轨道交通地铁车供电系统设计技术要求规范--(供电系统)

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供电系统

12—1 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/T 供电系统

12—2 10236-2006

《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)。

 供电系统

1. 供电系统为集中供电方式,采用66kV/35kV二级电压。

2. 供电系统应满足安全、可靠、经济、接线简单、运行灵活的要求。

3. 供电系统容量按远期高峰小时负荷设计,并应预留一定裕度。

4. 轨道交通供电系统中的牵引变电所和降压变电所均应有两个电源,这两个电源可以来自不同主变电所,也可以来自同一主变电所的不同母线。

5. 牵引变电所整流机组容量应满足行车组织远期高峰小时负荷要求,同时考虑其中一座相邻变电所退出运行时越区供电需要。每座牵引变电所设两套整流机组构成等效24脉波整流,以减少注入电力系统的谐波。 供电系统

12—3 6. 根据车站设备负荷分布情况,在车站站台层设置1~2个降压变电所,当设置两个降压变电所时,一所为35kV侧单母线分段接线方式,另一个所为跟随式。每个降压变电所及跟随式降压变电所均设置两台配电变压器。

牵引变电所的DC1500V侧采用单母线接线。

7. 接触网供电电压采用直流1500V,接触网最高、最低电压水平按GB50157-2003规定。

(1) 在任何运行方式下,接触网最高电压不得高于1800V。

(2) 在任何运行方式下,接触网最低电压不得低于1000V。

8. 牵引变电所出现故障或因检修退出运行时,由相邻的牵引变电所实现大双边越区供电。

9. 在设有牵引变电所的车站及车辆段,牵引、降压变电所尽量合建为牵引降压混合变电所。

10. 杂散电流腐蚀防护应按照“以防为主、以排为辅、防排结合,加强监测”的原则。

11. 杂散电流腐蚀防护与接地要求应统一,当杂散电流腐蚀防护与安全接地发生矛盾时,应优先考虑安全接地。

12. 为防止钢轨电位超过一定值,危及人身和设备安全,每座车站设置一台钢轨电位限制装置,钢轨电位限制装置动作电压值DC25V~DC250V可调。

13. 各车站设置综合接地装置,接地电阻≤0.5Ω。

14. 66kV系统接地型式按电业部门要求,35kV系统采用中性点小电阻接地方式。0.4/0.23kV系统采用TN-S制,1500V直流牵引系统正负极和设备外壳采用对地绝缘安装。

15. SCADA系统在控制中心通过主变电所、牵引变电所、降压变电所的综合自动化控制柜实现对各变电所主要电气设备及接触网电动隔离开关的遥测、遥信、遥控及遥调。SCADA系统接入一期工程调度主站。

16. SCADA系统的硬软件的设计应充分考虑可靠性、可维护性和开放性。 供电系统

12—4 17. SCADA系统的通信通道利用通信光缆网络,不单独设置。

18. 轨道交通供电系统总功率因数不低于0.9;无功补偿采取就地补偿的原则。在降压变电所0.4kV侧设置自动投切无功补偿装置,补偿后供电检测点的功率因数≥0.9,但应防止向系统反送无功。

19. 继电保护

(1) 继电保护应满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性,供电系统各级保护应相互协调配合。

(2) 66kV主变电所内的有关保护设置,应与电力系统协调配合,与电业部门商定后确定。

(3) 主变电所35kV馈线线路及35kV系统环网电缆线路设纵联差动保护、过电流保护和零序保护。

20. 供电系统应进行谐波分析研究,使通过主变电所注入电力系统的谐波满足国家标准的规定。必要时确定治理措施,或预留采取治理措施的条件。

21. 自动装置

(1) 牵引变电所及降压变电所35kV侧两段母线设母联断路器,母联断路器设置带连锁的自动投切装置。

(2) 降压变电所0.4kV侧两段母线设母联断路器,母联断路器设置带连锁的手动/自动投切装置。

22. 系统防雷及过电压

(1) 地面与地下交界处(隧道口)的接触网设置线路避雷器,防止雷击。

(1) 牵引变电所DC1500伏母线设置避雷器。

(2) 变电所的母线设置避雷器,抑制操作过电压。

(3) 避雷器应根据需要有选择地设置计数器,监视避雷器动作情况。

(4) 地面建筑的防雷应按相应国家规范要求进行。

23. 各主变电所按规范设置必要的电气测量仪表装置,以监视供电系统的运行情况。

24. 供电电缆截面选择应能满足各种运行方式下供电负荷的需要。 供电系统

12—5 25. 设备选型在满足技术要求和功能要求的前提下,应优先选用国产优质设备。

26. 牵引回流馈线电缆和回流电缆的设置:

(1) 应满足载流截面要求。

(2) 无牵引变电所的车站应设置与上、下行牵引轨连接的均流电缆。

(3) 在有牵引变电所的车站,应设置回流电缆与牵引变电所的负极柜相连,设置回流电缆的站端,不再设均流电缆。回流电缆与钢轨连接的位置应与信号专业协商确定。回流及均流电缆与钢轨的焊接由信号专业完成。

 牵引变电所

牵引变电所由35kV供电,根据牵引供电计算,沿轨道交通线路设置在车站及车场。

1. 牵引整流变压器高压侧额定电压为35kV,直流牵引标称电压为DC1500V。

2. 牵引整流变压器容量应满足列车运行远期高峰小时负荷的要求。

3. 牵引变电所设两套整流机组,构成等效24脉波整流。

4. 两套整流机组接于同一段直流母线,并联运行。

正常运行时:与相邻牵引变电所共同向区间的接触网供电组成双边供电。

当一台整流机组出现故障或检修时,另一台机组在其允许过负荷的情况下,可继续运行。

当一牵引变电所出现故障或检修退出运行时,由相邻牵引变电所越区大双边供电。

5. 全线牵引变电所不考虑装设再生能吸收装置。列车再生制动能量在接触网上供其它列车吸收。当其它列车不能吸收该部分能量时,由车载再生制动吸收电阻消耗。

6. 35kV母线采用单母线分段接线方式,设母联开关,母联开关正 供电系统

12—6 常时为分断状态,两套整流变压器接在同一段35kV母线上。

7. 牵引变电所直流母线采用单母线。DC1500V进线及馈线均采用快速断路器,负极柜内为手动隔离开关。正、负极采用对地绝缘系统。

8. 牵引变电所内电气设备采用全所综合自动化控制,并实现全线电力SCADA监控。

9. 继电保护应符合可靠性、选择性、速动性和灵敏性的要求。

10. 当同一座车站内设牵引变电所和降压变电所时,应尽量合建为牵引降压混合变电所。

11. 牵引变电所设备选择立足于国内,技术性能应达到国内先进水平。

12. 牵引变电所设下列保护:

(1) 35kV进出线:光纤纵联差动保护、过电流、零序电流保护等。

(2) 牵引整流机组:电流速断保护、过电流保护、零序电流保护、温度保护、整流元件故障保护等。

(3) 直流馈线:大电流直接脱扣保护、电流增量ΔI保护、电流上升率di/dt保护、双边联跳保护、定时限过流保护、接触网过热保护,并设置带故障性质判别的自动重合闸。

(4) 全所设置一套直流系统框架漏电保护。

13. 控制与信号

(1) 三级控制

开关柜就地控制、全所综合自动控制和远动控制(SCADA监控)。

(2) 所内设预告、事故音响及灯光信号,音响信号在无人值班时可解除。

14. 测量与计量

变电所的电气测量仪表的设置应符合《电力装置的电测量仪表装置设计规范》的有关规定,表计装在相应的开关柜上。

 降压变电所

1. 各车站均设1~2座降压变电所,当设置两座降压变电所时,一