轨道交通 供电系统
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城市轨道交通供电系统及电力技术分析随着城市化进程的加快,城市轨道交通系统已经成为城市中不可或缺的交通方式,其对于城市的发展和居民生活有着重要的作用。
而城市轨道交通的供电系统及电力技术则是其运行的关键,对于保障交通系统的安全、稳定和高效运行至关重要。
本文将对城市轨道交通供电系统及电力技术进行分析。
一、城市轨道交通供电系统城市轨道交通系统的供电系统是指为保证列车正常运行所需的电能供给系统。
目前,城市轨道交通系统的供电方式主要有集中式供电和分散式供电两种。
1.集中式供电集中式供电是通过架空电缆或第三轨供电,将电能从供电站传输到整个轨道线路上的所有列车。
这种供电方式的优点是电能传输损耗小,对环境的影响较小,且可以有效控制电能的分配和管理。
集中式供电也存在着设备投资大、维护成本高、对供电线路和设备的要求高等缺点。
从目前的发展趋势来看,集中式供电较多应用于地铁等城市轨道交通系统,而分散式供电更适用于轻轨、有轨电车等城市轨道交通系统。
不同的供电方式都有着各自的优缺点,选择合适的供电方式需要根据具体的运营环境和需求来进行综合考虑。
二、城市轨道交通电力技术城市轨道交通的电力技术是指为保障供电系统正常运行而涉及的相关技术,主要包括电力传输技术、电能转换技术、电能控制技术等。
1.电力传输技术电力传输技术是指供电系统将电能从供电站传输到轨道线路上的所有列车所采用的传输方式和技术。
目前,城市轨道交通系统的电力传输技术主要有直流传输技术和交流传输技术两种。
直流传输技术是指通过电缆或第三轨将直流电能传输到列车上,而交流传输技术则是通过接触网将交流电能传输到列车上。
两种传输技术各有其适用范围和特点,根据运营环境和需求选择合适的传输技术对于提高供电系统的安全性、稳定性及运行效率至关重要。
2.电能转换技术电能转换技术是指供电系统将电能进行合适的转换,以适应列车不同运行状态和需求的技术。
城市轨道交通系统的电能转换技术主要包括逆变技术、变压技术等。
城市轨道交通的强弱电系统-四电工程城市轨道交通是一种高效、快速、安全、舒适的现代化交通工具。
为了保证城市轨道交通系统的正常运行,以及为满足未来城市轨道交通网络的扩张和发展,需要进行全面、可靠、安全的强弱电系统设计。
在轨道交通领域中最常用到的又被称为“四电工程”的强弱电系统设计。
下面将从四个方面详细介绍城市轨道交通的强弱电系统-四电工程。
一、供电系统1.供电系统的基本构成城市轨道交通供电系统由电源、送电线路、接触网、变电站、开关站、牵引变压器、道床电气设备等多个部分组成。
2.供电系统的工作原理和特点供电系统是城市轨道交通系统的核心部分,提供高电压直流(或交流)电力来驱动列车行驶。
主要特点是:变压器在交流传输过程中具有较小的电流损耗,能够满足长距离供电要求;交流供电系统具有较好的适应性,可适用于多种场合;直流供电具有升级改造方便等优点。
二、信号与通信系统1.信号与通信系统的基本构成城市轨道交通信号与通信系统主要由列车信号设备、道岔控制、信号机和通讯设备等多个部分组成。
2.信号与通信系统的工作原理和特点信号与通信系统是城市轨道交通系统的另一个关键部分,主要用于列车行驶控制和通讯。
它具有安全性高、精度高、灵活性好、实时性高等特点。
常见的信号方式有区段信号、换位信号、跟踪信号等多种方式。
三、控制系统1.控制系统的基本构成城市轨道交通控制系统包括车辆控制、列车队列控制、信号控制和中央监控等多个部分。
2.控制系统的工作原理和特点控制系统用于对车辆进行运行管理和列车流量智能控制。
它具有灵活性强、反应快捷、控制准确等特点。
控制系统的设计案采用了遥控技术,在现代化设备的基础上,更是加强了机动性和智能化程度,实现了全自动化组织和调度。
四、车辆牵引安全系统1.车辆牵引安全系统的基本构成城市轨道交通车辆牵引安全系统包括牵引变流器、牵引电机、制动系统、速度监控系统等多个部分。
2.车辆牵引安全系统的工作原理和特点车辆牵引安全系统是城市轨道交通系统中最关键的部分,主要用于控制列车的牵引和制动。
轨道交通供配电知识点总结一、轨道交通供配电系统介绍轨道交通供配电系统是指为轨道交通运营提供电力能源的系统,包括电力供应系统和配电系统。
电力供应系统负责将电能从电网输送到地铁、有轨电车等轨道交通系统的车站或车辆上,配电系统则负责在车站和车辆之间进行电能的分配和控制。
供配电系统的稳定运行对于轨道交通的安全和可靠运行具有重要意义。
二、供配电系统组成1. 供电系统供电系统主要包括电网、变电站和接触网。
电网是供电系统的起点,它将电能从发电厂输送到变电站,在变电站对电能进行变压、变频、群开口和过滤处理,然后将电能输送到接触网。
接触网是地铁、有轨电车等车辆供电的设备,通过接触网上的电接触器和车辆上的接触滑板,实现了电能从接触网传输到车辆。
2. 配电系统配电系统包括集电系统和车辆内部的配电系统。
集电系统将电能从接触网引入车辆,然后通过配电装置对电能进行分配,并为车辆内部的各种电气设备、照明等提供电能。
三、供配电系统的重要参数1. 供电电压供电电压是指供电系统提供的电能的电压大小。
不同的车辆和设备对供电电压的要求不同,因此电力供应系统需要根据实际情况进行调整和优化,以满足不同用电设备的需求。
2. 供电频率供电频率是指供电系统提供的交流电的频率,通常为50Hz。
供电频率的稳定性对于一些电力设备和车辆的运行非常重要,因此供电系统需要保持供电频率的稳定,以确保轨道交通的正常运行。
3. 隔离电阻隔离电阻是指电气设备、设施和地面等之间的绝缘电阻。
隔离电阻越大,表示设备之间的绝缘效果越好,能够确保电路的安全运行,避免因设备之间的漏电等问题引发安全事故。
4. 轨道接触电阻轨道接触电阻是指车辆从接触网上取电时,接触滑板与接触网之间的电阻。
接触电阻的大小会影响车辆从接触网上取电的效率和稳定性,也会影响整个供电系统的能效和安全性。
四、供配电系统的运行调度管理1. 负荷调度负荷调度是指根据轨道交通运营的实际情况,合理调配供电系统的电能输出,以满足不同时间、不同区域的用电需求。
城市轨道交通供电系统城市轨道交通概论城市轨道交通供电系统是指为城市轨道交通(如地铁、轻轨等)提供电力的系统。
它是城市轨道交通运营的重要组成部分,直接关系到城市轨道交通的安全、稳定和高效运行。
城市轨道交通供电系统主要包括供电系统结构、供电方式、供电设备和供电管理等几个方面。
首先,城市轨道交通供电系统的结构主要分为集中式供电和分布式供电两种形式。
集中式供电是指将电力从电网供应给城市轨道交通线路,通过变电所进行电能转换和配电。
分布式供电是指将电力直接供应给城市轨道交通线路,不通过变电所进行中间转换。
其次,城市轨道交通供电系统的供电方式主要有直流供电和交流供电两种形式。
直流供电是将电力以直流形式供应给城市轨道交通线路,其中常见的有三轨供电和四轨供电两种形式。
交流供电是将电力以交流形式供应给城市轨道交通线路,其中常见的有接触网供电和无接触网供电两种形式。
再次,城市轨道交通供电系统的供电设备包括变电所、牵引变压器、接触网或四轨导线和车辆供电设备等。
变电所是供电系统的核心设备,负责将电力从电网转换成适合轨道交通运营的电能。
牵引变压器则将变电所输出的电能转换成适合轨道交通车辆牵引的电能。
接触网或四轨导线是将电能从供电系统传输到运行线路上的设备,通过接触网或四轨导线与车辆上的集电装置接触,实现车辆的供电。
车辆供电设备则是车辆上的设备,负责将来自接触网或四轨导线的电能传输到车辆的牵引装置。
最后,城市轨道交通供电系统的供电管理是保障系统正常运行的重要环节。
供电管理包括供电调度、供电维护、供电检修和故障处理等多个方面。
供电调度负责根据运行情况合理调配供电能力,确保供电系统能满足轨道交通的需求。
供电维护负责对供电设备进行定期维护,确保设备的正常运行和使用寿命。
供电检修则是对供电设备进行故障排除和修复,及时处理供电系统的故障。
故障处理则是在供电系统故障发生时,采取相应措施,保障城市轨道交通的正常运行。
综上所述,城市轨道交通供电系统是为城市轨道交通提供电力的系统,它的结构、方式、设备和管理等方面都对轨道交通的运行质量和效率有着重要影响。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析城市轨道交通供电系统是指城市地铁、有轨电车等轨道交通系统所采用的供电设备及技术。
城市轨道交通供电系统的可靠性和高效性对于城市交通运输的安全、快捷和可持续发展至关重要。
本文将对城市轨道交通供电系统及电力技术进行分析,主要包括供电系统的类型、供电技术的发展和应用等方面。
一、供电系统的类型1.第三轨供电系统:第三轨供电系统是最常见的供电方式之一,通常由两条位于铁路两侧的电流导体构成,通过电动车上的集电靴与第三轨接触来提供电能。
由于第三轨直接暴露在外部环境中,容易受到外界因素的干扰,如积雪、雨水等,因此对供电设备的维护和保养工作要求较高。
2.集电弓供电系统:集电弓供电系统是利用车辆上的集电弓通过与架空线接触来获取电能的方式。
集电弓供电系统具有安全稳定、维护方便等优势,适用于高速铁路等大规模轨道交通系统。
二、供电技术的发展和应用1.直流供电:早期的城市轨道交通供电系统多采用直流供电方式,常见的电压等级为600V和750V。
直流供电系统相对简单,但由于电流无法有效传输,导致输电距离受限。
2.交流供电:随着电力技术的发展,城市轨道交通供电系统逐渐采用交流供电方式。
交流供电系统可以通过变压器将电压升高,实现较长距离的输电,提高供电线路的利用率。
3.混合供电:为了兼顾直流供电和交流供电的优点,提高供电系统的灵活性和可靠性,一些城市轨道交通供电系统采用混合供电方式,即直流供电和交流供电相结合。
利用这种方式,可以根据实际情况调整供电方式,提高供电系统的运行效率。
除了供电系统的类型和技术,城市轨道交通的电力技术还涉及到换流技术、接触网技术、保护技术等方面。
例如,为了减少能耗,一些城市轨道交通系统引入了再生制动技术,将由车辆制动产生的能量回馈到电网中,以提高能源利用效率。
总的来说,城市轨道交通供电系统及电力技术的发展旨在提高供电系统的可靠性、效率和经济性。
未来,随着科技的不断进步,我们可以预期城市轨道交通供电系统将进一步发展,应用更高效的供电技术,实现智能化和可持续发展。
城市轨道交通供电系统设计城市轨道交通供电系统是城市轨道交通系统的重要组成部分,是城市轨道交通运营的基础设施之一、供电系统的设计对城市轨道交通的运行效能、运行安全和运营成本都具有重要影响。
本文将从供电系统的基本原理、设计要求、设备配置和运营管理等方面进行介绍和分析。
一、供电系统的基本原理城市轨道交通供电系统一般采用第三轨供电方式。
供电系统由供电设备、供电线路和接触网等组成。
供电设备主要包括换流变电站、配电变电所、供电盘等。
供电线路包括供电线路和回流线路,供电线路通过导线将电能传输给轨道线路。
接触网是供电系统的核心部分,它由集电弓和接触导线组成,通过接触导线将电能传输到车辆上。
车辆通过集电弓与接触导线接触,从而获得所需的电能。
二、供电系统的设计要求1.供电可靠性高:供电系统要具备良好的可靠性和稳定性,确保供电不间断并且电压稳定。
2.供电负载适当:要根据实际需求合理配置供电设备和供电线路,确保供电能满足轨道交通的运行需求。
3.供电线路布局合理:供电线路要布置在合适的位置,避免与其他设施冲突,并且要对供电线路进行绝缘处理,避免发生电气事故。
4.供电线路安全可靠:供电线路要采用高强度的材料,确保其承受电流和电压的能力,并且要经过严格检测和维护,保持良好的状态。
5.运行管理便捷:供电系统设计要便于运行管理,方便进行巡检、养护和维修,保证供电线路的正常运行。
三、供电设备的配置供电设备的配置是供电系统设计的重要一环,合理的配置能够满足城市轨道交通的能耗需求,并且提高供电系统的运行效能。
1.换流变电站:换流变电站是供电系统的核心设备,负责将交流电转换成直流电进行供电。
换流变电站应根据城市轨道交通的规模和发展需求进行配置,保证供电的可靠性和充足性。
2.配电变电所:配电变电所负责将直流电转换成供给车辆的电能。
配电变电所应根据供电线路的长度和供电负载的大小进行配置,保证供电线路的电压稳定和充足。
3.供电盘:供电盘是供电系统的终端设备,负责电能的输出和分配。
轨道交通系统供电系统设计与实现轨道交通是现代城市化发展的重要标志,它不仅代表着城市交通的先进和高效,还是解决城市交通拥堵和能源消耗问题的有效途径。
而其中,轨道交通系统的电力供应系统是整个系统的重要组成部分,直接影响着整个系统的安全性、稳定性和运行效率。
本文将着重从轨道交通系统供电系统的设计和实现两个方面进行探讨和阐述。
一、轨道交通系统供电系统设计1.供电系统的基本架构在轨道交通系统中,供电系统的基本架构主要由几大部分组成:高压区、变电所、牵引变电所、接触网、架空线缆、回流路等。
高压区是供电系统整个的总枢纽,要通过高压输电线路将高压电能传输到相应的变电所进行变压、变流等处理,通过牵引变电所将直流电供给动车组或列车运行。
同时,接触网是轨道交通电力供应系统中最为重要的组成部分,它主要负责将供电系统的能量传给地面的轨道车辆,并进行双向传输。
在中国,新增铁路和城市轨道交通绝大部分都是采用了交流接触网、直流接触网或者双重供电。
不同的供电形式适用于不同的动车组或地铁车辆类型。
2.供电系统的设计方案供电系统的设计方案有着基本的技术原则和技术规范。
在设计过程中应该合理选择供电模式和相应的配电参数,保证建设成本和运行成本的平衡,不仅能够满足轨道交通系统的运行要求,还能保证车站、车站间线的正常供电。
设计者需要首先考虑电力功率的需求,根据实际情况要进行特定计算。
然后就是确立整个供电系统的安全性和可靠性,这个原则要求电力供应系统的设计和制造严格按照国家标准和技术规范,保证整个系统的稳定性和完整性。
最后,还要考虑系统的可维护性和维修性,这个要求在轨道交通系统中尤为重要。
在设计中,要考虑人员的心理和心理状态等因素,保证维修人员能够快速、有效地处理问题。
二、轨道交通系统供电系统实现1.供电系统的关键技术轨道交通系统供电系统的实现离不开一些关键技术的支持。
首先,要求轨道车辆必须具备高效的电力转换技术,以最大限度地实现电能的利用效率。
试论城市轨道交通供电系统的供电方式城市轨道交通是指在城市内运行的交通工具,如地铁、轻轨等。
而城市轨道交通供电系统是指为这些交通工具提供动力的电力供应系统。
城市轨道交通供电系统的供电方式主要有以下几种:1. 第三轨供电方式:第三轨供电是一种常见且广泛应用于城市轨道交通的供电方式。
它是通过在轨道旁边安装一根导电的第三轨,以供给电动车辆所需的电能。
这种供电方式具有输电损耗小、结构简单等优点,但是存在电流接触不良、用电安全性较低等问题。
2. 列车集中供电方式:列车集中供电是指将电能在供电站集中产生或接入,然后通过电缆输送至轨道上的集电装置,再由集电装置连接到列车上的电力系统进行供电。
这种供电方式适用于较长的线路,能够减少供电系统的线损,但是在供电站和集电装置的选址上有一定的限制。
3. 无线供电方式:无线供电是通过电磁场或电磁感应将电能传输到轨道上的列车上,实现供电的方式。
这种供电方式不需要第三轨或集电装置,因此具有接触安全性高、无污染等优点,但是目前无线供电的技术还不够成熟,在实际应用中存在一定的挑战。
除了以上的供电方式外,还有一些新兴的供电技术正在逐渐应用于城市轨道交通中,如充电式供电方式和太阳能供电方式。
充电式供电是指在列车停靠或运行过程中,通过充电设施向列车提供电能。
这种供电方式可以减少供电系统的设备和线路,同时还能在停靠站为列车提供充电,以应对不同线路和运行方式的需求。
太阳能供电是指利用太阳能发电装置将太阳能转化为电能,再供给城市轨道交通系统使用。
这种供电方式可以减少对传统电力资源的依赖,同时还能减少供电系统对环境的影响。
城市轨道交通供电系统的供电方式有第三轨供电、列车集中供电、无线供电等传统方式,同时还有充电式供电和太阳能供电这样的新兴方式。
不同的供电方式有着各自的优缺点,选择合适的供电方式需要考虑到城市轨道交通的特点、线路长度、运行方式等因素。
随着技术的发展和创新,未来城市轨道交通的供电方式也将不断改进和演进。
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。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析随着城市发展和人口增长,城市交通问题日益突出。
轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分,对于缓解城市交通拥堵、改善环境质量、提高出行效率具有重要意义。
而轨道交通供电系统和电力技术是确保轨道交通安全、高效运行的关键。
本文将从城市轨道交通供电系统和电力技术的角度进行分析,探讨其在城市轨道交通发展中的重要作用和发展趋势。
一、城市轨道交通供电系统概述城市轨道交通供电系统是指为城市地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通提供电力的系统,主要包括牵引供电系统和辅助供电系统两部分。
1. 牵引供电系统牵引供电系统是为轨道交通列车提供牵引电力的系统,一般采用直流750V或交流1500V/3000V供电。
其主要包括接触网、供电设备、牵引变流器等组成部分。
接触网是牵引供电系统的核心,通过接触网与列车上的受电弓实现电能传输,为列车提供所需的牵引电力。
供电设备一般包括变电所、配电设备等,用于将电能从电网输送至接触网。
牵引变流器则是将接触网提供的直流或交流电能转换为适合列车牵引用的电能。
二、城市轨道交通电力技术分析城市轨道交通电力技术是保障轨道交通设备安全、高效运行的关键。
随着城市轨道交通的快速发展,相关电力技术也在不断创新和完善,主要体现在以下几个方面。
牵引电力技术是影响轨道交通列车动力性能和运行效率的关键技术。
传统的牵引电力技术主要包括直流牵引和交流牵引两种。
在直流牵引技术中,采用直流电机驱动列车运行,具有良好的启动和加速性能,适用于地铁等短途快速运行的轨道交通系统;在交流牵引技术中,采用交流感应电动机或交流同步电动机驱动列车运行,具有较大的功率范围和较高的效率,适用于城市轨道交通系统中的长途高速运行。
随着磁悬浮技术的不断进步,利用磁悬浮技术实现牵引动力已成为轨道交通发展的新趋势,具有运行速度快、噪音低、能耗低等优势。
供电系统技术是保障轨道交通列车牵引供电的关键技术。
随着轨道交通系统的不断完善和扩建,其供电方式也在不断创新和优化。
毕业设计文件设计题目: 城市轨道交通供电系统概述与分析————专业:指导教师:摘要:近几年来,随着我国大城市交通压力的逐渐增大,城市轨道交通系统的发展步伐亦逐日加快。
本文主要介绍了城市轨道交通供电系统的构成以及详细介绍了各部分的功能及分类,总结了国内外各城市地铁供电系统的应用方式。
因本人专业偏向于弱电,所以本文在全面总结城市轨道供电系统的前提下,着重介绍了变电所内的二次设备,从设备的种类、分类、用途以及构造方面加以了解。
同时以沈阳地铁为案例介绍、分析了此轨道交通供电系统方案。
关键词:轨道交通供电系统二次设备Abstract:In recent years, with the city traffic pressure increase gradually, the development of urban rail transit system is accelerated pace of daily. This paper mainly introduces the power supply system of urban rail transit are introduced in detail the composition and function of each part and classification, summarizes the domestic and international every city metro power system application.Because I am in favour of professional, so this weak in comprehensive summary of urban rail power supply system, emphatically introduces the condition of equipment, within the substation equipment types, from classification, applications and structural aspects. In case of shenyang subway is introduced and analyzed the rail traffic system.Key words:Rail transit Power supply system Second equipment目录1城市轨道交通供电系统构成 (8)1.1地铁供电系统的组成 (8)1.2牵引电力制式 (10)2变电所的主要电气设备 (12)2.1变电所的分类 (12)2.2变压器的工作原理、分类及结构 (13)2.2.1变压器的工作原理 (13)2.2.2变压器的分类及结构 (13)2.2.3变压器型号与额定值意义 (14)2.4变电所内的开关设备 (15)2.4.1高压断路器 (15)2.4.2隔离开关 (15)2.4.3负荷开关 (16)2.4.4互感器 (16)2.5变电所内的保护设备 (17)2.5.1熔断器 (17)2.5.2变配电所的防雷措施 (17)2.6补偿设备 (18)2.7成套设备 (18)2.8电力保护系统 (18)3电气主接线 (20)3.1电气主接线基本要求 (20)3.2主接线的基本接线方式 (20)3.2.1单母线不分段 (20)3.2.2单母线分段 (21)3.2.3单母线带旁路接线 (22)3.2.4双母线接线 (22)3.2.5桥式接线 (22)3.3沈阳地铁采用的主接线方案 (23)4牵引网 (24)4.1牵引网与接触网 (24)4.2接触网的工作特点 (24)4.3对接触网的基本要求 (25)4.4接触网的分类及其特点 (25)4.4.1接触轨式馈电方式的特点 (25)4.4.2接触网馈电方式的特点 (26)5电力监控 (29)5.1电力监控系统概述 (29)5.2沈阳地铁电力监控系统 (29)结束语 (31)【参考文献】 (32)城市轨道交通供电系统概述及分析前言世界上地铁交通很早就作为公共交通在城市中出现。
随着科学技术和城市化的发展,大运量的地铁交通在现代大城市中越来越起着重要的作用。
经济发达国家城市的交通发展历史告诉我们,只有采用大客运量的地铁交通系统,才是从根本上改善城市公共交通状况的有效途径。
我国发展地铁交通的历史也并不短,40年前北京就开始了地铁建设。
想建地铁的城市也不少,但一直因造价太贵而却步。
至今一些百万人口以上的大城市,仍然用传统的公共汽车和无轨电车来维持客运的做法,已越来越不能满足城市居民高频率出行的需要。
因而目前很多大城市又在考虑和策划修建地铁交通项目,除北京外,上海﹑广州等城市也有地铁线路在运营,但远不能较为普遍地满足需要。
由于我国城市地铁交通的应用技术和基础理论都还处于开拓阶段,项目实施的大多数情况是要引进技术和设备,国产化率低,成为工程造价昂贵的主要原因。
因而提高我国城市地铁交通行业的技术力量,发挥自主建设能力,努力降低工程价,已是健康发展大运量地铁交通的关键。
电力牵引供电系统是城市轨道交通的重要组成部分,没有电力牵引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。
为此,本文对电力牵引供电系统的特点作了深入的分析和研究。
1城市轨道交通供电系统构成通常国家供电系统总是把在同一区域(或大区)的许多发电厂通过高压输电线和变电所连接起来成为一个大的统一的供电系统,向该区域的负荷供电,这样由各级电压输电线将发电厂、变电所和电力用户联接起来的一个发电、输电、变电、配电和用户的统一体称为电力系统。
地铁用电取自城市电网,经过地铁供电系统实现输送和变换,应适当的电压等级共给地铁各类设备,例如电力机车、照明、通风、空调、排水、自动扶梯、自动检票机等用电设备。
1.1地铁供电系统的组成城市轨道交通系统的组成包括牵引供电系统和动力照明供电系统,如图1.1所示:图1.1 城市轨道交通规定系统组成城市轨道交通系统是一级电力负荷,安全、可靠是供电系统的主要目的。
在地铁供电系统中,牵引供电系统由于直接给列车提供动力,占据着举足轻重的地位。
该系统的好坏直接影响整个地铁供电系统质量的高低。
如果该系统出现问题,小则影响某个变电站、几个供电区间的输送电,大则引起整个牵引供电系统的崩溃,给地铁列车的正常运营造成影响,因此要保证安全可靠的供电需要采用两路独立电源供电和增设应急电源。
在城市轨道交通供电系统中,从发电厂经升压、高压输电网、区域变电站至主降压变电站部分通常被称为牵引供电系统的“外部(或一次)供电系统”。
从主降压变电所(当它不属于电力部门时)及其以后部分统称为“牵引供电系统”。
它应该包括:主变电所、直流牵引变电所、馈电线、接触网、走行轨及回流线等。
直流牵引变电所将三相高压交流电变成适合电动车辆应用的低压直流电。
馈电线是将牵引变电所的直流电送到接触网上。
接触网是沿列车走行轨架设的特殊供电线路,电动车辆通过其受流器与接触网的直接接触而获得电力。
走形轨道构成牵引供电回路的一部分。
回流线将轨道回流引向牵引变电所。
牵引供电系统组成包括以下几个方面,如图1.2所示:图1.2牵引供电系统组成城市轨道交通供电系统负荷可分为一级重要负荷和二级、三级负荷,其中一级重要负荷包括防灾报警、事故照明、通信信号、通风消防,对于一级重要负荷若中断供电将可能发生中毒、爆炸和火灾危险,因此须保证两路独立电源供电,并备有应急电源,而其他用电设备,例如电梯、一般照明、普通风机、排污泵等则属于二级、三级负荷。
在正常情况下,变电所同时向各个负荷供电,如若供电系统发生故障或者出现事故时,则断开二、三级负荷,优先向一级负荷供电,以最大限度地保证地铁安全。
如图1.3所示:图1.3 400V低压系统简图1.2牵引电力制式在城市轨道交通中电力机车必须能产生足够大的牵引力,具有较高的过载能力,并能充分利用牵引电机容量,容易实现调速以及先进的经济技术指标的特点,常采用直流电机和交流电机两大类,同时各有优缺点。
对于直流电机来说,启动和调速容易实现,但电机结构复杂、成本高,且接通电源瞬间启动电流太大,串联大功率电阻限流和降压使能量损耗大,北京一号线采用直流电机。
而交流电机性价比高于直流电机,寿命长,几乎免于维护,特别是调压调频逆变器系统使启动和调速更容易实现,较为普遍使用。
在城市轨道交通的牵引制式中,直流制比同电压交流制供电的电压损失小,且地铁适于电压较低的供电电压,因此城市交通通常采用低电压的直流供电制式,国际拟定标准有600 V、750V,我国国标为750V、1500V;北京、天津采用DC750 V牵引制式,电压波动范围为DC500V~DC900V,上海、广州、沈阳等采用DC1500V牵引制式,电压波动范围为DC1000V~DC1800V。
沈阳地铁牵引系统受电方式是牵引系统通过受电弓从DC1500V接触网受电,每列车配备两台DC110V电动气泵,升弓时间不大于8秒,降弓时间不大于7秒,沈阳地铁采用日本三菱交流异步电动机牵引,且采用1C4M供电方式,即由一台牵引逆变器向四台并联电机提供变频变压三相电源,从而驱动机车。
2变电所的主要电气设备变电所是用以实现切断或接通、改变或者调整电压的功能。
变电所内的电气设备按所属电路性质分为两大类:一次高压电路中所有的电气设备,即为一次设备;二次控制、信号和测量电路中的所有电气设备即为二次设备。
一次设备按其在一次电路中的功用又可分为变换设备、控制设备、保护设备、补偿设备和成套设备等类型。
(1)变换设备用以变换电能电压或电流的设备。
如电力变压器、整流器、电压互感器、电流互感器等。
(2)控制设备用以控制电路通断的设备。
如各种高低压开关设备。
(3)保护设备用以保护电路过电流或过电压的设备。
如高低压熔断器和避雷器等。
(4)补偿设备用以补偿电路的无功功率以提高系统功率因数的设备。
如高低压电容器、静止无功补偿设备等。
(5)成套设备按一定的线路方案将有关一次、二次设备组合而成的设备。
如高压开关柜,低压配电屏,高低压电容柜和成套变电站等。
2.1变电所的分类变电所是供配电系统的核心,在供电系统中占有特别重要的地位。
在城市轨道交通供电系统中,变电所可分为主变电所,牵引变电所,降压变电所交流牵引变电所又分为工频交流牵引变电所和低频交流牵引变电所,工频交流牵引变电所是将电网电压经变压器降为25~50KV交流电压供给电力机车,而低频交流牵引变电所经降压变频换为162/3Hz低频交流电压。
对于直流牵引变电所是将电网电压经降压整流为相应等级的直流电供给城市轨道交通系统中的电力机车,其中整流是区别于交流牵引变电所最关键设备。