运营对于轨道交通系统的正常运行和乘客的出行安全至关重要。
本文将重点介绍城市轨道交通供电系统的组成和原理、供电方式以及相关设备和技术等内容。
组成和原理城市轨道交通供电系统主要由以下几个组成部分组成:电源系统是城市轨道交通供电系统的核心组成部分,负责为整个供电系统提供稳定的电力。
常见的电源系统包括接触网供电系统和第三轨供电系统。
•接触网供电系统:通过架设在轨道上方的接触网,通过配电设备提供电力给列车供电。
•第三轨供电系统:在轨道的一侧或两侧铺设一根导电轨,列车通过集电装置与导电轨接触,实现电能传递。
2. 配电系统配电系统负责将电源系统提供的电能,在整个轨道交通线路上进行合理分配。
配电系统通常包括变电站、变压器、开关设备等,在供电过程中起到调节电能和保护设备的作用。
线路系统是城市轨道交通供电系统的输电线路,包括主干线、支线和馈电线等。
这些线路通过导线将电能输送到不同的供电区域,确保整个供电系统的稳定性和可靠性。
4. 集电装置集电装置是连接列车和供电系统的关键设备,由于列车在运行过程中需要实时获得电力供应,因此集电装置可以通过与接触网或第三轨建立导电接触来获取电能,并将其传送到列车的牵引设备中。
供电方式根据城市轨道交通供电系统的不同设计和实际情况,可以有以下几种常见的供电方式:1.直供直流供电方式(常用于地铁):以直流电方式供电,电压较高,通常为600V、750V或1500V,通过第三轨或接触网提供电能。
2.直供交流供电方式(常用于轻轨):以交流电方式供电,电压较低,通常为380V或750V,通过接触网提供电能。
3.高速铁路供电方式:通常使用交流电方式供电,电压较高,通常为25kV,通过接触网提供电能。
相关设备和技术城市轨道交通供电系统涉及到的设备和技术非常多样化,其中一些关键的设备和技术包括:•变电站:用于将电网的高压电能转换为供电系统所需的低压电能。
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。
城市轨道交通供电系统的组成
城市轨道交通供电系统一般包括外部电源、主变电所(或电源开闭所)、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统。
其中,牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网,动力照明供电系统包括降压变电所和动力照明配电系统。
城市轨道交通供电系统中一般设置三类变电所,即主变电所(分散式供电方式为电源开闭所)、降压变电所及牵引降压混合变电所。
主变电所是指采用集中供电方式时,接受城市电网35kV及以上电压等级的电源,经其降压后以中压供给牵引变电所和降压变电所的一种地铁变电所,是专为城市轨道交通系统提供能源的枢纽。
降压变电所:从主变电所(电源开闭所)获得电能并降压变成低压交流电,为车站、隧道动力照明负荷提供电源。
牵引变电所:从主变电所(电源开闭所)获得电能,经过降压和整流变成电动列车牵引所需要的直流电。
F1、F2-城市电网发电厂;
B1、B2、B3-城市电网区域变电所;B4、B5一地铁牵引变电所;
B6-地铁降压变电所。
城市轨道交通供电原理
城市轨道交通供电原理是指城市轨道交通系统如地铁、轻轨等运营所需要的电力供应方式和原理。
城市轨道交通供电主要采用第三轨供电、架空线供电和集电系统供电等方式。
其中,第三轨供电是一种常见的供电方式。
它通过将电源接入于轨道上的第三条导轨,通过接触器和集电装置将电能传输给地铁列车;架空线供电则是通过在轨道上方悬挂架空电缆,由接触网与列车接触,实现电能传输;而集电系统供电则是通过电汇流器等设备将电能从线路传输到集电装置上,通过接触剂与列车接触来实现供电。
城市轨道交通供电原理是通过这些方式将电能传输给地铁列车,从而为其提供动力。
当列车行驶时,集电装置与供电装置之间的接触或接触网与轨道之间的接触会产生电流。
这些电流通过电力系统传输到轨道交通车辆的电机,驱动电机运行,使列车正常运行。
此外,城市轨道交通供电原理还涉及到电力系统的维护、保护和监控等方面。
为了确保供电的可靠性和安全性,需要对供电系统进行定期维护和检修,及时解决供电故障。
同时,还需要建立有效的保护装置,避免因电力故障或其他原因导致供电设备损坏或出现危险。
为了实现对供电系统的监控,通常会采用远程监控和控制系统,实时监测供电设备的工作状态和运行情况,保障供电系统的正常运行。
综上所述,城市轨道交通供电原理是通过不同的供电方式将电
能传输给地铁列车,驱动其正常运行。
同时,为了确保供电的可靠性和安全性,还需要进行维护、保护和监控等工作。