城市轨道交通供变电技术 徐亚辉 第一章城市轨道交通供电系统概述新

第一章 城市轨道交通供电系统概述一、 城轨交通：通常以电能为动力，采取轮轨运行方式的快速大运量公共交通之总称。

目前主要有地铁、轻轨、市郊铁路、有轨电车以及悬浮列车等。

运送能力：指在高峰时间一条线路能满足的最大客流量，用单方向每小时通过的最大乘客人数来表示（取决于行车密度和容量） 运送速度：车辆从起点到达终点的平均速度城轨交通的特点：○1安全 ○2快捷○3 准时 ○4舒适 ○5 运量大 ○6 无污染（或少污染） ○7占地少，不破坏地面景观 ○8 投资大，技术复杂，建设周期长 造价比例 地面：高架：地下=1:3:9二、城市轨道交通供电系统组成：变电所，接触网（接触轨）和回流网○1供电制式与客流量相适应 ○2供电安全可靠 ○3便于安装和事故抢修○4牵引网使用寿命长，维修工作量小，是降低轨道交通运营成本的重要条件○5城市轨道交通是城市的基础设施，应注重环境和景观效果架空接触线（DC1500V）1、安装高度高，调整困难，作业不方便2、供电可靠性差，抢修不方便3、维修费用较高4、城市景观效果不好5、由于架空接触线高度较高，故安全性能好6、杂散电流防护较弱第三轨（DC750V）1、安装高度低，施工较方便2、供电可靠性较高，抢修也方便快捷3、维修费用较低4、城市景观有较大优势5、由于高度低安全性能较低6、供电可靠性高，使用寿命长三、城轨交通供电系统的组成组成：电源系统、牵引供电系统、动力照明系统和电力监控系统城市电网对城轨交通的供电方式1.集中供电方式：可靠性高，施工方便，抑制谐波效果好2.分散供电方式：根据城轨交通供电系统需要，在城轨交通沿线直接从城市电网引入多路电源（AC10KV）3.混合供电方式：前两种方式的混合，且以集中供电方式为主主变电所：AC110/220KV→35/10KV牵引变电所：AC35KV→DC1500V降压变电所：AC10KV→AC400V牵引降压混合变电所：AC10KV→DC1500V/AC400V 四、城轨交通供电系统的特点城轨交通供电系统的主变电所、牵引变电所、降压变电所、牵混所都要求能获得两路电源城轨交通供电系统对电源的基本要求：1、两路电源要求来自不同的变电所或同一变电所的不同母线2、每个进线电源的容量应满足变电所全部1,2级负荷的要求3、两路电源应分列运行，互为备用，当一路电源发生故障时，由另一路电源恢复供电4、为便于运营管理和减少损失，要求集中供电的主变电所的站位和分列式供电的电源点要尽量靠近城轨交通线路，减少引入城轨交通供电的电缆通道的长度杂散电流杂散电流：泄漏到隧道或倒床等结构钢上的电流，也叫迷流造成原因：由于轨枕等的绝缘不良和大地的导电性能影响和危害：1、地下迷流流入电气接地装置，将引起过高的接地电位，使某些设备无法正常工作2、若钢轨（走行轨）局部或整体对地的绝缘变差，则此钢轨（走行轨）对地的泄露电流增大，地下杂散电流增大，这是有可能引起变电所的框架保护动作3、对城市轨道，隧道，倒床或其他建筑物的结构钢筋以及附近的金属管线（如电缆、金属管件等）造成电腐蚀腐蚀特点：腐蚀激烈，集中于局部位置，当有防腐层时，往往集中于防腐层的缺陷位置杂散电流的防护措施：以堵为主以排为辅，防排结合。

《城市轨道交通供变电技术》课程标准一、课程基本信息课程代码：18072034学时数：108学分：6先修课程：《城市轨道交通电工电子技术》、《液压传动和气动》、《城市轨道交通概论》等。

后续课程：《城市轨道交通列车运行控制系统》、《城市轨道交通通信信号系统运行与维修》、顶岗实习等。

二、课程性质该课程是五年制高职学校学生的一门专业课程，为培养轨道交通机电技术的高素质人才的目标服务，在前续课程的基础上进一步培养学生的安全意识，为后续课程打下基础。

1与前续课程的联系通过《城市轨道交通电工电子技术》、《液压传动和气动》、《城市轨道交通概论》等的学习，学生了解了城市轨道交通供电系统的一些基础知识和总体组成，为以后学习打好基础。

2.与后续课程的关系为学生后续课程《城市轨道交通列车运行控制系统》、《城市轨道交通通信信号系统运行与维修》、顶岗实习等课程学习打下高度的相关基础，为学生在以后工作中提供轨道交通机电技术方面的必要知识。

三、课程的基本理念本课程所面向的职业岗位为城市轨道交通供电系统设备操作员、施工工艺员、检修员、维护员等，主要从事城轨交通供电系统设计、施工、设备检修、维护、实验调试等工作。

根据职业岗位分析，确定本课程的基本理念是：遵循系统化原则，将教学内容分为城市轨道交通供电系统与供电结构分析两大部分。

通过本课程的学习，使学生掌握城轨牵引供电系统的组成与作用，并具有一定的操作检修能力，为学生走向工作岗位打下坚实的基础。

四、课程的设计思路本课程其总体设计思路是，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以专题形式组织课程内容，并让学生在完成专题学习过程中学会完成相应活动任务，比如变压器、电弧、断路器的操动机构等构建相关理论知识，逐层深入，全面讲授供电系统的相关知识。

教学过程中，要通过理论教学与学生实践活动相结合，通过多种途径充分开发学习资源，给学生提供丰富的实践机会。

五、课程的目标1.知识能力了解城轨交通供电系统的组成以及各组成部分的功能。

第一章 城市轨道交通供电系统概述【教学目标】通过本章的学习，主要了解与掌握以下知识：1. 了解城市轨道交通的分类与特点。

2. 了解城市轨道交通发展的历史与我国城市轨道交通发展的现状。

3. 熟悉电力系统的基本概念、电压等级、电网结构与接线方式。

4. 掌握电力网与电能质量要求等供电基础知识。

5. 掌握城市轨道交通供电系统的功能与构成等。

主要具备以下能力：1. 会区分城市轨道交通的类型，会分析其不同的特点。

2. 会分析城市轨道交通供电系统的不同负荷及与电力系统的关系等。

【知识结构】第一节城市轨道交通概述动力，采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通之总称”。

目前，城市轨道交通已成为城市公图1.1 地铁车辆段 共交通系统的一个重要组成部分，号称“城市交通的主动脉”。

【城市轨道交通】 一种采用轨道结构进行承重和导向的车辆运输系统，依据城市交通总体规划要求，设置全封闭或部分封闭的专用轨道线路，以列车或单车形式运送相当规模客流量的公共交通方式。

城市轨道交通属于城市公共交通范畴。

一、城市轨道交通的分类根据建设部行业标准《城市公共交通分类标准》（CJJ/T 114—2007），我国城市轨道交通（以下简称“城轨交通”）包括：地铁、轻轨、单轨、有轨电车、磁悬浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统等。

其中地铁与轻轨是我国城市轨道交通的主流方式。

1. 地铁地铁是地下铁道交通的简称，它是一种在城市中修建的快速、大运量的轨道交通，采用电力牵引和钢轮钢轨体系，标准轨距为1 435 mm ，主要在城市地下空间修筑的隧道中运行，当条件允许时，也可在地上或高架桥上运行。

按照选用车型的不同，地铁可分为常规地铁和小断面地铁；根据线路客运规模的不同，又可为高运量地铁和大运量地铁。

如图1.1所示为地铁地面车辆段。

目前世界上一些著名的特大城市，如纽约、伦敦、巴黎、莫斯科、东京等以及我国的北京、上海、广州等城市，均已形成较大规模的城市轨道交通网络，且以地铁为主干，延伸到图1.2 城市轻轨交通 城市的各个方向。

第一章供电系统概述城市轨道交通概述1城市轨道交通的分类2供电系统功能3供电系统构成4牵引网供电制式5（2）国内城市轨道交通发展1908年上海第一条有轨电车线路建成，由静安寺行驶至外滩，全长6.04km，这是中国最早的城市公共交通。

铁建设。

北京地铁一期工程1965年开工，1969年建成通车。

直到20世纪80年代，中国城市仅有北京地铁40km，天津地铁7.6km。

了一个快速发展期。

目前，我国的城市轨道交通进入了大规模建设的高峰时期。

据有关课题组初步统计，近期规划建设55条线路，长约1700km,总投资达到6000多亿元，远期线网总长将超过3000km。

国内城市轨道交通供电系统现状如表1-2所示。

序号城市名称轨道交通供电系统概况1北京北京是我国最早建成地铁的城市，第一条线路于1969年建成通车。

供电方式基本上采用集中供电方式，部分变电所采用分散式10kV 供电，三级电压制(110／35／10kV)，各牵引变电所均有两路独立电源，750V 直流牵引供电采用双边供电，牵引供电系统采用直流750V 接触轨授流方式。

2天津天津第一条于1984年12月通车运营，运营里程7.4km 。

供电方式采用集中供电方式，三级电压制(110／35／10kV)。

设35kV 中心变电所1座，牵引降压混合变电所及降压变电所各4座，牵引供电系统采用直流750V 接触轨授流方式。

3广州广州一号线于1997年7月开通。

全长18.5km 。

供电系统采用集中供电方式，两级电压制(110／33kV)。

接触网额定电压为直流1500V ，地下段授流方式为架空柔性接触网。

设供电车间机构维护供电设备，隶属于车辆段。

4上海上海地铁一号线（不含延伸段部分），全长16.36km ，供电方式采用集中供电方式，三级电压制(110／33／10kV)。

接触网供电电压为直流1500V ，授流方式为架空柔性接触网。

5重庆重庆轨道交通2号线为国内首条跨座式单轨交通线路，于2004年11月运营，全长14km 。