城市轨道交通供电系统(5)

城市轨道交通供电系统一、城市轨道交通供电系统介绍城市轨道交通供电系统是为城市轨道交通运营提供所需电能的系统，不仅为城市轨道交通电动列车提供牵引用电，而且还为城市轨道交通运营服务的其他设施提供电能，如照明、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等，应具备安全可靠、技术先进、功能齐全、调度方便和经济合理等特点。

在城市轨道交通的运营中，供电一旦中断，不仅会造成城市轨道交通运输系统的瘫痪，还会危及乘客生命与财产安全。

因此，高度安全可靠而又经济合理的电力供给是城市轨道交通正常运营的重要保证和前提。

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。

二、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。

城市轨道交通供电系统城市轨道交通供电系统由变电所、接触网（接触轨）和回流网三部分构成。

变电所通过接触网（接触轨），由车辆受电器向电动客车馈送电能，回流网是牵引电流返回变电所的导体。

供电系统的供电制式主要指电流制式、电压等级和馈电方式。

目前，城市轨道交通的直流牵引电压等级有DC 600 V、DC 750 V和DC 1 500 V等多种。

我国国家标准《城市轨道交通直流牵引供电系统》（GB/T 10411—2005）规定了DC 750 V和DC 1 500 V两种电压制式。

供电系统的馈电方式分为架空接触网和接触轨两种。

其中，电压制式和馈电方式是密不可分的。

一般架空接触网馈电方式电压等级采用DC1500V，接触轨馈电方式电压等级主要采用DC750V，但有向DC1500V发展的趋势。

城市轨道交通作为城市电网的用户，直接从城市电网取得电能；城市电网也把城市轨道交通看成一个重要用户。

城市轨道交通供电系统由电源系统（城市电网、主变电所）、牵引供电系统、动力照明供电系统和电力监控系统组成。

其中，牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网两大部分，动力照明供电系统包括降压变电所与动力照明配电系统。

一、电源系统我国电力生产由国家经营管理，因此无论是干线电气化铁路还是工矿电力牵引用电和城市轨道交通电力牵引用电均由国家统一电网供给。

根据生产电能的发电厂所利用的能源不同，其可以分为火力发电厂（用煤、油为燃料）、水力发电厂、原子能发电厂及风力、地热、太阳能和潮汐发电厂等。

发电厂可能与其用户相距甚远，必须将输电电压升高，以减少线路的电压损失和能量损耗，因此在发电厂的输出端接入升压变压器以提高输电电压。

目前我国用得最普遍的输电电压等级为110~220 kV。

通常高压输电线到了各城市或工业区以后通过区域变电所（站）将电能转配或降低一个等级向附近各用电中心送电。

城市轨道交通牵引用电既可从区域变电所高压线路得电，也可以从下一级电压的城市地方电网得电，这取决于系统和城市地方电网具体情况及牵引用电容量大小。

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。

城市轨道交通牵引供电系统简介城市轨道交通牵引供电系统是城市轨道交通运行的重要组成部分，负责向轨道交通车辆提供电力供应。

它不仅直接影响着轨道交通的运营效率和电力消耗情况，还与乘客的乘坐舒适度和安全性息息相关。

本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的基本原理、组成结构以及未来发展趋势。

基本原理城市轨道交通牵引供电系统的基本原理是将电源通过接触网供应给轨道交通车辆。

具体来说，电源会通过接触网上的触网集电装置传送给牵引系统。

牵引系统由主变压器、牵引变流器和牵引电动机组成，负责将电能转换为机械能，驱动轨道交通车辆运行。

组成结构城市轨道交通牵引供电系统由多个组成部分构成，包括接触网、辅助设备和车辆终端设备。

接触网接触网是城市轨道交通牵引供电系统的核心部分，通常安装在轨道上方。

它由导线、吊杆、挂装件等组成，用于提供电力给牵引系统。

接触网一般采用带电架空式供电，即以高架的方式悬挂在轨道上方，通过接触网上的触网集电装置与车辆终端设备连接。

辅助设备城市轨道交通牵引供电系统还包括一系列辅助设备，用于确保供电系统的正常运行。

辅助设备主要包括配电变压器、开关设备、保护和监控装置等。

配电变压器用于将高压电源转换为适合牵引系统使用的低压电源；开关设备用于控制电能的分配和传输；保护和监控装置则用于监测供电系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。

车辆终端设备车辆终端设备是城市轨道交通车辆上的设备，用于接收来自接触网的电能，并将其转换为机械能，驱动车辆行驶。

未来发展趋势随着城市轨道交通的不断发展，牵引供电系统也在不断创新和改进。

以下是一些未来发展趋势：高效能源利用未来的城市轨道交通牵引供电系统将更加注重能源的高效利用。

通过采用先进的能量回收技术，如再生制动系统、能量储存装置等，将能源回收再利用，减少能源的浪费。

无线供电技术无线供电技术有望成为未来城市轨道交通牵引供电系统的重要发展方向。

通过利用无线传输技术，可以不再依赖接触网，实现轨道交通车辆的无线供电，提高供电系统的稳定性和可靠性。

城轨交通供电系统城市轨道供电系统是轨道交通的重要组成部分，没有城市轨道供电系统的可靠安全供电，就不可能有城市轨道交通的正常运行。

城市轨道交通供电系统有主变电所、牵引变电所、降压变所、馈电线、接触轨、走行轨、回流线、迷流防护系统等部分组成。

其中，主变电所把从城市电网110kV电源引入的三相高压交流电降压配送给轨道交通沿线的牵引变电所和降压变电所。

牵引变电所是将交流电经降压整流后换成适合于电动列车使用的直流电（750V）。

直流馈电线是将牵引变电所的直流电输送到接触轨上。

接触轨是沿电动列车行驶轨迹架设的特殊供电设备，电动列车通过其受电器(集电器)与接触网的直接接触而获得电能。

走行轨是作为牵引供电回路的一部分，回流线是将轨道回流引向牵引变电所。

迷流防护系统是将经轨道流入大地的杂散电流通过迷流网收集起来，通过排流柜及其电缆将迷流送回整流器的负端，保护地下或地面建筑物的结构钢筋不被腐蚀。

1．特点及要求（1）供电的可靠性和安全性城市轨道交通供电不同于一般工业企业供电和民用供电，它主要是为运送乘客的列车提供持续的电能，这些电动列车往往处于交通线路沿线的不同线段、不同运行状态之中，有高架地面、地下；有上坡、下坡；还有牵引(包括启动状态)、滑行、制动(包括电气再生制动)等。

列车的运行工况比较复杂，对供电的质量和可靠性要求高。

因此，城市轨道交通需要一个稳定而又经济合理沿线路敷设的城市轨道交通供电电网。

此外，城市轨道交通供电系统还要对为乘客运营服务的辅助设施进行供电。

这些设施包括照明，自动扶梯，通信，信号，通风，给排水，防灾报警，自动售、检票机等等。

城市轨道交通供电是城市电网中的重要用户。

大量的人群滞留在车站和列车上的时间长短不一，交通[供电中心3] 供电的中断不仅会造成交通运输的全线瘫痪，而且可能导致生命和财产的重大损损失[供电中心4] 。

因此，交通[供电中心5] 供电系统必须具备高度的可靠性和安全性。

（2）供电负荷多样性系统中供各级供电网络的变配电设备本身负荷，这类设备的负荷主要包括：变压器损耗、线路损耗、各种电流、电压互感器的线圈损耗等等。