城市轨道交通牵引供电系统

隗寒冰[e-mail]电力牵引的制式电力牵引供电系统的组成向牵引变电所供电的接线图直流牵引变电所的整流装置电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护电力牵引的制式概念：供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流或电压制式，包括直流/交流制、电压等级、交流电频率、交流制中单相/三相等问题。工频单相交流电50Hz的单相交流电，电压220V，周期是0.02单相交流电和三相交流电电力牵引系统性能要求：启动加速性能：启动力矩大，加速平稳动力设备容量利用充分：P=F.V调速性能：速度调节容易实现，能量损耗小满足上述条件：直流串激（串励）电动机励磁绕组和电枢绕组的联接方式直流电动机工作原理与结构直流串励电动机缺点：通过串联电阻调速，原理简单，供电系统电压损失和能量消耗较大。低频单相交流制式：低频单相交流制在德国、瑞典、瑞士等国得到发展，这种电流制接触网电压一般为15000伏,在电力机车上降压,使用单相整流子牵引电动机。采用低频的主要原因是整流子牵引电动机换向困难，不适宜于在工频运转。单相整流子牵引电动机不如直流牵引电动机构造简单和容易维护。工频单相交流制式：既保留交流制可以升高供电电压的长处，又仍旧采用直流串激电动机作为牵引电动机的优点；电力机车上装设降压变压器和大功率整流设备，它们将高压电源降压，再整流成适合直流牵引电功机应用的低压直流电；当今世界电气化铁路应用较晋遍的牵引供电制式城市轨道交通牵引制式：直流供电制式城市轨道机车功率不大，供电半径小，城市之间运营供电电压不能太高，以确保安全。我国国标规定采用750V和1500V直流供电两种制式。一般大运量的轨道交通系统，采用DC1500V电压和架空接触网馈电，中运量的系统采用DC750V和接触轨馈电方式。电力牵引的制式电力牵引供电系统的组成向牵引变电所供电的接线图直流牵引变电所的整流装置电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护城市轨道交通电力牵引供电系统组成组成统一的电力系统的优点充分利用动力资源减少燃料运输提高供电可靠性提高发电效率电力牵引的制式电力牵引供电系统的组成向牵引变电所供电的接线图直流牵引变电所的整流装置电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护电网向牵引变电所供电形式：环形供电接线由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环行。线路可靠，一路输电线和一个主降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一个牵引变电所的正常供电。投资较大。由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都经过其母线联接；为了增加供电的可靠性．用双路输电线供电，而每路按输送功率计算；接线可靠性稍低于环行供电；当引入线数目较多时，开关设备多，投资增加；电网向牵引变电所供电形式：双边供电接线电网向牵引变电所供电形式：单边供电接线电网向牵引变电所供电形式：辐射形供电接线每个牵引变电所用两路独立输电线与主降压变电站联接。适合于轨道线路成弧形的情况。接线简单，但当主降压变电所停电时，将全线停电。请问图中所示是何供电方式？请问图中所示是何供电方式？请问图中所示是何供电方式？上海地铁一号线供电系统实例：电力牵引的制式电力牵引供电系统的组成向牵引变电所供电的接线图直流牵引变电所的整流装置电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护直流牵引变电所功能将交流进线电压通过整流变压器，然后经整流器将交流电变成直流电供电动车辆直流牵引电动机使用。最简单单相半波整流单相半波整流：单相全波整流：三相半波整流：三个二极管轮流导通，导通角均为180°，脉动性减小。120三相全波整流：时间段2：此时间段A相电位最高，C相电位最低，因此跨接在A相C相间的二极管D1、D6导电。BuAuCuD4D2D6D5D3D1MPCBATOuOiRNL2u2uωtABCωtOuOO123456789导电二极管编号123456135135135624466224时间段1：此时间段A相电位最高，B相电位最低，因此跨接在A相B相间的二极管D1、D4导电。电流从A相流出，经D1，负载电阻，D4，回到B相，见图中红色箭头指示的路径。此段时间内其他四个二极管均承受反向电压而截止，因D4导通，B相电压最低，且加到D2、D6的阳极，故D2、D6截止；因D1导通，A相电压最高，且加到D3、D5的阴极，故D3、D5截止牵引变电站用整流装置规格型号额定输出电连接方式进出线方式电压(V)电流(A)ZQAN-400A/V300...1500400三相桥式下进上出ZQAN-800A/V800上进下出ZQAN-1000A/V1000ZQAN-1600A/V1600三相桥式或桥式12脉波ZQAN-2000A/V2000ZQAN-2500A/V2500ZQAN-3150A/V3150电力牵引的制式电力牵引供电系统的组成向牵引变电所供电的接线图直流牵引变电所的整流装置电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护谜流腐蚀牵引机车由第三轨作为通电回路，由于钢轨与大地之间不能完全绝缘的，因此由钢轨流回牵引变电所的电流必有部分经大地流回牵引变电所流。迷流腐蚀的危害轨道周围的埋地金属管道、通讯电缆外皮以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋发生电化学腐蚀，这种电化学腐蚀不仅能缩短金属管、线的使用寿命，而且还会降低地铁钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性，甚至酿成灾难性事故。谜流腐蚀的防护为了改善地中电流造成的迷流腐蚀问题，可以采取以下措施：增加轨道与大地间的绝缘、降低走行航道的电阻；缩短变电所之间的距离；金属管道远离轨道线路和其他专门的‘电保护”等措施使轨道电流尽量少的泄漏入大地，已经流入地下金属物的电流，也使其在回沉点处设置“电旁泄”直接流回变电所，不形成腐蚀阳极区。谜流腐蚀的绝缘措施上海地铁迷流收集网管片内的钢筋全部电气连通,使整个地铁隧道形成1个金属法拉第笼,这样就可对地铁杂散电流进行电气屏蔽,以防止杂散电流的对外泄漏以及对地铁基础结构的腐蚀概述变压器高压开关设备互感器避雷装置SF6全封闭组合电器分类一次设备：一次高压电路中所有的电气设备；二次设备：二次控制测量电路中的所有电气设备；一次设备变换设备：电力变压器、整流器；控制设备：控制电路开关设备，如高、低压开关设备；保护设备：防护电路过电流或过电压的设备，如高低压熔断器，防雷器；补偿设备：补偿电路的无功功率以提高系统功率因数的设备，如高电压电容器，静止无功补偿装置；成套设备：高低压配电柜；概述变压器高压开关设备互感器避雷装置SF6全封闭组合电器作用降压、升压工作原理它是一种按电磁感应原理工作的电气设备。一个单相变压器的原、副边两个线圈绕在一个铁心上，副边开路．原边施加交流电压U1，则原边线圈中流过电流I1，在铁心中产生磁通。磁通穿过副边线圈在铁心中闭合．在副边感应一个电动势E2。当变压器副边接负载后，在电势的作用下将有副边电流I2通过，这样负载两端会有一个电压降U2变压器构造气体继电器是油浸式变压器上的重要安全保护装置，它安装在变压器箱盖与储油柜的联管上，在变压器内部故障产生的气体或油流作用下接通信号或跳闸回路，使有关装置发出警报信号或使变压器从电网中切除，达到保护变压器的作用。变压器的主要主要技术指标额定电压：UN额定电流：IN额定容量：SN：额定电压和额定电流条件下，连续运行输送的容量单相SN＝UNIN，三相SN＝UNIN变比K铜损铁损变压器的分类按变压器的应用方式分：有降压变压器和降压变压器。按变压器的相数分：有单相变压器、三相变压器和多相变压器。按线圈形式分：有单线圈变压器〔自藕变压器)、双线圈变压器和三线圈变压按铁心和线圈相对位置：有心式变压器和壳式变压器两种。―心式变压器的线圈包在铁心的外围；―壳式变压器的铁心包在线圈的外围。按变压器绝缘和冷却的方式分：有油浸式、干式和充气式三种。―油浸式变压器的铁心和线圈都浸在盛满变压器油的油箱中，用油绝缘；冷却方式有自冷、强迫风冷、水冷或强迫油循环冷却等形式；―干式变压器的铁心和线圈利用空气绝缘和冷却；―充气式变压器的器身放在一密封的铁箱内，箱内充满气体，通过热交换冷却。概述变压器高压开关设备互感器避雷装置SF6全封闭组合电器高压开关设备定义高压开关设备是指在电压3kV及以上，频率50Hz及以下的电力系统中运行的户内和户外交流开关设备。主要用于电力系统的控制和保护，既可根据电网运行需要将一部分电力设备或线路投入或退出运行，也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从电网快速切除，从而保证电网中无故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。高压开关设备种类（按灭弧方法）油断路器六氟化硫断路器真空断路器六氟化硫断路器瓷柱式结构真空断路器真空断路器是利用真空作为绝缘和火弧于段的断路，核心部件是真空灭弧室。传动机构有电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件组成。隔离开关没有灭弧装置的开关设备，不能切断负载电流和短路电流，常和断路器配合使用。•使用顺序合闸：合隔离开关，再合断路器分闸：分断路器，再分隔离开关•用途供高压线路在无功情况下进行换接，以及对被检修的高压母线、断路器等电器设备与带电的高压线路进行电器隔离和分、合电路之用。熔断器熔断器是一种在通过的电流超过规定值时使其焙体熔化而切断电路的保护电器。陶磁熔丝管绝缘瓷套管负荷开关负荷开关是在高压隔离开关的基础上加入简单的灭弧装置顺成的，能切、合负荷电流．但不能切断短路电流。负荷开关必须与高压熔断器配合使用，短路电流由熔断器切断，而它专门在高压装胃中通断负荷电流．也能在过负荷的情况下自动跳闸。负荷开关是由隔离刀和真空灭弧室两大件组成，真空灭弧室承担熄灭电弧的作用；隔离刀是由弹簧过中机构进行合分闸操作，过中弹提供了隔离刀合闸时所需的能量，在关合过程中由于实现了主触刀闭合后灭弧室再触刀分闸之前，真空灭弧室的导电回路可靠接触，使电流可靠转移，从而实现额定电流的开断概述变压器高压开关设备互感器避雷装置SF6全封闭组合电器互感器工作原理一种特殊的变压器，将高电压、大电流变成低电压和小电流以供继电保护和电气测量使用。互感器工作功能安全绝缘：采用互感器作一次电路与二次电路之间的中间元件，既可以避免一次电路的高电压直接引入仪表、继电保护设备等二次设备，又可避免二次电路的故障影响一次电路，提高了两方面工作的安全性和可靠性，特别是保障了人身安全。扩大范围：采用互感器以后，相当于扩大了仪表、继电器的使用范围。由于使用了互感器，可使二次的仪表、继电器规格统一。互感器：电压互感器、电流互感器概述变压器高压开关设备互感器避雷装置SF6全封闭组合电器避雷装置一个完整的防雷设备一般由接闪器、避雷器、引下线和接地装置等三个部分组成。―接闪器：专门用来接受雷闪的金属物体，接闪器位于防雷装置的顶部，其作用是利用其高出被保护物的突出地位把雷电引向自身，承接直击雷放电。―避雷器是一种过电压保护设备，用来防止雷电所产生的大气过电压沿架空线路侵入变电站或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器也可以用来限制内部过电压。避雷器与被保护设备并联且位于电源侧，其放电电压低于被保护设备的绝缘耐压值。概述变压器高压开关设备互感器避雷装置SF6全封闭组合电器SF6全封闭组合电器全封闭组合电器（GIS）是一种新型的组合式电气设备，它是在六氟化硫断路器的基础上进一步发展形成的，把各种控制和保护电器(断路器、母线、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、出线套管、电缆终端等)全部进行封装的组合电气设备。由于六氟化琉气体绝缘性能优越，所以组合电器体小能节省变电站占地面积，使变电站建设成本降低。SF6全封闭组合电器配电装置主要用于110～500KV的工业区、市中心、险峻山区、地下洞内以及需要扩建而缺乏土地的发电厂和变电站；也适用于工业污秽、海滨、高海拔以及气