城軌供電系統(tǒng)第1章概論電氣工程系黃小紅

城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成三城軌電力牽引與供電制式二一城軌供電系統(tǒng)功能及基本要求城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介四第1章概論§1-1城軌供電系統(tǒng)功能及基本要求1.功能動力源泉——牽引供電+動力照明用電系統(tǒng)功能供電服務(wù)功能故障自救功能自我保護(hù)功能防誤操作功能便于調(diào)度功能控制、顯示和計(jì)量功能電磁兼容功能§1-1城軌供電系統(tǒng)功能及基本要求2.基本要求基本要求安全性供電系統(tǒng)安全關(guān)系到乘客安全、運(yùn)營人員安全、行車安全、設(shè)備安全可靠性經(jīng)濟(jì)性先進(jìn)性適用性對電動列車和動力照明負(fù)荷的持續(xù)供電能力。應(yīng)滿足“N-1”原則。項(xiàng)目全生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)合理。應(yīng)以前三個要求為前提。供電系統(tǒng)應(yīng)滿足業(yè)主建設(shè)目的與性能要求。先進(jìn)性主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)理念、系統(tǒng)方案、設(shè)備及工藝、管理手段等方面?！?-2城軌電力牽引與供電制式1.電動列車性能要求起動加速性能要求起動加速力大而且平穩(wěn)，即恒定的大的起動力矩，便于列車快速平穩(wěn)起動。

動力設(shè)備容量利用列車輕載時，運(yùn)行速度可以高一些，而列車重載時運(yùn)行速度可以低一些。“牛馬”特性好。P=F·V=常數(shù)。調(diào)速性能經(jīng)濟(jì)、易實(shí)現(xiàn)§1-2城軌電力牽引與供電制式2.電動列車牽引系統(tǒng)直流牽引系統(tǒng)直流牽引電機(jī)

控制方式：①凸輪變阻調(diào)速→②斬波調(diào)阻變速→③斬波調(diào)壓變速前兩種方式因電能消耗及、溫升等不利，已趨于淘汰。第三種方式采用GTO調(diào)整直流電機(jī)端電壓調(diào)速?？蓪④囕v動能存儲在電抗器，再反饋到電網(wǎng)。目前歐洲、加拿大、日本、上海（DC01）直流電機(jī)均采用此種傳動控制方式。直流牽引系統(tǒng)應(yīng)用少§1-2城軌電力牽引與供電制式2.電動列車牽引系統(tǒng)交流牽引系統(tǒng)異步電動機(jī)、直線電機(jī)異步電動機(jī)控制方式：VVVF（VariableVoltageandVariableFrequency，調(diào)頻調(diào)壓）優(yōu)點(diǎn)：無接點(diǎn)控制，運(yùn)行可靠，過載能力強(qiáng)；粘著性能好；結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，保養(yǎng)和維修少。目前大量應(yīng)用于城市軌道交通車輛。直線電機(jī)將傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子展開成直線狀，轉(zhuǎn)變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動方式為直線運(yùn)動方式。是21世紀(jì)理想首選傳動方式。我國廣州4號線已有應(yīng)用?！?-2城軌電力牽引與供電制式3.供電制式電流制電氣化鐵道：單相工頻50Hz25KV交流城市軌道交通：直流電壓等級

IEC推薦標(biāo)準(zhǔn)電壓：600V、750V、1500KV

中國國家標(biāo)準(zhǔn)：750V、1500V饋電方式架空接觸網(wǎng)（鋼性、柔性）接觸軌（三軌、四軌）§1-2城軌電力牽引與供電制式3.供電制式應(yīng)用情況：北京、天津、蘇州、杭州、武漢DC750V三軌上海、廣州、南京、深圳、大連DC1500V接觸網(wǎng)說明：城市軌道交通都采用直流供電制式。列車功率并不是很大，其供電半徑（范圍）也不大，供電電壓不需要太高；同樣電壓等級下直流制比交流制的電壓損失??；供電線路都處在城市建筑群之間，供電電壓不宜太高，以確保安全?！?-3城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成1.城軌供電系統(tǒng)組成部分2.系統(tǒng)功能劃分外部電源集中供電、分散供電、混合供電主變電所或電源開閉所集中供電——主所分散供電——開閉所，一般與牽引（降壓）所合建牽引供電系統(tǒng)包括牽引變電所和牽引網(wǎng)§1-3城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成2.系統(tǒng)功能劃分動力照明供電系統(tǒng)包括降壓變電所和動力照明配電系統(tǒng)雜散電流防護(hù)系統(tǒng)涉及多個專業(yè)，由供電系統(tǒng)負(fù)責(zé)電力監(jiān)控系統(tǒng)通過調(diào)度端、通信通道、執(zhí)行端（變電所綜合自動化系統(tǒng)）完成“五遙”（遙控、遙調(diào)、遙信、遙測、遙視）功能?！?-3城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成3.電壓等級以下電壓屬于供電系統(tǒng)哪些部分？①AC110(63)KV；②AC35(33，20)KV；③AC10KV；④AC220/380V；⑤DC1500(750)V；⑥D(zhuǎn)C220V；⑦DC110V§1-3城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成1.一次電氣設(shè)備

通常把轉(zhuǎn)換與分配電能的設(shè)備和載流導(dǎo)體，如變壓器、整流器和斷路器等稱為一次電氣設(shè)備?！?-4城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介1.一次電氣設(shè)備轉(zhuǎn)換電能和補(bǔ)償無功的設(shè)備

變壓器、整流機(jī)組、無功補(bǔ)償裝置等通斷電路的開關(guān)電器

斷路器、隔離開關(guān)、直流快速開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器防雷與接地裝置

避雷器、防雷線圈、綜合接地系統(tǒng)載流導(dǎo)體

母線、連接電纜§1-4城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介1.一次電氣設(shè)備變壓器（T）整流機(jī)組（UF）斷路器（QF）隔離開關(guān)（QS）負(fù)荷開關(guān)（QL）熔斷器（FU）避雷器（F）§1-4城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介QFTQS～—UFFUFQLSF6斷路器§1-4城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介主變電所用110KV開關(guān)（斷路器）主變電所用變壓器QFT§1-4城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介各類閘刀QSQL§1-4城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介35kV交流開關(guān)柜（GIS）整流變壓器§1-4城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介直流1500V開頭柜§1-4城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介動力變壓器0.4KV開關(guān)柜0.4KV斷路器2.二次設(shè)備

對一次電氣設(shè)備進(jìn)行控制、監(jiān)測和保護(hù)，以保障其正常、安全運(yùn)行的設(shè)備稱為二次設(shè)備或二次系統(tǒng)。儀用互感器

電壓互感器、電流互感器、直流電流互感器測量與計(jì)量表計(jì)

測量電壓、電流、功率因數(shù)、有功、無功等表計(jì)§1-4城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介2.二次設(shè)備綜合自動化系統(tǒng)

迅速反映不正?；蚬收蠣顟B(tài)，自動切換電路