城市轨道交通供电系统课程设计
学院：自动化学院适用专业：电气工程及其自动化
课程设计名称：城市轨道交通供电系统课程设计课程代码：
学分数：1 学时数：16
一、课程设计目的
本课程设计是学生在学完《城市轨道交通供电系统》课程之后进行的一个综合性的教学实践环节。通过本课程设计，一方面使学生获得综合运用学过的知识进行城市轨道交通供电主变电所、牵引变电所、降压变电所的设置、主接线的设计、相关的计算、各主要元件的选型等的基本能力，另一方面能巩固与扩大学生的电气综合设计知识，为毕业设计做准备，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。
通过本课程设计，学生能运用电气基础课程中的基本理论和实践知识，正确地解决城市轨道交通供电主变电所、牵引变电所、降压变电所的相关设计等问题，提高学生的设计能力，学会使用相关的手册及图册资料：
1、了解城市轨道交通供电系统的构成、功能；
2、掌握外部电源的方案与确定原则；
3、掌握主变电所、牵引变电所、降压变电所的构成与设置方法，掌握主接线的设计及相关的供电计算；
4、学习主变电所、牵引变电所、降压变电所相关设计。
二、课程设计的要求
学生要按照课程设计指导书的要求，根据题目所给原始参数进行设计。本课程设计的基本步骤是：
1、能根据题目提供的已知条件，按照地铁设计规范及相关的设计标准进行设计。
2、通过学习应熟悉城市轨道交通供电设计的一般规定；
3、正确理解城市轨道交通供电设计的基本任务；
4、掌握城市轨道交通一次供电系统设计的步骤；熟悉相关的供电计算；
5、掌握牵引供电计算、负荷计算以及短路类型、短路点的确定；
三、课程设计的主要内容
本课程设计主要内容如下：
1、杂散电流的腐蚀防护设计；
2、变电所平面布置图的画法；
3、变电所主接线图的画法；
4、牵引变电所的设置及相关计算；
5、降压变电所的设置及相关计算；
6、交流系统短路计算或直流系统短路计算；
7、负荷计算。
四、考核评估
课程设计成绩分三部分，平时表现和答疑占30％（即30分），设计过程占40%（即40分，含报告的修改次数、修改过程的准确性、老师提问、答辩等），设计报告和图纸占30％（即30分）。总成绩评定：满分为100分，成绩直接打到报告册上。总分=第一项成绩+第二项成绩+第三项成绩。其中，90~100分为优秀，80~89分为良好，70~79分为中等，60~69分为及格，60分以下为不及格。成绩单上按优秀、良好、中等、及格和不及格填写。评语按三个部分写参见附录。
有下列情况之一者课程设计不及格：
1、不能按时提交设计报告及相关资料；
2、设计报告有严重雷同者；
3、图纸有严重雷同者；
4、对老师的提问完全不能正确回答者。
六、课程设计题目
1、某地铁车站动力设备负荷表如表1所示。试计算该车站的配电变压器容量。
表1 某车站动力设备负荷表
负荷类型序号设备名称额定功率(kW)需要系数功率因数
一二级负荷1 弱电设备131 0.80 0.85
2 环控通风、积水系统设备566.8 0.70 0.90
3 自动扶梯240 0.80 0.80
4 扶梯加热器160 0.80 0.80
5 站内电扶梯30 0.80 0.80
6 车站、区间正常照明100 1.00 0.80
7 安全门系统设备25 1.00 0.80
8 变电所自用电系统24 0.80 0.80
9 废水泵22 0.80 0.80
10 消防水泵22 0.40 0.80
11 应急照明50 1.00 0.80
12 采暖、空调设备、电开水242 0.60 0.70
三级负荷
器
13 车站、区间广告照明、清
扫维修设备
230 1.00 0.80 14 区间维修设备80 0.30 0.80
2、某地铁车辆段动力设备负荷表如表2所示。试计算该车辆段的配电变压器容量。
表2 某车辆段计算负荷分布表
负荷类型序号负荷种类
额定功率
(kW)
需要系数功率因数
1 通信设备45 0.80 0.85
2 信号设备80 0.80 0.85
一 3 消防用电设备25 0.60 0.80
二 4 防灾用电设备35 0.60 0.80
级 5 通风设备65 0.70 0.90 负 6 检修动力125 0.85 0.85 荷7 各车间照明负荷105 0.70 0.80
8 应急照明55 1.00 0.80
9 车辆设备单体设备195 0.80 0.85
三10 通风空调设备155 0.60 0.90 级11 检修动力120 0.70 0.80 负12 电热设备75 0.60 0.70 荷13 各检修库照明负荷80 0.80 0.85 3、某地铁控制中心设备负荷表如表3所示。试计算该控制中心的配电变压器容量。负荷类型序号负荷种类额定功率(kW)需要系数功率因数
1 弱电设备156 0.80 0.85
2 环控通风、给水设备700 0.70 0.90
3 事故照明30 0.60 0.80
一 4 自动扶梯285 0.60 0.60
二 5 行调、环调、电调125 0.70 0.80
级 6 应急照明 60 1.00 0.80 负 7 屏蔽门、消防系统 100 0.65 0.80 荷 8 稳压泵、喷淋泵 183 0.60 0.80 9 电力监控系统 50 0.70 0.90 10 防灾报警系统 50 0.70 0.70 11 EMCS 、监控中心 30 0.60 0.80 12 控制中心照明 300 0.70 0.80 13 空调设备、电开关器
350 0.60 0.85 三级负荷
14 冷水机系统 315 0.90 0.90 15
维修设备
100
0.60
0.80
4、短路计算参数为：中压电压等级为35kV 、电源侧系统短路容量为300MV·A 、外部电源电缆截面积为3002
mm ，中压网络电缆截面为2402
mm ，短路示意图如图1所示。
25m
图1 实际双环网中压网络示意图
试分别对d 1和d 2点两个短路电流点进行计算。
5、某地铁五号线呈东西走向，全线共设24座车站，如图2所示。正线线路全长约31.8km ，其中29.59km 为地下线路，2km 为高架线路，0.21km 为路基或路堑线路。车站及区间隧道采用了明挖法、明暗结合、矿山法、沉管法、盾构法等多种施工方法。
