第一章城市轨道交通供电系统概述

第一章城市轨道交通供电系统概述一、城市轨道交通供电系统的组成第一节城市轨道交通供电系统的组成及功能高压供电系统城市电网牵引供电系统牵引变电所回流线馈线接触网轨道主变电所图1-1城市轨道交通供电系统构成示意图1.外部电源供电系统为城轨供电系统的主变电所或电源开闭所提供电能的外部城市电网电源供电系统。2.主变电所或电源开闭所主变电所：接受城市电网输送的电能，再将接受的高压（110KV或220KV）通过主变压器降压后向为牵引变电所、降压变电所提供中压电源。主变电所适用于集中式供电方式。电源开闭所：接受城市电网提供的中压电源（10KV或35KV），为牵引变电所、降压变电所转供中压电源。电源开闭所适用于分散式供电。第一节城市轨道交通供电系统的组成及功能第一节城市轨道交通供电系统的组成及功能3.牵引供电系统将交流中压经降压整流变成直流1500V或直流750V电压，为城轨电动列车提供牵引供电。牵引供电系统包括牵引变电所与牵引网两个部分。城轨牵引供电系统示意图第一节城市轨道交通供电系统的组成及功能4.动力照明供电系统将交流中压（35kV或10kV）降压变成交流220/380V电压，为运营需要的各种机电设备提供电源。它包括降压变电所（站）、动力照明配电系统。城轨动力照明供电系统第一节城市轨道交通供电系统的组成及功能5.杂散电流腐蚀防护系统在城市轨道交通中由于采用直流牵引供电，电流有牵引变电所的正极出发，经由接触网、电动列车、钢轨、回流线返回牵引变电所负极。由于钢轨与隧道或道床等结构之间的绝缘电阻不是无穷大，不可避免地将造成部分电流不从钢轨回流,而是通过沿线的道床钢筋、隧道、高架桥或建筑物的结构钢筋或土壤回流到牵引变电所（甚至不回流而散入大地）,这一部分电流就是杂散电流,也叫迷流。第一节城市轨道交通供电系统的组成及功能直流牵引地下杂散电流示意图第一节城市轨道交通供电系统的组成及功能城市轨道交通杂散电流腐蚀原理图第一节城市轨道交通供电系统的组成及功能6.电力监控系统又称电力SCADA系统或者远动系统，往往简称SCADA系统。是贯穿于整个供电系统的监视控制分，是控制技术在电力系统中的应用。电力监控系统由控制中心、通信通道和被控制站系统组成，对全线路的变电所及沿线的供电设备实行集中监视、控制和测量。典型的电力监控系统由以下四部分组成：位于控制中心的电力调度中心主站系统（即中央监控系统）、位于变电所的远程终端（RTU，即变电所综合自动化系统）、通信网络、位于供电维修基地的供电复示系统。第一节城市轨道交通供电系统的组成及功能二、城市轨道交通供电系统的功能1.全方位的供电服务功能2.故障自救功能3.自我保护功能4.防误操作功能5.方便灵活的调度功能6.完善的控制、显示和计量功能7.电磁兼容功能第二节城市轨道交通的供电系统的制式城轨供电系统的供电制式是指供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的方式，主要包括电流制式、电压等级和馈电方式。一、电流制式城市轨道交通的牵引供电系统几乎毫无例外地都采用较低电压等级的直流电流供电制式。第二节城市轨道交通的供电系统的制式采用直流制式的原因主要有以下几点：1）由于直流制供电无电抗压降，因而比交流制供电的电压损失小；2）电网的供电范围（距离）、电动车辆的功率都不大，均不需太高的供电电压；3）城市轨道交通和地铁的供电线路都处在城市建筑群之间，供电电压不宜过高，以确保安全；4）直流制供电的对象，即早期使用的直流牵引电动机和近期采用的变频调速异步牵引电动机均具有良好的起动和调速特性，可充分满足电动车辆牵引特性的要求。第二节城市轨道交通的供电系统的制式二、电压等级世界各国城市轨道交通的供电电压均在550～1500V之间，其中间档级很多，这是由各种不同交通形式、不同发展历史时期造成的。现国际电工委员会拟定的电压标准为：600V、750V、1500V三种，后两种电压为推荐值。我国国标亦规定为750V和1500V，不推荐600V电压等级。第二节城市轨道交通的供电系统的制式三、馈电方式牵引网的馈电方式有架空接触网和接触轨两种方式。电压等级与馈电方式是牵引网供电制式的关键点，两者密切相关。对于一个具体的城市，电压等级与馈电方式的选择，应该结合起来，统一考虑。我国牵引网供电制式可以选择以下四种方式：直流1500V架空接触网、直流1500V接触轨、直流750V架空接触网、直流750V接触轨。