地铁牵引供电系统设计
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地铁牵引供电系统分析摘要:地铁牵引供电由牵引变电所和牵引网两大部分组成,两者具有相互协调特征。
牵引供电和地面供电或配电系统的运行方式是有差异的,因此在设计时应尽可能地发挥系统交通,保障地铁的安全正常运行。
以下就地铁牵引供电系统及常见故障进行分析,供同行借鉴参考。
关键词:地铁;牵引供电;电力系统前言直流牵引供电系统的特点是“多电源”和保护的“多死区”,“多电源”是指牵引网发生短路时,双边供电两侧的牵引变电所向短路点供电,实际上是整条线的牵引变电所都是通过牵引网向短路点供电。
牵引供电系统根据需要可以有以下几种运行方式:①牵引变电所正常为双机组并列运行,以构成等效 24 脉波整流。
②一台机组退出运行时也可以有条件地单机组运行。
③系统中允许几座牵引变电所解列退出运行,条件是解列的变电所必须是至少相隔两座牵引变电所。
④牵引网正常实现双边供电,当一座牵引变电所故障解列退出运行,应实现大双边供电。
⑤只有在末端牵引变电所故障解列时才采用单边供电,如列车在牵引网末端启动时电压降超过运行值,可通过横向电动隔离开关将上下行接触网并联,以减小回路电阻,降低电压损失。
⑥本所整流机组都挂在 35kV 一段母线上,相邻牵引变电所的整流机组会挂在另一段 35kV 母线上,这提高了供电的可靠性。
一、牵引供电系统按双边供电设计双边供电是指任何一个馈电区同时从两侧牵引变电所取得两路电源。
地铁的牵引供电系统,在正线的设计和运营中,均应采用双边供电方式,因为双边供电具有明显的有点。
双边供电是设计必须满足的条件,也是正常运营的首选方式,单边供电不是设计的限制条件。
即使在一座牵引变电所故障解列时,也应采取技术措施实行大双边供电,同时应自动完成双边联跳条件的转换,这样可以减少牵引变电所数量,既节省建设投资,又减少运营费用,同时减小列车起动时的电压损失,降低功率损耗,有利于列车运行,并且不影响运送旅客的能力,这对运营是非常有利的。
双边供电示意图 1 所示,走行轨对地电位分布如图 2 所示。
地铁直流牵引供电系统保护原理及配置简析摘要:轨道交通牵引供电系统普遍采用直流系统,为了保证列车正常运行和在故障情况下保障设备及人身安全,需要对直流供电系统配置详备的保护系统,本文主要分析了直流保护系统设计需考虑的因素及一般的整定计算的方法。
关键词:直流保护;计算方法;保护配置1引言随着我国国民经济的持续发展,城市交通日趋紧张,而地铁成为解决大中城市交通拥挤问题的最佳方案。
为了降低工程造价,设备国产化又是发展的主要原则。
目前,在地铁直流供电继电保护领域内,国产保护设备还处于起步阶段,国内主要城市的地铁直流保护均采用进口一体化设备,主要有Siemens公司的DPU96和瑞士Sechron公司的SEPCOS。
本文提出了直流牵引供电系统保护配置要求、原则以及整定计算方法,通过对直流保护系统原理的分析,希望能对轨道交通直流供电系统保护设备的国产化有所帮助。
2直流保护系统配置原则及应考虑的主要因素对于不同的地铁牵引供电系统,直流牵引系统的保护配置可能不相同,但是保护的作用是相同的。
牵引变电所内的直流系统的故障形式主要有:短路故障,过负荷故障,过压故障等,最常见也是危害最大的属短路故障。
短路故障与发生的短路点位置和短路性质密切相关,直流短路系统保护装置应能保证系统在发生短路故障时能够快速、有选择性切掉故障线路;在系统过负荷时能够发出报警;在故障消除后能够尽快的恢复供电。
另外在保证系统能够安全可靠供电的前提下,直流保护系统配置应力求简洁,避免保护配置过多,增加保护配合难度,同时也增加了工程投资费用。
基于以上原则,直流保护系统同时应考虑以下因素:(1)各种保护之间的相互配合关系,保证在直流系统发生短路故障时能可靠地切除故障;(2)保证列车正常运行时不会误跳闸而影响列车运行,能够避免列车的启动电流的影响和列车过牵引网分段时冲击电流的影响;(3)1500V直流馈线的保护配置应保证直流供电系统正常及越区供电情况下牵引网在近端、中部及远端发生短路故障时均能快速跳闸。
城市轨道交通供电系统设计原理与应用摘要:电力能源供应系统在地铁交通运营之中的作用十分关键,不单单需要为电动列车牵引供给电能,并且还应该为区间、车站等其他建筑场合提供所实际需要的动力照明用电,因此,其必须具备稳定性以及安全性。
不一样的城市轨道交通体系,也需要依据实际状况进行分析研究,依据当地地区所具备的条件以及技术手段发展,来规划设计出更加科学高效的电力能源供给模式,符合实际城市的发展要求。
基于此,下文将对三种不一样的电力能源供给模式以及相关优劣势进行分析,并提出相应参考意见。
关键词:城市轨道交通;供电系统;设计引言在我国社会经济高速发展的背景下,城市化进程速率不断提升,城市之中的人口数量以及机动车数量越发之多,人民群众出行的频次也不断提升,物资信息交互频繁。
当前时期,城市轨道交通已经成为处理城市交通困难问题的最为优异措施,也是城市创设优良公共交通秩序的基础趋势。
城市轨道交通电力能源供给系统,不单单是衡量城市轨道交通运转情况的基础判断根据,也是城市轨道交通稳定合理运转的保障。
站台服务设备以及列成运行都需要一个安全可靠的电力能源供给系统来提供动力能源。
因此,依据实际状况规划最为科学的供电模式,对于城市轨道交通的运行发挥着十分关键的作用。
1、城市轨道交通供电系统三种供电模式1.1集中供电城市轨道沿线规划若干个主变电站,为沿线一切牵引变电站以及降压变电站集中化进行电力能源供给,这就属集中供电模式,其中,主变电站属于外部电力能源供应系统的其中之一,牵引变电站属于牵引供电系统,降压变电站属于照明系统之中。
集中供电模式是将主变电站的一次计量电源引进上部分的高压区110千瓦变电站独立电源。
独立供电系统只向着沿线的牵引变电站以及降压变电站进行电力能源供给,不为居民住户提供生活用电,基本上也不会受到其余负荷造成的限制作用,稳定程度相对较高,维护工作的进行也较为便捷,但是,独立主变电站不单单具备造价较高的特点,还需要配备两台变压器,从而推进电力能源供应的稳定程度,整体成本相对较高。
地铁直流牵引供电系统GB 10411--891 主题内容与适用范围1.1 主题内容本标准规定了地铁直流牵引供电系统中供电制式、牵引电压等级、变电所及接触网德各项性能指标和设备运行指标等。
1.2 本标准适用于城市地铁德直流牵引供电系统。
2 引用标准GB 5951 城市无轨电车供电系统GBJ 54 低压配电装置及线路设计规范GBJ 62 工业与民用电力装置德继电保护和自动装置设计规范GBJ 64 工业与民用电力装置德电压保护设计规范3 术语3.1 供电、馈电在城市地铁牵引供电系统中,通常将交、直流配电系统称为供电,仅直流配电称为馈电。
3.2 系统最高电压指系统正常运行时,在任何时间内,系统中任何一点上出现德最低电压。
不包括系统德暂时状态和异常电压。
3.3 系统最低电压指系统正常运行时,在任何时间内,系统中任何一点上出现德最低电压。
不包括系统德暂时状态和异常电压。
3.4 设备最高电压指系统正常运行时,设备所承受德最高运行电压。
3.5 供电制式指系统中采用的电流制、馈电方式及电压等级等。
3.6 牵引变电所供给地铁一定区段内直流牵引电能的变电所。
3.7 整流机组整流器与牵引变压器组合在一起的电流变换设备。
3.8 整流机组负荷等级根据负荷曲线的性质特征所划分的整流机过载能力等级。
3.9 接触网最小短路电流在最小运行方式下,接触网中离馈入点最远端发生正负极间短路的电流。
3.10 接触网最大短路电流在最大运行方式下,接触网馈入点处发生正负极间短路时的电流。
3.11 末端电压接触网中离馈入点最远端的电压。
3.12 馈线从牵引变电所向接触网输送直流电的馈电线。
3.13 双边馈电一个馈电区间由相邻牵引变电所各经一路馈线同时馈电。
3.14 单边馈电一个馈电区间由相邻两牵引变电所各经一路馈线同时馈电。
3.15受电器电动客车上用以从接触网上取得电流的装置。
3.16接触网经过受电器向电动客车供给电能的导电网。
3.17架空接触网置于车辆限界的上限平面以上(或位于改平面),通过受电弓向电动客车输送电能的接触网。
城市轨道交通牵引供电系统分析摘要:近年来,轨道交通的运输规模不断增加,给人们的出行带来更加便捷体验的同时,也引起了很多人的担忧。
因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加,这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。
这需要不断引进新的技术,不断消化吸收,努力进行创新和再创新,同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高,所以对于其关键技术进行研究是有必要的。
关键词:城市;轨道交通;牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营,我们必须做好地铁供电系统的运行工作。
其关键作用是为地铁及其电气设备供电。
在地铁供电系统中,关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。
高压电源可以立即应用于市政工程的用电。
在供电的情况下,一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。
地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。
牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。
然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网,地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。
在地铁照明灯具供电系统中,不仅需要给照明灯具供电,还需要给离心泵和离心风机供电。
该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。
2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成,整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。
其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段;直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极,负极仍保留直流控制柜内的隔离开关,且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。
传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。
直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护;直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护,各种保护相互配合,从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。
180数字技术与应用·理论探索·1 概述城市轨道交通供电系统,担负着为电动列车和各种运营设备提供电能的重要任务。
城轨供电系统一般划分为以下几个部分:城网中压系统、牵引供电系统和动力照明系统。
其中,牵引供电系统的功能主要是将交流中压电压经降压、整流变成直流1500V 或直流750V 电压,为电动列车提供牵引供电。
北京地铁采用的是直流750V 供电系统。
2 直流牵引供电系统主接线2.1 系统组成750V 直流供电系统是由牵引变压器、整流柜、直流快速开关与牵引网构成的。
牵引网由馈出线、750V 直流配电柜(隧道柜)、接触轨(三轨)、缓冲箱、走行轨、均流箱、回流箱和回流线等组成。
牵引变压器和整流装置整体称为整流机组,整流机组通过总闸给750V 正母线供电,然后经分闸和馈出电缆接到直流配电柜。
直流配电柜大多安装在隧道内,故也称隧道柜或上网柜。
直流配电柜内装设了一台750V 单极隔离开关,它通过电缆,一端连接牵引变电站分闸开关,另一端通过电缆接至接触轨。
机车从接触轨受电,电流由牵引电机流出后通过轮对接到走行轨上,经回流电缆引至回流箱,然后通过电缆接到负母线,再经负极柜流回整流柜的负极,完成回流。
750V 接触轨不是一个整体,而是由断电区分开了,是分段供电的,每段称为一个供电区间。
2.2 系统主接线形式直流牵引系统的主接线由牵引整流机组、直流开关设备等几部分组成,主接线应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。
北京地铁750V 系统主接线如图1所示,主要采用双母线系统,设有直流工作母线和直流旁路母线(备用母线),母线由两路进线供电。
75V 系统与整流器之间,正极连接为直流快速断路器,负极连接为负极柜(电动隔离开关)。
电动隔离开关为实现自动化、远方调度提供了条件。
750V 直流母线上设置四路馈出线,分别向上、下行接触轨供电。
馈线开关采用直流快速断路器,经上网柜后于接触轨相连,上网柜内装设了直流750V 单极隔离开关,可以起到隔离电源的作用。
城市轨道交通双向变流式牵引供电系统分析发布时间:2021-01-12T03:58:33.385Z 来源:《河南电力》2020年8期作者:罗海[导读] 基于城市化进程不断加快,城市交通负荷逐渐加大,提高城市轨道交通运行效率,可缓解城市交通压力。
本文主要探究的是城市轨道交通双向变流式牵引供电系统应用情况,并就双向交流器在牵引供电系统中的应用原理进行分析,以期提升列车制动性能,提高资源利用率。
罗海(成都交大许继电气有限责任公司四川成都 611731)摘要:基于城市化进程不断加快,城市交通负荷逐渐加大,提高城市轨道交通运行效率,可缓解城市交通压力。
本文主要探究的是城市轨道交通双向变流式牵引供电系统应用情况,并就双向交流器在牵引供电系统中的应用原理进行分析,以期提升列车制动性能,提高资源利用率。
关键词:城市;轨道交通;双向变流器;供电系统引言:城市轨道交通牵引系统具有多种功能优势,系统开发者在传统牵引式供电系统基础上加以改进,采用增加列车制动能量吸收装置方案,在全控电力电子器件支持下,组成全控的整流装置,优化了系统装置性能,大大提高列车运行效率。
因此,基于早期牵引供电系统性能制动过程中,能源消耗较大,相关研究人员认为有必要就双向变流牵引供电系统展开全面的。
一、双向变流器工作原理及特点(一)工作原理双向变流器(结构图如图1)是四象限的PWM整流器,支持功率变换的一种装置,控制策略主要依据双向变流器元件等进行操作,装置自身具有整流功能及逆变功能,并在PWM整流器支撑下,实现对传输能量大小、能量方向的调控,功能优势显著。
轨道列车取流过程中,双向变流器能量经由交流系统传输到直流系统中;列车进行制动,无需牵引取流的情况下,双向变流器传输能量经由直流系统传回交流系统中,实现能量双向传输目标。
图1 双向变流器装置结构图(二)特点双向变流器装置在传统装置设计基础上加以优化和改进,具有整流、逆变双向传输功能,装置在任何一种工作状态下,直流网压始终处于稳定状态下,即便在峰值功率输出以及列车制动过程产生能量时,稳定直流电压值,保证列车制动运行的安全性和可靠性,不断为牵引供电系统稳定、持续供电,保证列车正常运行。
地铁牵引供电系统摘要牵引供电系统是城市轨道交通系统中最重要的基础能源设施,其功能是为轨道交通系统中的电动汽车供电,保证轨道交通车辆的正常运行。
通过比较供电方案,地铁供电系统采用集中供电系统。
该系统包括电力局变电站变电站与主变电站之间的输电线路以及轨道交通供电系统内部牵引输电与配电。
网络,直流牵引供电网络和车站低压配电网络;牵引供电系统由主变电站,高/中压供电网络,牵引供电系统,电力监控系统,接触网系统,杂散电流保护和接地系统以及供电车间组成。
轨道交通供电系统的主要功能如下:接收和分配电能:主变电站主变压器将110KV高压转换为35KV中压,35KV供电网络将电能分配到每个车站和仓库的牵引变电站和降压变电站。
关键字:集中供电方式;牵引变电所;35KV中压Metro traction power supply systemAbstractTraction power supply system is the most important basic energy facility in urban rail transit system. Its function is to supply electric vehicles in rail transit system and ensure the normal operation of rail transit vehicles. Through the comparison of the power supply scheme, the centralized power supply system is adopted in the subway power supply system. The system includes the transmission lines between the substation and the main substation of the power station and the traction and transmission and distribution of the power supply system in the rail transit. Network, DC traction power supply network and station low voltage distribution network;traction power supply system consists of main substation, high / medium voltage power supply network, traction power supply system, power monitoring system, catenary system, stray current protection and grounding system, and power supply workshop. The main functions of the rail transit power supply system are as follows:Receiving and distributing electric energy: the main transformer of main substation converts 110KV high voltage to 35KV medium voltage, and 35KV power supply network distributes electric energy to traction substation and step-down substation of each station and warehouse.Keywords: centralized power supply mode;traction substation;35KV medium voltage目录第一章绪论 (1)1.1 供电系统的功能 (1)1.2 供电系统的构成 (2)1.3 供电系统电磁兼容 (2)第二章牵引供电系统 (3)2.1 牵引供电运行方式 (3)2.2 牵引供电系统保护 (6)2.3 牵引变电所 (10)2.4 牵引网 (13)第三章牵引供电计算 (14)3.1 概述 (14)3.2 平均运量法 (15)3.3 用平均运量法对罗家庄牵引变电所的计算 (16)第四章结论 (20)参考文献 (21)第一章绪论1.1 供电系统的功能1.1.1 全方位的服务功能地铁供电系统为地铁的安全运行提供服务。
关于地铁直流牵引供电系统的分析德黑兰地铁牵引供电系统采用交流63/20 kV两级电压,中压环网供电,直流采用750 V制式、接触轨供电方式。
其优点是相比1500 V电压,可以节约15%的隧道断面,采用接触轨供电方式,较1500 V架空式运营维护量少。
在地铁运营期间,为了保证乘客、工作人员的人身安全及牵引变电所设备安全,通过设置框架保护和轨道电位限制装置,来实现地铁的安全运行。
一、框架泄漏保护设置原因导体的直流电阻相比交流阻抗小的多,750 V直流系统若发生金属性短路,严重时短路电流瞬间可达到几万安培,对直流设备将造成严重危害,甚至发生火灾、爆炸等严重后果。
采取绝缘安装方式可以极大地减少直流系统对金属外壳的短路电流,但金属外壳的绝缘安装,对工作人员的人身安全将造成极大威胁。
并且绝缘安装不仅要保证直流设备外壳的对地绝缘,直流设备周围地面、设备操作把手等必须绝缘安装,引入直流设备内交流电源也必须采用隔离变压器与系统隔离。
因此绝缘安装的建设费和维护费都很高。
因此,德黑兰地铁采用低阻抗绝缘安装法。
这种方式与绝缘安装相比,建设成本有所降低。
二、框架泄漏保护原理低阻抗框架泄漏保护是专为直流设备配备的正极与外壳发生故障的一种保护措施,其保护原理是当正极对外壳发生绝缘损坏时,快速切除故障,保证系统的安全运行。
框架泄漏保护装置功能的实现,由直流电流继电器执行。
牵引变电所的直流开关柜组列布置,负极柜与整流器柜组列布置,分别绝缘安装,两组直流设备的外壳保护接地母排,用电缆连接成一个整体,电流继电器一端接于绝缘安装的设备外壳接地母排,另一端与变电所接地网单点相连,用于检测直流设备外壳对接地网的绝缘泄漏电流。
直流系统在正常运行时,电流检测回路没有电流通过。
当牵引变电所任意直流设备内正极对外壳放电时,接地电流通过电流元件流入接地网,再通过钢轨与地之间的绝缘泄漏电阻回到负极。
当泄漏电流超过整定值时,框架泄漏保护的电流继电器动作,迅速切除故障。
浅谈地铁电气牵引系统摘要:针对地铁DC1500V供电地铁车辆,本文从系统总体方案,系统控制方案,牵引及电制动计算数据方面进行了系统分析,并结合型式试验数据,验证牵引系统设计。
关键词:牵引性能试验验证1概述地铁车辆牵引系统是地铁车辆的核心系统,为列车提供动力。
牵引系统的性能直接关系到车辆的性能及乘客的舒适度。
B型地铁车辆,列车采用DC1500V架空接触网受电方式,不同于三轨受流B型地铁,具有高压受电弓受流,低噪声等技术特点,牵引系统设计具有优良性能、高可靠性、低维护成本等优势。
车辆为B型铝合金地铁,采用4动2拖的列车编组。
地铁最高80km/h的速度运行,列车构造速度90km/h。
电气牵引系统采用集成式VVVF逆变器-异步牵引电动机构成的交流传动系统;采用IGBT功率元件, VVVF逆变器为热管散热器走行风冷;采用高性能的交流传动直接转矩控制策略,具有反应迅速、可靠的空转/滑行保护并优先使用电制动等特点。
电气牵引系统主要包括牵引逆变器、牵引电机、制动电阻、高压箱等设备2牵引系统总体方案与性能2.1主电路系统方案Tc车、Mp车和M车组成一个动力单元;另一个动力单元与之完全对称。
两个动力单元之间牵引供电母线完全隔离,辅助供电母线互连,在辅助供电母线设置隔离二极管1D01,防止本动力单元牵引电源接入到另外动力单元的牵引回路。
图2 列车高压电源电路图列车牵引控制采用网络优先的控制方式,硬线控制作为备用。
在列车控制网络正常时,牵引和制动的控制通过列车控制网络来实现;当列车控制网络故障时,采用备用模式,由继电器逻辑电路和列车硬线来实现列车的牵引和制动控制。
2.2牵引系统动力性能仿真计算2.2.1主要动力性能指标(1)平均加速度:在超员AW3载荷情况下,在平直干燥轨道上,车轮半磨耗状态,额定电压DC1500V时,平均加速度为:列车从0加速到40km/h≥1.0m/s2列车从0加速到80km/h≥0.6m/s2(2)电制动能力在AW2载荷情况下,在平直干燥轨道上,车轮半磨耗状态及接触网压DC1650V 情况下,仅实施电制动时列车从最高运行速度80km/h 到停车,列车可达到的平均减速度应不小于1.0m/s22.2.2牵引力计算牵引力=动态质量*加速度+阻力轮周牵引功率=(最高速阻力+列车质量×剩余加速度)×列车最高速度2.3电制动特性(1)列车在半磨耗轮径、定员载荷AW2 及接触网压DC1650V 条件下,列车最大轮缘电制动力为 (取齿轮装置传动效率0.98):Fb2= 330(kN)。
城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术摘要:随着经济和科技发展,交通运输领域也表现出快速发展趋势,很多一二线城市纷纷建设轻轨、地铁等,其中,城轨供电问题成为一个难题。
城轨系统电源来自于城轨交流牵引供电系统。
为了缓解城轨供电压力,本文对供电系统进行分析,希望可以供应更多电力。
关键词:城市轨道交通;交流牵引供电;关键技术1传统城市轨道交通直流牵引供电系统城市轨道交通牵引供电系统一般由城市电网电源和城市轨道交通内部供电系统两部分组成,一般采用设置专门的主变电所为牵引变电所及降压变电所集中提供电源。
主变电所高压侧进线电压一般取自110kV三相城市电源,经主变降压后变成35kV或者10kV。
牵引变电所、降压变电所均为一级负荷需保证有两路独立的电源。
城市轨道交通中机车所需的功率一般不大,线路长度一般为几十公里,供电距离相对干线铁路较小,牵引网所需的电压等级不是很高,故而城市轨道交通普遍都使用了直流的供电制式。
而且直流制相较于交流制没有电抗压降,所以在同样的电压等级下条件,直流制的电压损失更低。
因为城市轨道交通设置在城市之内,其敷设的各电力线路布置在市区各建筑群之间,为了保证安全,系统的电压等级不宜过高。
而且直流供电没有了接触网电分相的问题,使得列车的运行效率提高。
主牵引变电所的降压变压器将取自城市电网的三相高压交流电压降至35kV,再通过中压网络将该电压送至牵引变电所。
牵引变电所的作用就体现在整流变压器将交流电再次降压,或者利用整流器将交流电转化为适合电力机车的低压直流电。
然后通过馈线将牵引变电所馈出的直流电送到牵引网上,列车通过其受流器与接触网的滑动接触从而获得电能。
然而作为电流返回至牵引变电所的流通路径的钢轨,它和大地之间并非完全绝缘,所以当电流途径钢轨回流至牵引变电所的时候。
将会有部分电流泄漏至大地中,从大地回流至牵引变电所。
这种泄漏到道床及其周围土壤介质中的电流分布广泛,称为"迷流"或"杂散电流"。
广州市轨道交通七号线供电设计一.广州市轨道交通七号线线路概述广州市轨道交通七号线线路西起番禺区的广州新客站,向东南行进穿越番禺区的钟村,之后转向东北,经过番禺区的汉溪、新造与化龙,再穿越珠江之后,止于黄埔区的大沙地,预留远期延伸至萝岗中心区的条件。
线路全长约28.312km,均为地下线路,共设14座车站,其中换乘站5座,其线路如下图1所示。
二.广州市轨道交通七号线牵引变电所供电设计1.牵引变电所设计原则根据《地铁设计规范》(GB50157—2007)知,牵引变电所的设置因考虑一下原则:1)满足直流牵引供电系统运行方式要求,其中包括双牵引整流机组双边供电、单牵引整流机组双边供电、大双边供电、双牵引机组单边供电2)满足牵引网电压损失允许值要求,其是影响牵引变电所数量的关键因素。
2. 广州市轨道交通七号线牵引变电所布点方法及初步布点1)牵引变电所布点方法通过查阅相关资料知,七号线各站名及间距如下表1所示。
表1 站名及间距站名站间距(km)大洲车辆段2.83 ―广州新客站1.309 石壁东站 1.52小站间距1.070km ,为官堂至金坑区间,各车站间的站间距相差较大,本文初步采用以线路中间车站设牵引变电所为基点进行布点,即指在广州七号线一期工程中,初在汉溪长隆站和鹤庄站设牵引变电站,然后根据牵引网最大电压损失允许值向线路两端延伸,完成整条线路牵引变电所的布点。
2)广州七号线牵引变电所初步布置采用单位指标法,由资料知广州七号线采用1500V 架空接触网方式,且一期工程为广州新客站至新造段,线路全长约18.2km ,牵引变电所平均间距为2.50km ,则设该条线路上牵引变电所数量:18.21182.5n L n L =+=+=结合布点方法,先将广州一期线路牵引变电所设置如下:3. 广州市轨道交通七号线牵引变电所供电计算由查阅资料知,牵引网电压损失和走行轨对地电位是牵引变所设计必须遵从的两个设计原则,本文严格按照此设计原则对初步设置的牵引变电所进行牵引变电所的供电计算。
地铁直流牵引供电系统GB 10411—-891 主题内容与适用范围1。
1 主题内容本标准规定了地铁直流牵引供电系统中供电制式、牵引电压等级、变电所及接触网德各项性能指标和设备运行指标等。
1。
2 本标准适用于城市地铁德直流牵引供电系统。
2 引用标准GB 5951 城市无轨电车供电系统GBJ 54 低压配电装置及线路设计规范GBJ 62 工业与民用电力装置德继电保护和自动装置设计规范GBJ 64 工业与民用电力装置德电压保护设计规范3 术语3.1 供电、馈电在城市地铁牵引供电系统中,通常将交、直流配电系统称为供电,仅直流配电称为馈电。
3.2 系统最高电压指系统正常运行时,在任何时间内,系统中任何一点上出现德最低电压.不包括系统德暂时状态和异常电压。
3。
3 系统最低电压指系统正常运行时,在任何时间内,系统中任何一点上出现德最低电压。
不包括系统德暂时状态和异常电压。
3。
4 设备最高电压指系统正常运行时,设备所承受德最高运行电压。
3.5 供电制式指系统中采用的电流制、馈电方式及电压等级等。
3。
6 牵引变电所供给地铁一定区段内直流牵引电能的变电所.3.7 整流机组整流器与牵引变压器组合在一起的电流变换设备.3。
8 整流机组负荷等级根据负荷曲线的性质特征所划分的整流机过载能力等级。
3.9 接触网最小短路电流在最小运行方式下,接触网中离馈入点最远端发生正负极间短路的电流。
3.10 接触网最大短路电流在最大运行方式下,接触网馈入点处发生正负极间短路时的电流.3.11 末端电压接触网中离馈入点最远端的电压。
3。
12 馈线从牵引变电所向接触网输送直流电的馈电线。
3.13 双边馈电一个馈电区间由相邻牵引变电所各经一路馈线同时馈电。
3.14 单边馈电一个馈电区间由相邻两牵引变电所各经一路馈线同时馈电。
3.15 受电器电动客车上用以从接触网上取得电流的装置。
3.16 接触网经过受电器向电动客车供给电能的导电网。
3.17 架空接触网置于车辆限界的上限平面以上(或位于改平面),通过受电弓向电动客车输送电能的接触网。
轨道交通地铁防灾设计供电系统设计规范及标准地铁设计规范》(GB50157-2013) 城市轨道交通技术规范》 (GB50490-2009) 城市轨道交通直流牵引供电系统》 (GB/T10411-2005) 供配电系统设计规范》 ( GB50052-2009) 20kV 及以下变电所设计规范》 (GB50053-2013) 低压配电设计规范》 (GB50054-2011) 通用用电设备配电设计规范》 (GB50055-2011) 建筑物防雷设计规范》( GB50057-2010) 35~110kV 变电所设计规范》(GB50059-2011) 3~110kV 高压配电装置设计规范》 (GB50060-2008) 交流电气装置的接地设计规范》 ( GB/T 50065-2011) 电力工程电缆设计规范》 (GB50217-2007) 电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 (GB/T 50062-2008) 电力装置的测量仪表装置设计规范》 ( GB/T 50063-2008) 建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2012) 电气化铁道接触网零部件技术条件》 ( TB/T 2073-2010) 电气化铁道接触网零部件试验方法》 ( TB/T 2074-2010) 电气化铁道用铜及铜合金接触线》 (TB/T2809-2005) 绝缘子试验方法》(GB775.1-2006、GB775.2-2003、GB775.3-2006) 钢结构设计规范》( GB50017-2003) 地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》 (CJJ49-92) 铁路电力牵引供电设计规范》 (TB10009-2005) 铁路电力设计规范》(TB10008-2006) 电能质量公用电网谐波》GB/T14549-1993 电能质量供电电压偏差》GB/T12325-2008 半导体变流器与供电系统的兼容及干扰防护导则》GB/T10236-2006《半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1 部分:基本要求规范》GB/T 3859.1-2013《电力系统调度自动化设计技术规程》DL/T5003-2005 《地区电网调度自动化设计技术规程》DL/T5002-2005 《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T5137-2001 《牵引变电所运行检修规程》铁运[1999]101 号《接触网运行检修规程》铁运[2007]69 号《铁路电力管理规则和安全工作规程》铁运[1999]103 号《电气化铁路接触网故障抢修规则》铁运(2009)39 号《电力设备预防性试验规程》(DL/T596-1996)设计范围四期工程范围内的供电系统、牵引变电所、降压变电所、跟随式降压变电所、接触网、杂散电流腐蚀防护及综合接地系统、电力监控系统、车站及车场动力照明系统、区间动力照明系统、管理和维护机构、供电车间工艺设计等(其中车站及车场动力照明系统属车站与车场设计)。
地铁牵引供电系统设计The Design of Subway Power SupplySystem摘要牵引供电系统是城市轨道交通系统中最为重要的基础能源设施,其功能是为轨道交通系统中的电力车辆供电,确保轨道交通列车车辆的正常运行。
通过对供电方案的比较,**地铁供电系统采用集中供电方式,系统包含电业局地区变电所与轨道交通主变电所之间的输电线路、轨道交通供电系统内部牵引降压输配电网络、直流牵引供电网和车站低压配电网;牵引供电系统由主变电所、高压/中压供电网络、牵引供电系统、电力监控系统、接触网系统、杂散电流防护和接地系统、供电车间等组成。
轨道交通供电系统的主要功能如下:接受、分配电能:主变电所的主变压器将110KV高压电变换成20KV中压电、20KV 供电网络将电能分配到每一个车站和车辆段内的牵引变电所和降压变电所。
关键字:集中供电方式牵引变电所DC1500V接触轨20kV中压AbstractTraction power supply system of urban rail transit system is the most important basic energy facilities, its function is providing power for rail transit system, ensure the normal operation of rail transit vehicle. Through the comparison of the power supply scheme, shijiazhuang metro power system uses centralized power supply mode, system contains the transmission lines between area substation and rail traffic main substation, Traction step-down power transmission and distribution network of rail transport power supply system, DC traction supply network and station low voltage distribution network; tractive power supply system is composed of main substation, high-pressure/medium voltage power supply network, tractive power supply system, electric power monitoring and management system, overhead contact system, stray current protection and grounding system, Power supply workshop and so on. The main function of rail transport power supply system is in the below:Accept, distribution of the main substation power: main transformer will convert to a 20KV 110 kv high-voltage power supply network in 20KV piezoelectric, energy allocated to each station and maximize the traction substation and step-down in substation.Key words: entralized power supply system traction substation DC1500V contact rail 20kV medium voltage目录第1章绪论 (4)1.1 供电系统的功能 (4)1.2 供电系统的构成 (5)1.3 供电系统电磁兼容 (6)第2章电源与主变电所 (7)2.1 电源 (7)2.2 主变电所 (9)2.3 中压供电网路 (10)第3章牵引供电系统 (11)3.1 牵引供电运行方式 (11)3.2 牵引供电系统保护 (14)3.3 牵引变电所 (18)3.4 牵引网 (21)第4章杂散电流 (22)4.1 概述 (23)4.2 杂散电流的产生 (23)4.3 杂散电流的防护 (23)第5章牵引供电计算 (24)5.1 概述 (24)5.2 平均运量法 (25)5.3 用平均运量法对罗家庄牵引变电所的计算 (26)第6章直流短路计算 (29)6.1 概述 (29)6.2 电路图法 (30)6.3 对罗家庄站两边的供电区间进行短路计算 (32)第7章结论 (34)参考文献 (35)谢辞.................................................................................... 错误!未定义书签。
附录.. (36)第1章绪论1.1 供电系统的功能1.1.1 全方位的服务功能地铁供电系统是为地铁安全运营服务的,保证地铁的所有电气用户安全、可靠的用电是他的职责。
在地铁这个庞大的用电群体中,用电设备有不同的电压等级、不同的电压制式,既有固定的,也有时刻在变化着的,供电系统就是要满足这些不同用途的用电设备对电源的不同需求,使地铁的每种用电设备都能发挥自己的功能和作用,保证地铁安全可靠的运营。
1.1.2 故障自救功能在系统中,发生任何一种故障,系统本身都应有备用措施,以保证地铁的正常运行不受影响。
双电源是构成地铁供电系统的主要原则,主变电所、牵引变电所和降压变电所为双电源、双机组对动力照明的一、二级负荷采用双电源、双回路供电,牵引网同一馈电区间采用双边供电方式,当一座牵引变电所故障解列时,靠两相邻变电所的过负荷能力对牵引网进行大双边供电,保证列车可以正常运行不受影响。
1.1.3 系统的自我保护功能对牵引供电系统而言,为保证旅客的安全,保护的速动性是第一位的,起保护的原则是“宁可误动作,不可不动作”,误动作可以用自动重合闸校正,而保护不动作则很危险,因为直流电弧在不切断电源时可以长时间维持,从而威胁旅客安全。
地铁供电系统中压交流侧保护,应和城市电网的保护相配合和协调,因此其保护的选择性也受到制约。
1.1.4 防止误操作功能系统中任何一个环节的操作都应有相应的联锁条件,不允许因为误操作而导致发生故障。
尤其是各种隔离开关,或手车式开关的隔离触头,都不允许带负荷操作。
防止误操作,是使系统安全、可靠的运行不可缺少的环节。
1.1.5 方便灵活的调度功能系统应能在控制中心进行集中控制、监视和测量,并能根据运行需要,方便灵活的进行调度,变更运行方式,分配符合潮流,是系统的运行更加经济合理。
系统发生故障时,电力调度可以对供电分区进行调度和调整,以达到安全可靠、经济运行的目的。
1.1.6 完善的控制,显示和计量功能系统应能进行就地和远动控制,并可以方便地进行操作转换,系统各环节的运行状态应有明显的显示。
各种信号显示应准确,事故信号、预告信号分别显示。
牵引用电和动力照明用电应分别计算,以利于对用电指标进行考核与经济分析。
1.1.7 电磁兼容功能地铁是强电、弱电多个系统共存的电磁环境,为了使各种设备或系统在这个环境中能正常工作,且不对该环境中其它设备、装置或系统构成不能承受的电磁骚扰各种电器和电子设备的系统内部以及和其他系统之间的电磁兼容显得尤为重要。
供电系统及其设备在地铁这个电磁环境中,首先是作为电磁骚扰源存在的,同时也是敏感设备。
在地铁的电磁环境中,供电系统与其它设备、装置或系统应是电磁兼容的。
在技术上应采取措施,抑制骚扰源、消除或减弱电磁耦合、提高敏感设备的抗干扰能力,以达到各系统的电磁兼容,是地铁安全可靠地运行。
1.2 供电系统的构成地铁供电电源通常取自城市电网,通过城市电网一次电力系统和地铁供电系统实现输送或变换,然后以适当的电压等级供给地铁各类设备。
根据用电性质的不同,地铁供电系统可分为两部分:由牵引变电所为主组成的牵引供电系统和以降压变电所为主组成的动力照明供配电系统。
1.2.1 牵引供电系统牵引供电系统主要由主变电所、牵引变电所、接触网、电力监控、供电缆网等组成。
提供地铁车辆的牵引动力电源,专为电动车辆服务。
1.2.2 供配电系统动力照明供配电系统主要由降压变电所、低压母线排、配电设备、线缆、用电设备等组成。
提供地铁机电设备动力电源和照明电源,如车站和区间的动力、照明及其他为地铁服务的自动化用电设施。
1.3 供电系统电磁兼容在地铁这个电磁环境中,应首先研究构成电磁兼容的三要素—骚扰源、耦合途径、敏感设备。
采取必要的措施,以抑制骚扰源、消除或减弱电磁耦合、提高敏感设备的抗干扰能力。
1.3.1 抑制骚扰源供电系统不仅是地铁的能源设施,同时也是作为电磁干扰源而存在。
牵引供电系统产生的谐波和杂散电流就属于地铁这个电磁环境中的骚扰源。
(1)谐波抑制谐波是牵引供电系统由交流变为脉动直流时必然要产生的高次交流成分,交流成分的脉波数和大小与整流的脉波数有关。
它所产生的谐波通过传导耦合对系统中的其它用电设备存在有害的影响。
因此,把这种危害降到能容忍的程度,是牵引供电系统必须要解决的问题。
增加整流的脉波数是非常有效的办法。
目前国内地铁普遍采用等效24脉波整流来尽量减小对系统中其他用电设备的电磁骚扰。
(2)杂散电流抑制直流牵引网采用接触网正极送电,走行轨负极回流,随着列车的运行,绝大部分回流电流沿着走行轨流回牵引变电所,同时也不可避免的要从走行轨向地下泄漏电流。
杂散电流的大小主要取决于走行轨的对地电位和走行轨对地过渡电阻的大小。
相应的抑制杂散电流的措施主要有以下几项:①牵引供电系统采用双边供电方式;②上下行走行轨并联,减小走行轨电阻;③走行轨绝缘安装;④道床的排水沟设在列车运行方向的右侧;⑤敷设杂散电流收集网。
1.3.2 消除或减弱电磁耦合(1)屏蔽屏蔽并接地是消除或减弱感应骚扰和辐射骚扰的唯一途径。
①供电系统的所有设备外壳均应采用封闭式金属铠装柜体,并可靠接地。
这样既可以防止外来的电磁干扰,又可以使设备本身产生的电磁骚扰不向外辐射;②设备内部的电子器件及其连线和接头都应做好密闭和屏蔽;③控制用电缆采用屏蔽电缆,其屏蔽层一点接地;④电力电缆采用钢带铠装绝缘外护套电缆,钢带在变电所一点接地。