項目二城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備《地鐵變配電所運行與維護》任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備2021年3月4日，南京地鐵1號線發(fā)生壓道車掉道任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（1）主變電所兩路110kV電源及35kV（或33kV）側(cè)兩段母線分列運行，變電所母聯(lián)斷路器分開。任一主變壓器解列，合上母聯(lián)斷路器，由另外一路供全所負荷。典型的運行方式：（2）各車站變電所內(nèi)的35kV(或33kV)母聯(lián)斷路器打開，兩段母線分列運行。任一線路解列，合上母聯(lián)斷路器，由另外一路供全所負荷。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備典型的運行方式：（3）各車站變電所內(nèi)的400V母聯(lián)斷路器打開，兩段母線分列運行。任一臺動力變壓器解列，切斷該站三級負荷，通過合上母聯(lián)斷路器，給本所一、二級負荷供電。（4）直流牽引供電系統(tǒng)正常運行方式下，正線按觸網(wǎng)通常由相鄰牽引變電所雙邊供電，車輛段接觸網(wǎng)為單邊供電。正線任一牽引變電所退出，通常由正線相鄰牽引變電所“大雙邊″供電。（5）整流機組正常運行方式下兩路同時運行，當一路因故障退出時，由另一路單獨運行，正常負荷下可長期運行，超出負荷時可運行一定的時間。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備第一節(jié)、變電所典型主接線一、主變電所主接線（掌握）任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（1）引入兩路獨立外部電源。（2）交流110kV側(cè)線路開關(guān)編號（了解）：以Ⅰ段為例，以1開頭，斷路器編號一般為3位——101；隔離開關(guān)編號一般為4位——1011、1414、141PT，即斷路器編號后加1或4或PT；接地刀閘編號一般為5位——101T0、10140、141PT0，即隔離開關(guān)編號后加0(除101T0第四位也有變化，接地間隙并聯(lián)刀閘有變化)。母線側(cè)隔離開關(guān)、接地刀閘編號的第4位用英文字母首位大寫表示，例如：靠近母線側(cè)接地刀閘編號為101B0，靠近電壓互感器側(cè)接地刀閘編號為141PT0，靠近主變壓器側(cè)接地刀閘編號為。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備交流35kV側(cè)開關(guān)編號：以I段為例，以3開頭，斷路器編號為3位——311隔離開關(guān)編號為4位——3111，即斷路器編號后加1；接地刀閘編號為5位——3111D，即隔離開關(guān)編號后加D。主變壓器高壓(110kV)側(cè)中性點采用間隙接地方式，低壓(35kV)側(cè)中性點采用小電阻接地方式。主變電所35kV側(cè)，兩路進線301、302由兩臺主變壓器低壓側(cè)分別引出—路電源提供，兩段母線之間設(shè)置母聯(lián)開關(guān)300。主變電所35kV側(cè)，出線311、3I2供電到相應(yīng)供電分區(qū)，作為本分區(qū)首站兩路進線301A、301B電源。出線313、314供電到相應(yīng)另一供電分區(qū)，作為本分區(qū)首站兩路進線301A、301B電源。主變電所35kV側(cè)，饋線31T、32T作為本所用電，提供全所的動力照明負荷用電。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備重點：運行方式

認識各設(shè)備圖形符號

能說出各設(shè)備名稱任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備二、牽引降壓混合變電所主接線（掌握）任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備35kV饋線側(cè)，其中兩路饋線304A、304B分別由兩段母線引出至動力變壓器，為本站的動力及照明負荷提供用電；另外兩路饋線306B、307B由同一段母線引出至本站兩臺整流變壓器，通過整流變壓器的降壓后再經(jīng)整流器整流，為本段接觸網(wǎng)分區(qū)提供上下行的列車牽引用電。35kV進線側(cè)，兩路進線電源301A、301B由來自電源側(cè)上一個所兩路出線提供，兩段母線之間設(shè)置母聯(lián)開關(guān)303。35kV出線側(cè)，其中兩路出線電源302A、302B引出到下一個所，作為其35kV側(cè)兩路進線電源。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備219作為制動能量吸收裝置，將列車制動時反饋到接觸網(wǎng)的電壓進行消耗，防止接觸網(wǎng)網(wǎng)壓過高,影響列車和其他設(shè)備的正常運行在鋼軌與大地之間設(shè)置一套軌電位裝置，防止鋼軌電壓過高影響人身和設(shè)備安全；在直流母線和大地之間設(shè)置一套排流裝置，將泄漏到大地的直流雜散電流進行排流，防止直流泄漏電流對地下金屬管線和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕。直流1500V側(cè)，直流母線正極由1號、2號整流機組降壓整流后通過兩路進線直流斷路器201、202提供電源，直流母線負極通過負極刀閘2011、2021連通至整流器負極直流饋線側(cè)，編號分別為211、212、213、214、219，其中211、213通過上網(wǎng)隔離開關(guān)2111、2131為本區(qū)段接觸網(wǎng)上行提供電源，212、214通過上網(wǎng)隔離開關(guān)2121、2141為本區(qū)段接觸網(wǎng)下行提供電源任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備交流400V側(cè)，由兩臺動力變壓器或跟隨動力變壓器經(jīng)過降壓后饋出兩路電源至400V兩段母線進線801、802，為本站的全部動力照明提供電源。400V兩段母線之間設(shè)置母聯(lián)斷路803。降壓變電所除沒有設(shè)置整流機組和直流斷路器外，其他與牽引降壓混合變電所一致。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備重點：運行方式

認識各設(shè)備圖形符號并會畫

能說出各設(shè)備名稱

會畫牽引降壓混合變電所主接線圖任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備練習(xí)：畫牽引降壓混合變電所主接線圖

（1）搭框架

（2）添設(shè)備元器件

（3）熟悉設(shè)備編號

（4）理解設(shè)備參數(shù)本節(jié)課程結(jié)束項目二城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備《地鐵變配電所運行與維護》任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備第二節(jié)、110kVGISGIS就是把各種控制和保護電器（斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器和連接母線）全部封裝在接地的金屬殼體內(nèi)，殼內(nèi)充以一定壓力的六氟化硫（SF6）氣體，作為相間和對地的絕緣的組合電器開關(guān)柜。全封閉組合電器任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備220kVGIS組合電器任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備110kVGIS組合電器任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備GIS具有很大的優(yōu)越性:首先，占地面積和空間體積小。SF6氣體具有很高的絕緣強度，這使得各元件之間的絕緣距離大為縮小，而設(shè)備的占地面積與絕緣距離的縮小倍數(shù)成平方比例縮減，空間體積則與其成立方比例縮減。電壓等級越高，縮小的倍數(shù)越大。

其次，安全可靠性高，全部電器封裝在接地外殼中，避免了各種惡劣自然環(huán)境條件的影響，減少了設(shè)備事故的可能性，而且對人身安全也大有好處。城市軌道交通110kV開關(guān)柜和35kV開關(guān)柜均采用GIS結(jié)構(gòu)。

缺點：

貴！?。∪蝿?wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備斷路器按使用滅弧介質(zhì)的不同，可分為油斷路器（多油斷路器和少油斷路器）、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等。110kV設(shè)備多采用SF6斷路器。SF6斷路器本身檢修周期長，整個組合電器可以做到連續(xù)運行至少十幾年不需要檢修。

任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備GIS廠商介紹目前GIS國外生產(chǎn)廠家主要有ABB、東芝、三菱、日立、Siemens（西門子）、Alstom（阿爾斯通）、Areva（阿海琺）等，國內(nèi)生產(chǎn)廠家有西安西開高壓開關(guān)廠、平高集團、西安高壓電器研究所電器制造廠、泰開集團有限公司、正泰電氣股份有限公司、上海西門子高壓開關(guān)有限公司、杭州西門子高壓開關(guān)有限公司、廈門ABB華電高壓開關(guān)有限公司、江蘇現(xiàn)代南自電氣有限公司、湖北永鼎開關(guān)有限公司、天水長城開關(guān)廠等。

目前合企生產(chǎn)的GIS占國內(nèi)市場相當人的份額，如占550kV斷路器和GIS市場的80％，占252kV斷路器和GIS市場的50％，占126kV斷路器和GIS市場的30％。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備SF6氣體性質(zhì)（1）純凈的SF6氣體是無色、無味、無臭、不燃，在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，屬惰性氣體。氣體密度是空氣密度的5.1倍。（2）SF6氣體在0.29Mpa壓力時，絕緣強度與變壓器油相當，滅弧能力是空氣的100倍。（絕緣強度和滅弧能力強）（3）在斷路器和GIS操作過程中，由于電弧、電暈、火花放電和局部放電、高溫等因素影響下，SF6氣體會進行分解，它的分解物遇到水分后會變成腐蝕性電解質(zhì)。

（4）一旦發(fā)生SF6氣體泄漏，SF6氣體的比重較氧氣大，SF6氣體將在低層空間積聚，造成局部缺氧，使人窒息。另一方面SF6氣體本身無色無味，發(fā)生泄漏后不易讓人察覺，這就增加了對進入泄漏現(xiàn)場工作人員的潛在危險性。（泄漏監(jiān)測系統(tǒng)）任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備SF6泄漏監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（一）110kVGIS構(gòu)成110kVGIS由斷路器、隔離開關(guān)、快速或慢速接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線及這些元件的封閉外殼、伸縮節(jié)和出線套管組成，內(nèi)充一定的壓力氣體，作為GIS的絕緣和滅弧介質(zhì)，如圖所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備1、電壓互感器電壓互感器是將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓的設(shè)備，主要用于電力系統(tǒng)電壓的計量、測量和電力系統(tǒng)的保護。2、電流互感器電流互感器是將大電流轉(zhuǎn)換成小電流的設(shè)備，主要用于電力系統(tǒng)電流的計量、測量和電力系統(tǒng)的保護。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備3、斷路器斷路器具有滅弧特性，當系統(tǒng)正常運行時，它能切斷和接通線路以及各種電力設(shè)備的空載和負載電流；當系統(tǒng)發(fā)生故障時，它和繼電保護配合，能迅速切斷故障電流，防止擴大事故范圍。因此，高壓斷路器工作性能，直接影響電力系統(tǒng)的安全運行。4、隔離開關(guān)隔離開關(guān)在電路中起隔離作用，提供電氣隔離斷口的機械開關(guān)裝置。其特點是無滅弧能力，只能在沒有負荷電流的情況下分、合電路。隔離開關(guān)的主要作用：建立可靠的絕緣間隙，將需要檢修的設(shè)備或線路與電源側(cè)用—個明顯斷開點隔開，以保證檢修人員和設(shè)備的安全。5、接地開關(guān)接地開關(guān)是用于電路接地部分的機械式開關(guān)。其主要作用：安全接地，保護人身安全。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備6、快速接地開關(guān)快速按地開關(guān)：用于電路接地部分的機械式快速動作開關(guān)，能夠承載一定的短路電流。其主要作用:安全接地，保護人身安全；關(guān)合故障電流。需要指出的是：快速接地開關(guān)是具有一定關(guān)合短路電流能力的一種特殊用途的接地開關(guān)。普通的接地開關(guān)配置在斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)旁邊，僅起到斷路器檢修時兩側(cè)接地的作用。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備城市軌道交通主變電所的GIS結(jié)構(gòu)如圖⒉11所示。該GIS除了配備主要元件之外，還配備有控制柜、SF6氣體監(jiān)測系統(tǒng)等輔助設(shè)備。因此，它不僅可以實現(xiàn)電力線路的關(guān)合、開斷、保護、測量及檢修目的，其監(jiān)測控制系統(tǒng)還可以直接反映各元件的工作狀態(tài)，實現(xiàn)就地操作及遠方電力調(diào)度操作，與主控室保護屏連接后還可實現(xiàn)自動跳閘和重合閘。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備廣州南站220kVGIS全封閉組合電器廣州南站220kVGIS全封閉組合電器隔離開關(guān)電動機操動機構(gòu)箱220kV電纜終端頭（插入式）任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（二）GIS技術(shù)參數(shù)任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（三）GIS間隔（1）110kVGIS的每一個間隔，用不通氣的盆式絕緣子（氣隔絕緣子）劃分為若干個獨立的SF6氣室，即氣隔單元。整個GIS的氣隔單元設(shè)置SF6監(jiān)控氣體系統(tǒng)（壓力表）。（2）為了對GIS進行SF6氣體監(jiān)控,將每一間隔分為若干個氣隔單元（獨立氣室），每個氣隔單元用不通氣的盆式絕緣子隔離。這時，盆式絕緣子不但起著支持導(dǎo)體的作用，還起著隔離SF6氣體的作用。各獨立氣室在電路上彼此相通，在氣路中則互相隔離。（3）每一個氣隔單元都有一套元件，即：SF6密度繼電器（帶SF6壓力表及報警接點）、自封接頭、SF6配管等，它們直接安裝在氣隔單元的合適位置。例如，斷路器氣隔表計裝在斷路器本體上。每個氣隔單元的抽真空、充放氣、測水分等工作在各自氣隔單元就地進行，而對SF6氣體的報警、閉鎖信號則在現(xiàn)場控制柜上發(fā)出。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（四）現(xiàn)場控制柜現(xiàn)場控制柜（LCP）是對GIS進行現(xiàn)場監(jiān)視與控制的集中控制屏，也是GIS間隔內(nèi)、外各元件及GIS與主控室之間電氣聯(lián)絡(luò)的中繼樞紐，如圖所示。所以維護LCP的完好，對保證電站正常運行起著至關(guān)重要的作用。主變電所110kV電纜采用保護裝置實現(xiàn)差動保護功能。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備1、主要功能（掌握）（1）實現(xiàn)斷路器（CB）、隔離開關(guān)（DS）、快速接地開關(guān)（FES）、接地開關(guān)（ES）的就地、遠方選擇操作，在控制柜上進行就地集中操作。（2）監(jiān)視CB、DS、FES、ES的分閘、合閘位置狀態(tài)。（3）監(jiān)視GIS各氣室SF6系統(tǒng)密度及操動機構(gòu)是否處于正常狀態(tài)。（4）實現(xiàn)GIS內(nèi)CB、DS、ES、FES之間的電氣聯(lián)鎖。（5）顯示一次主接線形式及運行狀態(tài)。（6）作為GIS各元件間及GIS與主控室之間的中繼端子箱，接收或發(fā)送信號。（7）監(jiān)視控制回路電源是否正常，并通過電源開關(guān)、熔斷器、保護開關(guān)，對LCP及GIS的二次控制、測量和保護元件起保護作用。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備2、結(jié)構(gòu)特點（了解）（1）結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、外形美觀。（2）門面上的操作開關(guān)與模擬元件位置指示器相對應(yīng)。（3）LCP內(nèi)、外各元件都有相應(yīng)的銘牌表示。（4）由于采用了自動開關(guān)，使用時不用常換熔斷器。（5）柜內(nèi)裝有照明燈，由限位開關(guān)控制，門開燈亮，門關(guān)燈熄，便于維護和管理。（6）對CB、DS、FES、ES控制回路、位置指示回路等，分別設(shè)置了電源開關(guān)，以提高控制回路電源的可靠性。（7）裝有就地/遠方操作選擇開關(guān)，可以實現(xiàn)對CB、DS、FES、ES的就地/遠方控制。（8）就地/遠方選擇開關(guān)可以自帶掛鎖，防止發(fā)生誤操作。（9）裝有SF6監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對GIS各氣室的監(jiān)控。（10）具有足夠的備用端子，供用戶使用。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（五）110kV開關(guān)柜的主要操作

110kV系統(tǒng)可通過控制中心遙控(中央級)、變電所電力監(jiān)控計算機操控或線路測控柜控制(變電所級)，以及現(xiàn)場控制柜控制(就地級)。正常運營期間，供電系統(tǒng)運行以拄制中心遠控為主。主變電所運行一般不采用就地控制，只有在檢修或設(shè)備故障時，根據(jù)需要對設(shè)備進行就地電氣控制。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（六）110kV

GIS日常巡檢

1、檢查和維護的分類檢查和維護分為日常巡檢、定期檢查維護和特殊檢查三種。

日常巡檢：檢查設(shè)備的外觀狀態(tài)、避雷器放電計數(shù)器的數(shù)字、各氣隔的密度表的顯示情況、現(xiàn)場控制柜的控制開關(guān)的位置等。

定期檢查的項目有：SF6的微水含量、密度繼電器顯示精度、控制柜的功能、二次接線的可靠性、電流互感器和電壓互感器的精度等。特殊檢查：對于非動作元件，在出現(xiàn)特殊情況的時候要進行這項工作，例如，出現(xiàn)放電等。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備

2、日常巡檢要求在證實GIS室的內(nèi)部環(huán)境是通風(fēng)的，且至少有18%的含氧量時才能進入。在出現(xiàn)特殊情況時，必須證實氧氣和通風(fēng)水平能克制引起窒息的SF6和濃煙的前提下，方可讓人進入。只有通過審核的操作人員，才能進行日常巡視工作。巡視人員在GIS室巡視時，應(yīng)該嚴格執(zhí)行工作規(guī)范。（運行）3、定期檢查維護要求為了避免不必要的傷害，應(yīng)先確認相關(guān)的設(shè)備或檢查的間隔己經(jīng)退出運行。（停電）如果要打開檢查，先證實內(nèi)部氣壓已完全被釋放，再去拆除該單元上的有關(guān)零部件。為防止受到水分及其他源頭的濕氣對檢修質(zhì)量的影響，GIS打開部位應(yīng)及時保護、防潮。檢修要接觸主導(dǎo)電部分，確保接觸部位的主導(dǎo)電回路可靠接地。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備二、110kVGIS讀圖方法（一）110kV斷路器分合閘回路符號說明SA0就地、遠方轉(zhuǎn)換開關(guān)SA6斷路器分合閘轉(zhuǎn)換開關(guān)KA外部閉鎖條件繼電器觸點S52斷路器輔助觸點LS3行程開關(guān)KA33斷路器合閘繼電器KA34斷路器分閘繼電器48KM斷路器合閘彈簧儲能接觸器LS2行程開關(guān)52C合閘線圈52T1分閘線圈看動畫視頻任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（二）110kV三工位隔離開關(guān)分合閘回路符號說明SA2三工位隔離開關(guān)分合閘轉(zhuǎn)換開關(guān)KM1三工位隔離開關(guān)合閘接觸器KM2三工位隔離開關(guān)分閘接觸器ILMD電動操作閉鎖手動操作電磁鐵KM41電機回路啟動接觸器SE2三工位隔離開關(guān)聯(lián)動輔助觸點LSA行程開關(guān)LSB行程開關(guān)DS1手動操作小門的行程開關(guān)看動畫視頻本節(jié)課程結(jié)束項目二城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備《地鐵變配電所運行與維護》任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備第三節(jié)、油浸式變壓器一、變壓器基本介紹主變電所中將110kV外部電源降壓為城市軌道交通牽引降壓變電所所需要的35kV電壓，需經(jīng)過主變壓器實現(xiàn)降壓。（一）變壓器的工作原理

電生磁，磁生電。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（二）變壓器的分類（1）按用途分為：升壓變壓器、降壓變壓器。（2）按相數(shù)分為：單相變壓器、三相變壓器。（3）按繞組分為：單繞組變壓器(為兩級電壓的自耦變壓器)、雙繞組變壓器、三繞組變壓器。（4）按繞組材料分為：銅線變壓器、鋁線變壓器。（5）按調(diào)壓方式分為：無載調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（6）按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分為：①油浸式變壓器。冷卻方式一般為油浸自冷（ONAN）、油浸風(fēng)冷（ONAF）、強迫油循環(huán)風(fēng)冷（OFAF）、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻（ODAF）。此外，大型變壓器還有采用強迫油循環(huán)水冷卻等。②干式變壓器。繞組置于氣體中（空氣或F6氣體），或是澆注環(huán)氧樹脂絕緣。它們大多在部分配電網(wǎng)內(nèi)用作配電變壓器。目前最高電壓為35kV級。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（三）變壓器作用（1）電能的經(jīng)濟傳輸：為了降低輸電過程中的電能損耗，根據(jù)距離的遠近采用高電壓或超高電壓輸電。（2）聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)：為了提高電力系統(tǒng)的容量及供電的穩(wěn)定性，通常電力系統(tǒng)中可能包含幾個電力網(wǎng)絡(luò)，而這幾個電力網(wǎng)絡(luò)可能電壓不同，使用聯(lián)絡(luò)變壓器聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)。（3）其他作用：如用于防止高壓竄入低壓設(shè)備的隔離變壓器，用于為無中性點的電力系統(tǒng)提供接地中性點的接地變壓器，與整流器配合實現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換的整流變壓器等。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（四）變壓器基本參數(shù)1、額定容量(SN)額定容量是制造廠所規(guī)定的在額定工作狀態(tài)(即在額定電壓、額定頻率、額定使用條件下的工作狀態(tài))下變壓器輸出的視在功率的保證值，以SN表示。額定容量通常是指高壓繞組的容量。單位：VA；KVA；MVA。2、額定電壓(UN)變壓器的額定電壓就是各繞組的額定電壓,是指額定施加的或空載時產(chǎn)生的電壓。一次額定電壓是指接到變壓器一次繞組端點的額定電壓值；二次額定電壓是指當一次繞組所接的電壓為額定值、分接開關(guān)放在額定分觸頭位置上，變壓器空載時二次繞組的電壓，單位用伏(V)或千伏(kV)。三相變壓器的額定電壓指線電壓。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備3、額定電流I1N/I2N

根據(jù)變壓器允許發(fā)熱的條件規(guī)定的滿載電流值。單位：A三相變壓器的額定電流是指線電流。4、阻抗電壓(短路阻抗)阻抗電壓也稱短路電壓產(chǎn)生的電壓損耗(百分值)。

什么是阻抗電壓？如何用試驗求取？任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備5、空載電流（I0）變壓器一次側(cè)施加(額定頻率的)額定電壓，二次側(cè)開路（空載），這時一次繞組中通過的電流稱空載電流?？蛰d電流可看成勵磁電流。

變壓器容量、磁路結(jié)構(gòu)和硅鋼片的質(zhì)量，是決定空載電流的主要因素。6、空載損耗(P0)空載電流的有功分量I0a

為損耗電流，由電源所汲取的有功功率稱為空載損耗P0，忽略空載運行狀態(tài)下的繞組損耗時又稱鐵損?？蛰d損耗主要由鐵芯材質(zhì)的單位損耗決定。7、短路損耗（略）8、負載損耗

變壓器帶額定負載時，變壓器繞組和鐵芯中產(chǎn)生的總的損耗。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備9、聯(lián)結(jié)組別：變壓器一次和二次繞組的連接方式。Y：高壓側(cè)為星形連接D：高壓側(cè)為三角形連接y：低壓側(cè)為星形連接d：低壓側(cè)為三角形連接N：高壓側(cè)為星形連接時的中性線n：低壓側(cè)為星形連接時的中性線

例：Y，yn0聯(lián)接組

任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備10、溫升溫升：介質(zhì)對其周圍介質(zhì)的溫度差（又稱溫差）。油浸式變壓器在運行的過程中，由于有鐵耗與銅耗的存在，這些損耗都將轉(zhuǎn)換成熱能而向外發(fā)散，從而引起變壓器不斷發(fā)熱和溫度升高。溫度上升，繞組絕緣電阻會降低。11、絕緣水平變壓器繞組的絕緣分主絕緣和縱絕緣兩種。主絕緣是指繞組與鐵芯、油箱等接地部分之間的絕緣，高、低繞組之間的絕緣以及各相繞組之間的繞組的絕緣?？v絕緣是指繞組匝間絕緣和層間絕緣。（全絕緣、半絕緣）12、變壓器試驗變壓器試驗分為出廠試驗、例行試驗、特殊試驗三種。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備12、勵磁涌流現(xiàn)象當合上斷路器給變壓器充電時，有時可以看到變壓器電流表的指針擺動很大，然后很快返回到正常的空載電流值，這一沖擊電流通常被稱為勵磁涌流，其特點如下:（1）勵磁涌流含有數(shù)值很大的高次諧波分量（主要是二次和三次諧波）。

（2）勵磁涌流的衰減常數(shù)與鐵芯的飽和程度有關(guān)，飽和越深，電抗越小，衰減越快。

（3）一般情況下，變壓器容量越大，衰減的持續(xù)時間越長。

（4）勵磁涌流的數(shù)值很大，最大可達額定電流的8~10倍。當整定一臺斷路器控制一臺變壓器時，其速斷值可按變壓器勵磁電流來整定。勵磁涌流對變壓器并無危險，因為這個沖擊電流存在的時間很短。多次連續(xù)合閘充電對變壓器有一定損害，有時勵磁涌流有可能引起變壓器對應(yīng)開關(guān)柜的動作跳閘。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備二、油浸式變壓器（一）油浸式主變壓器介紹1、型號例如：某主變壓器的型號為SZ11-40000/110

三相有載調(diào)壓額定容量為40MV·A（40000kVA）高壓繞組額定電壓等級為110kV任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備2、技術(shù)參數(shù)任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備3、接地方式主變壓器高壓側(cè)中性點采用間隙按地：主變壓器低壓側(cè)采用小電阻接地（通過接地變壓器高壓側(cè)Z形接線中性點，經(jīng)過小電阻接地）。4、運行方式（1）正常運行：兩臺主變壓器分列運行，負責(zé)各自供電分區(qū)的牽引和動力照明負荷，如圖所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（2）一臺主變壓器退出運行：合上該站交流35kV側(cè)母聯(lián)斷路器，由另一臺主變壓器負責(zé)該站供電分區(qū)的所有牽引及動力照明一級、二級負荷,如圖所示。當一個主變電所解列，自動切除全線三級負荷，合上中壓環(huán)網(wǎng)分段開關(guān)，由另一座主變電所擔負全線牽引及動力照明一級、二級負荷。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備5、油沒式主變壓器結(jié)構(gòu)油浸式主變壓器結(jié)構(gòu)如圖所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備油浸式主變壓器結(jié)構(gòu)示意如圖所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（1）鐵芯

鐵芯是變壓器的磁路部分，如圖所示。它是用導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊放組成的閉合磁路，變壓器的原、副線圈都繞在鐵芯上。除了硅鋼片外，現(xiàn)在還有采用非晶合金材料的變壓器鐵芯，它的損耗更低。

鐵芯有兩個作用：一是鐵芯的磁導(dǎo)體構(gòu)成了變壓器的磁路，它把一次電路的電能轉(zhuǎn)為磁能，又由自己的磁能轉(zhuǎn)變?yōu)槎坞娐返碾娔?，因此，它是能量轉(zhuǎn)換的媒介。二是鐵芯的夾緊裝置上面套有線圈，支持著引線，幾乎安裝了變壓器內(nèi)部的所有部件。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（2）繞組

繞組是變壓器的電路部分，套裝在器身上，如圖所示。變壓器有原線圈和副線圈，它們是用銅線或鋁線繞成。很多時候，它們也被稱作高壓線圈、低壓線圈。通常是按原理或按規(guī)定的連接方法連接起來。

線圈的主要作用是：一次線圈將系統(tǒng)的電能引進變壓器中，二次線圈將電能傳輸出去。因此，線圈是傳輸和轉(zhuǎn)換電能的主要部件。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（3）引線引線是將外部的電能輸入變壓器，又將傳輸?shù)碾娔茌敵鲎儔浩?。引線主要作用是在線圈與套管、開關(guān)之間建立電的聯(lián)系，如圖所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（4）油箱油箱是變壓器器身的外殼，具有容納器身、充注變壓器油及散熱冷卻的作用，如圖所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（5）儲油柜（油枕）變壓器油箱內(nèi)部，變壓器油隨著溫度變化，其體積發(fā)生變化。儲油柜是調(diào)節(jié)變壓器油箱內(nèi)部油量的一個儲油的罐體。它一方面起到連通器的作用，保證變壓器中處處有變壓器油；另一方面，在膠囊或膨脹節(jié)的作用下，保證變壓器油不與空氣的接觸，減緩變壓器老化。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（6）冷卻裝置冷卻裝置是將變壓器運行中由損耗產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，以保證變壓器安全運行。冷卻器（圖b）將散熱管和冷卻風(fēng)扇結(jié)合在一起。主變壓器采用的冷卻裝置為片式散熱器（圖a），其使用條件為：環(huán)境溫度-50-45℃，變壓器油溫120℃。主變電所采用的散熱器端子箱，適用于大型變壓器吹風(fēng)自冷系統(tǒng)，與片式散熱器配合使用。端子箱具有良好的接地系統(tǒng)，主接地點焊接在柜體下方，與箱門、安裝板用搪錫銅排編織帶軟連接，構(gòu)成一個完整的接地保護電路，大大加強了其防觸電能力。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（7）分接開關(guān)為了穩(wěn)定負荷中心電壓，需對變壓器進行電壓調(diào)整。調(diào)壓方式有無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓（無載調(diào)壓和有載調(diào)壓）兩種。無載調(diào)壓時，變壓器高、低壓側(cè)都要與電網(wǎng)斷開，在變壓器無勵磁情況下變換繞組的分接頭；有載調(diào)壓時，變壓器是在不中斷負載的情況下，變換繞組的分接頭。有載分接開關(guān)的工作原理，是在變壓器繞組中引出若干分接頭后，通過它在不中斷負載電流的情況下，由一分接頭切換到另一分接頭，以改變有效匝數(shù)，即改變其電壓比，從而實現(xiàn)調(diào)壓的目的。運行中的變壓器，其分接開關(guān)的導(dǎo)電部分應(yīng)接觸良好，否則，會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，甚至燒毀整個變壓器。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（8）氣體繼電器（瓦斯繼電器）氣體繼電器安裝在變壓器箱蓋與儲油柜的連管上，作為變壓器內(nèi)部故障的主要安全保護裝置。當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障產(chǎn)生氣體或油流時，接通信號或跳閘回路，使有關(guān)裝置發(fā)出信號或使變壓器從電網(wǎng)中切除。另外，當油箱漏油且油面降低到氣體繼電器處時，氣體繼電器也會接通信號回路，發(fā)出信號。當如下情況發(fā)生時,氣體繼電器中開關(guān)系統(tǒng)開始啟動：①由于弱能的分量放電、滲漏故障、局部過熱或空氣等原因，造成通向監(jiān)控保護設(shè)備逐漸形成無法分解的氣體時。②在系統(tǒng)中有泄漏情況,造成絕緣液體流失時。③由于強能的弧光放電瞬間生成大量分解氣體,造成一個壓力沖擊時。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（9）溫度計按測量溫度的部位不同，油溫度計分為測量上層油溫的油面溫度計和測量繞組溫度的繞組溫度計。油面溫度計直接測量變壓器上層油溫。繞組溫度計，可以通過電流互感器，間接測量變壓器繞組溫度。主變電所常采用AKM34系列油溫度指示控制器，其是專為油浸式變壓器而設(shè)計的，用于測量變壓器油面溫度的一種專用儀表。它由彈性波紋管、毛細管和溫包組成的一個全密封系統(tǒng)。利用這密閉系統(tǒng)內(nèi)部所充的感溫介質(zhì)受溫度變化而產(chǎn)生的壓力變化，使彈性波紋管端部產(chǎn)生角位移來帶動指針，指示被測溫度值。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（10）油位計油位計通常應(yīng)用于變壓器的儲油柜上，此磁耦合式油位計殼體為強水密性的鋁合金材質(zhì)，表面噴涂耐腐蝕性涂層，它能夠?qū)τ凸駜?nèi)油位的變化提供可視的報警信號。內(nèi)部浮球連桿通過油位計磁耦合方式與外表盤同步在120°角度內(nèi)聯(lián)動,按此聯(lián)動方式，液位的任何變化將通過磁體的耦合轉(zhuǎn)動引起油位計表盤的同步指示。油位計外表盤采用紅白兩色進行標識。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（11）吸濕器(也稱呼吸器)吸濕器是一種內(nèi)部灌裝顏色可變化顯示的氧化硅（硅膠）所組裝而成的透明設(shè)備。變壓器內(nèi)部大量油的熱收縮導(dǎo)致其從外界吸入空氣，空氣將從所配置的吸濕器裝置吸入。吸濕器內(nèi)的硅膠可以吸收進入變壓器內(nèi)空氣中的水分，以防止變壓器油受潮。吸濕器內(nèi)的硅膠變色過程：橙色→粉紅色→綠色(當顏色變化≥2/3時，需更換或干燥)?？次鼭衿鳈z修視頻任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備(12)壓力釋放閥（防爆門）在變壓器發(fā)生故障時，箱內(nèi)的壓力超過壓力釋放閥彈簧的壓力時，變壓器油可在閥內(nèi)噴出，從而起到釋放油箱內(nèi)超常壓力，保護油箱的作用。當油箱內(nèi)的壓力迅速釋放后，內(nèi)部壓力降低，金屬膜盤在彈簧作用下復(fù)位，并重新密封油箱。壓力釋放閥在動作時，可發(fā)生動作信號。某主變壓器采用的是T形壓力釋放閥。T形系列壓力釋放閥主要適用于油箱內(nèi)的壓力控制，應(yīng)用于意外事故下瞬時不可控制的壓力增量。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（13）變壓器油變壓器油是石油的一種分餾產(chǎn)物，它的主要成分是烷烴、環(huán)烷族飽和烴、芳香族不飽和烴等化合物。有10號、25號、45號幾種。

變壓器油的主要作用:①變壓器油在變壓器運行時起散熱冷卻作用。②變壓器油起絕緣作用。③變壓器油在有載開關(guān)內(nèi)部，還能起消弧作用。對變壓器油的取樣分析，有助于判斷變壓器的健康狀況。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（14）套管套管將變壓器內(nèi)部的高、低壓引線引到油箱的外部，它不僅作為引線對地的絕緣，而且擔負著固定引線的作用。主變壓器采用充油法蘭式低局放變壓器套管，作為變壓器低壓側(cè)引導(dǎo)高壓電線，穿過變壓器箱殼及對殼體和地絕緣之用。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（二）主變壓器保護配置城市軌道交通主變壓器保護柜一般采用計算機變壓器保護裝置、計算機變壓器非電量保護裝置和計算機變壓器后備保護裝置。下面各以其中某種型號的保護裝置說明其原理。1、WBH-B12A計算機變壓器保護裝置

（1）應(yīng)用范圍WBH-812計算機變壓器保護裝置適用于110kV電壓等級各種接線方式的變壓器。

WBH-812裝置實現(xiàn)變壓器的差動保護，差動保護采用二次電流自動調(diào)整相位的方法，并提供了可靠的勵磁涌流判據(jù)，可以實現(xiàn)四側(cè)差動。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備(2)差動保護原理簡介差動保護為變壓器的主保護之一，用來反映變壓器繞組的相間短路故障、繞組的匝間短路故障引出線的接地故障。差動保護的保護區(qū)包括構(gòu)成差動保護的各側(cè)電流互感器之間所包圍的部分，包括變壓器本身、電流互感器與變壓器之間的引出線。差動保護是按比較各側(cè)電流大小和相位而構(gòu)成的一種保護。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備2、WBH-819A計算機變壓器非電量保護裝置WBII-819A計算機變壓器保護裝置適用于110kV電壓等級的變壓器。WBH-819A計算機變壓器保護裝置完成變壓器非電量保護，需要延時的非電量不需要外加延時繼電器，由CPU延時。

非電量保護配置見下表。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備有載調(diào)壓任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備3、WBH-818A計算機變壓器后備保護裝置（1）應(yīng)用范圍WBH-818A計算機型變壓器保護裝置實現(xiàn)變壓器的一側(cè)后備保護功能，適用于110kV及其以下電壓等級各種接線方式的變壓器。主變壓器包含高后備保護和低后備保護。（2）保護配置高壓側(cè)保護配置見下表、，整定值可根據(jù)情況進行調(diào)整。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（三）主變壓器的運行與故障類型1、運行中檢查（1）檢查變壓器上層油溫是否超過允許范圍。如油溫突然增高，則應(yīng)檢查冷卻裝置是否正常，油循環(huán)是否破壞等，以判斷變壓器內(nèi)部是否有故障。（2）檢查油質(zhì)。正常時應(yīng)為透明，微帶黃色。（3）變壓器聲音是否正常。正常運行時有均勻的“嗡嗡”電磁聲；如聲音有所改變，應(yīng)細心檢查。（4）檢查套管是否清潔，有無裂紋和放電痕跡，冷卻裝置應(yīng)正常，工作、備用電源及油泵應(yīng)符合運行要求。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備2、變壓器運行中出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象變壓器運行中，如出現(xiàn)漏油，油位過高或過低，溫度異常，音響不正常及冷卻系統(tǒng)不正常等現(xiàn)象時，應(yīng)設(shè)法盡快解決。

（1）當變壓器的負荷超過允許的正常過負荷值時,應(yīng)按規(guī)定降低變壓器的負荷。

（2）當變壓器內(nèi)部音響很大，很不正常，有爆裂聲；溫度不正常并不斷上升；儲油柜或安全氣道噴油；嚴重漏油使油面下降，低于油位計的指示限度；油色變化過快，油內(nèi)出現(xiàn)炭質(zhì)；套管有嚴重的破損和放電現(xiàn)象等，應(yīng)立即停電修理。

（3）當發(fā)現(xiàn)變壓器的油溫較高時，而其油溫所應(yīng)有的油位顯著降低時，應(yīng)立即加油，加油時應(yīng)遵守規(guī)定。如因大量漏油而使油位迅速下降時，應(yīng)將氣體保護裝置改為只動作于信號，而且必須迅速采取堵塞漏油的措施，并立即加油。

（4）變壓器油位因溫度上升而逐漸升高時，若最高溫度時的油位可能高出油位指示計，則應(yīng)放油，使油位降至適當?shù)母叨龋悦庖缬?。任?wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備3、主變壓器故障（1）繞組故障繞組故障主要有匝間短路、繞組接地、相間短路、斷線及接頭開焊等。（2）套管故障套管常見故障有接線柱發(fā)熱、炸毀、閃絡(luò)和漏油。其原因有：接線柱螺紋接觸不良，導(dǎo)致接觸電阻過大而發(fā)熱：密封不良，絕緣受潮；呼吸器配置不當或吸入水分未及時處理。（3）分接開關(guān)故障分接開關(guān)常見故障有表面融化或灼傷、相間觸頭放電或各接頭放電。（4）鐵芯故障引起鐵芯故障大部分原因是鐵芯柱的穿芯螺桿或鐵輪的夾緊螺桿的絕緣損壞。（5）瓦斯保護故障瓦斯保護是變壓器的主保護，輕瓦斯作用于信號，重瓦斯作用于跳閘。本節(jié)課程結(jié)束項目二城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備《地鐵變配電所運行與維護》任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備第四節(jié)、35kVGIS城市軌道交通的中壓環(huán)網(wǎng)將主變電所降壓后，35kV電壓分配給沿線變電所。在中壓環(huán)網(wǎng)電壓等級的選取上，國內(nèi)一般有35kV/33kV和10kV兩種等級，環(huán)網(wǎng)電壓高，則可以相應(yīng)減少主變電所的個數(shù)以及降低線路損耗。目前，國內(nèi)己經(jīng)開通和即將開通的城市軌道交通線路多采用集中供電方式，中壓環(huán)網(wǎng)電壓多采用35kV/33kV等級。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備33kVGIS組合電器任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備城市軌道交通供電變電所內(nèi)廣泛采用的是35kV真空斷路器，這是由于斷路器觸頭在真空中不易氧化，具有壽命長、行程短、體積小等優(yōu)點。利用真空作為觸頭間的絕緣與滅弧介質(zhì)的斷路器稱為真空斷路器。真空—般指的是氣體稀薄的空間。凡是絕對壓力低于正常大氣壓力的狀態(tài)都可稱為真空狀態(tài)。絕對壓力等于零的空間稱為絕對真空，這才是真正的真空或理想的真空。

1大氣壓：1.013*105pa

真空：1.31*10-2pa任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（一）35kVGIS介紹城市軌道交通35kVGIS采用較多的是KFM(ZX2)-40.5和8DA10全封閉式SF6開關(guān)柜，系統(tǒng)標稱電壓為35kV，系統(tǒng)最高電壓為40.5kV，額定頻率為50Hz。KFM(ZX2)-40.5開關(guān)柜，如圖所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備35kVGIS按電氣功能，可分為進線柜、出線柜、母聯(lián)柜、饋線柜。變電所典型交流35kVGIS設(shè)備基本布局為：2臺進線開關(guān)柜，用301A、301B表示；2臺出線開關(guān)柜用302A、302B表示；1臺母聯(lián)開關(guān)柜，用303表示；2臺動力變開關(guān)柜，分別用304A、304B（降壓所動力變）表示；2臺整流變開關(guān)柜，分別用306A（B）、307A（B）表示。各開關(guān)柜均使用三工位隔離開關(guān)，三個位置分別為隔離、工作、按地位。

請看下頁圖：各設(shè)備編號任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備說明各開關(guān)柜（間隔）作用（1）兩路進線（2）兩路出線（3）母線聯(lián)絡(luò)（4）兩路動力變饋線（5）兩路整流變饋線兩路進線兩路出線母線聯(lián)絡(luò)動力變饋線整流變饋線任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（一）各開關(guān)柜用途（1）進線開關(guān)柜301A、301B，為兩段35kV母線提供兩路電源。（2）出線開關(guān)柜302A、302B，饋出到相鄰變電所，作為相鄰變電所的兩段母線進線電源。（3）母聯(lián)開關(guān)柜303，當一路進線故障時，合上母聯(lián)開關(guān)，由另一路擔負本所全部負荷用電。（4）動力變開關(guān)柜304A、304B，饋出到動力變壓器的高壓側(cè)，經(jīng)過動力變降壓為交流400V，為全站包括區(qū)間提供動力照明電源。（5）整流變開關(guān)柜306A(B)、307A(B)，饋出到整流變壓器的高壓側(cè)，經(jīng)過整流變降壓為交流1180V，再通過整流器整流為直流1500V，為本段接觸網(wǎng)上下行分區(qū)提供列車電源。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（二）交流35kVGlS開關(guān)柜接線方式交流35kV接線方式采用單母線分段。（三）運行方式（1）正常運行：交流35kV側(cè)兩路進線分列運行，母聯(lián)斷路器303分閘。（2）當35kV一路進線電源發(fā)生故障：合上該站的交流35kV側(cè)母聯(lián)開關(guān)，由另一路進線擔負供電區(qū)域的牽引及動力照明負荷，如圖所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備正常運行時，母聯(lián)斷路器處于分閘狀態(tài)正常運行時，兩路進線分列運行，各帶一段母線一路進線故障，母聯(lián)斷路器合閘301B進線故障，失電任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（四）各開關(guān)柜基本參數(shù)（1）額定電壓：40.5kV。（2）額定頻率：50Hz。（3）絕緣氣體：SF6氣體。（4）滅弧方式：真空滅弧。（5）SF6氣體年泄漏率：8DA10柜，<1%；KFM（ZX2）柜，≤0.1%。（6）結(jié)構(gòu)形式：8DA10柜，三相分箱式；KFM（ZX2）柜，三相共箱式。（7）SF6氣室壓力：8DA10柜，0.12~0.15MPa。KFM（ZX2）柜：額定工作壓力（20℃時的相對壓力）0.03MPa，最低工作壓力（20℃時的相對壓力）0.02MPa。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（五）8DA10開關(guān)柜8DA10斷路器框和開關(guān)柜極柱如圖所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備開關(guān)基本結(jié)構(gòu)如圖所示。該柜的開關(guān)部分由斷路器、三工位隔離開關(guān)組成。開關(guān)內(nèi)含真空斷路器，通過操作機構(gòu)實現(xiàn)分、合閘操作。三工位隔離開關(guān)可控制斷路器和上部母線的連接，可執(zhí)行線路的分、合、接地，可手動或電動操作。主母線與斷路器安裝在不同的氣室內(nèi)，由三工位隔離開關(guān)聯(lián)系。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備隔離開關(guān)位置指示斷路器位置指示隔離開關(guān)接地開關(guān)操作孔預(yù)選操作鑰匙孔接地開關(guān)位置指示充氣閥SF6氣體壓力指示斷路器合閘按鈕斷路器分閘按鈕斷路器儲能彈簧手動儲能插孔解除接地聯(lián)鎖任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（六）KEM(ZX2)-40.5型開關(guān)柜KEM(ZX2)-40.5型氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備是廣泛應(yīng)用當代國際最先進的計算機控制技術(shù)、氣體及固體絕緣技術(shù)、真空斷路器技術(shù)、信號傳感技術(shù)及模塊化插接技術(shù)的最新一代氣體絕緣開關(guān)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖所示。其適用于額定電壓40.5kV、三相交流50Hz的供配電系統(tǒng)，用于接受和分配電能，并對電路進行控制和保護。該設(shè)備設(shè)計簡潔可靠，熱、電、機械特性良好，采用擁有足夠強度的材質(zhì)來制造，結(jié)構(gòu)上保證了正常運行及維修的安全簡便。采用模塊化設(shè)計，保證了結(jié)構(gòu)部件的互換性。該設(shè)備每個柜子為一個獨立單元，獨立單元內(nèi)充好額定壓力的氣體，到現(xiàn)場不需要再充氣，這給系統(tǒng)的擴展等方面帶來了很大的方便。高壓帶電部分密封在充有SF6氣體的密封氣室內(nèi)，殼體可靠接地。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備為了最小化柜子的氣體泄漏，在封板及部件安裝時采用了密封圈，把可吸收水分及其他有害氣體的吸收劑，放置在氣室內(nèi)?？紤]到維修和檢驗的方便，各個單元設(shè)計成插拔式的結(jié)構(gòu)，這樣可滿足溫度的變化，也可減少組裝時的誤差及混凝土基礎(chǔ)的相對不平及地震時過度變形等引起的危害。當內(nèi)部發(fā)生燃弧故障時，為了安全釋放內(nèi)部燃弧后的高溫高壓氣體，設(shè)備的氣室都裝有泄壓盤，這些高溫高壓氣體可以通過泄壓通道釋放到安全的處理場所。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（七）高壓斷路器介紹（1）高壓斷路器是變電所的重要設(shè)備之一。電路正常情況下，斷路器用來斷開和關(guān)合電路；電路故障時，通過繼電保護動作來斷開故障電路，以確保電力系統(tǒng)安全運行。

對高壓斷路器要求:①在正常情況下能斷開和關(guān)合電路；能斷開和關(guān)合負載電流；能斷開和關(guān)合空載長線路或電容器組等電容性負荷電流；能斷開空載變壓器或高壓電動機等電感性小負荷電流。②在電網(wǎng)發(fā)生故障時，能將故障從電網(wǎng)上切除。③要盡可能縮短斷路器切除故障的時間，以減輕電力設(shè)備的損壞程度，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。④能配合自動重合閘裝置，進行單重、綜重的動作。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（2）高壓斷路器的底座、金屬框架和外殼必須接地，并與三工位隔離開關(guān)具有電氣和機械閉鎖聯(lián)系。真空斷路器是由真空作為滅弧介質(zhì)的一種高壓斷路器。（3）真空斷路器：由外殼、波紋管、屏蔽罩和觸頭組成。利用己儲能的彈簧為動力，使斷路器動作的操動機構(gòu)，稱為彈簧操動機構(gòu)。該操動機構(gòu)每次儲能后可進行一次分合閘操作。彈簧操動機構(gòu)通常由以下主要部件組成:①儲能機構(gòu),通常由交直流兩用的儲能電動機、變速齒輪離合器、蝸桿、蝸輪、連桿、拐臂、合閘彈簧或皮帶輪、棘爪、棘輪等組成。在蝸桿或變速齒輪軸上，可以套裝儲能的手柄和儲能指示器。②電磁系統(tǒng)，由合閘線圈、分閘線圈、輔助開關(guān)、連鎖開關(guān)和端子板等組成。③機械系統(tǒng)，包括合、分閘機構(gòu)和輸出軸等。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（4）真空斷路器的特點。真空斷路器由于原理和結(jié)構(gòu)上與其他斷路器不同，其具有下列特點:①熄弧能力強，燃弧時間短，全分斷時間也短。②觸頭電磨損小，電壽命長，觸頭不受外界有害氣體的侵蝕。③觸頭開距小，減少了操動機構(gòu)的操作，延長機械壽命。④結(jié)構(gòu)簡單，維修工作量小，真空滅弧室和觸頭不用檢修。⑤體積小，質(zhì)量輕。⑥環(huán)境污染小。⑦適合用于頻繁操作和快速切斷的回路，適合于切斷電容性負載電路。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（八）35kVGIS上的主要設(shè)備（1）以35kV某開關(guān)柜為例，介紹開關(guān)柜內(nèi)外的主要設(shè)備，如圖2-43~圖2-45所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（2）35kVGIS開關(guān)柜中REF542面板各部分簡單介紹，如圖⒉46所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（3）35kVGIS中RED615面板如圖⒉47所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（4）35kVGIS中VD4X斷路器，采用凸輪輪廓特殊設(shè)計，輸出特性好，合閘彈跳和分閘反彈幅值極小，且無須裝設(shè)分閘緩沖器；所有規(guī)格的操作機構(gòu)統(tǒng)一通用，備品備件數(shù)量、種類極少；動作靈巧，操作壽命長，操作機構(gòu)只需極少量維護；真空泡在工作壽命內(nèi)免維護；即使在運行和短路電流情況下頻繁操作，對真空也沒有任何不良影響。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備①VD4X斷路器操作機構(gòu)，如圖2-48、圖2-49所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備②斷路器儲能機構(gòu)，如圖2-50所示。③斷路器真空滅弧室，如圖2-51所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（九）35kVGIS的主要操作35kV系統(tǒng)可通過控制中心遙控（中央級）、變電所集中控制（變電所級）和設(shè)備本體控制（就地級）三級控制。

正常運營期間，供電系統(tǒng)運行以控制中心遠控為主。

各級變電所運行不采用就地控制，只有在需要檢修或設(shè)備故障時，根據(jù)需要對設(shè)備進行就地控制。就地控制可以分為就地電氣操作和就地機械操作。優(yōu)先采用就地電氣操作斷路器，需要使用542保護裝置的電子鑰匙，并在542保護面板上進行電氣操作。就地機械操作的分合閘按鈕在斷路器面板上。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（十）35kVGIS的保護配置35kVGIS使用RED615保護裝置作為兩端電流互感器之間電纜的差動保護裝置，使用REF542母聯(lián)備自投作為開關(guān)柜本體的綜合保護裝置。1、保護配置饋線保護(動力、整流變)配置保護有速斷、過電流、過負荷、零序電流保護和斷路器失靈保護。進出線、母聯(lián)配置的保護有過電流Ⅱ段、零序電流Ⅱ段、過電流Ⅳ段和差動保護。過電流Ⅱ段、零序電流Ⅱ段、過電流Ⅳ段是數(shù)字式電流保護，是為了保護選擇性而設(shè)置，即故障應(yīng)從下往上跳，不應(yīng)出現(xiàn)直接跳至上級，導(dǎo)致故障擴大。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（1）電流速斷保護

電流速斷保護按照被保護設(shè)備的短路電流整定。當短路電流超過整定值時，則保護裝置無延時動作，斷路器跳閘,電流速斷保護一般沒有時限，不能保護線路全長（為避免失去選擇性）。（2）過電流保護過電流保護是指當流過被保護元件中的電流超過預(yù)先整定的某個數(shù)值時，保護裝置啟動，并用時限保證動作的選擇性，使斷路器跳閘切除故障或給出報警信號。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（3）過負荷保護(反時限過電流保護)過負荷保護是動作時限與被保護線路中電流大小有關(guān)的一種保護。當電流大時，保護的動,作時限短，而電流小時動作時限長。同一線路不同地點短路時，由于短路電流不同，保護具有不同的動作時限，在線路靠近電源端短路電流較大，動作時間較短。反時限過流保護的優(yōu)點是在線路靠近電源處短路時保護動作時限較短；缺點是時限配合較復(fù)雜，雖然每條線路靠近電源端短路時動作時限比末端短路時動作時限短，但當線路級數(shù)較多時，總的動作時限仍然很長。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（4）斷路器失靈保護斷路器失靈保護是指故障電氣設(shè)備的繼電保護動作發(fā)出跳閘命令而斷路器拒動時，利用故障設(shè)備的保護動作信息與拒動斷路器的電流信息構(gòu)成對斷路器失靈的判別，能夠以較短的時限，切除同一變電所內(nèi)其他有關(guān)的斷路器，使停電范圍限制在最小，從而保證整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，避免造成發(fā)電機、變壓器等故障元件的嚴重?zé)龘p和電網(wǎng)的崩潰瓦解事故。例如，當饋電斷路器拒動時，跳進出線和母聯(lián)斷路器。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（5）零序電流保護在大短路電流接地系統(tǒng)中發(fā)生接地故障后，就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn)，利用這些電氣量而構(gòu)成保護接地短路的繼電保護裝置,統(tǒng)稱為零序保護。零序電流主要反映的是三相電流不平衡，通常采用的是繼保通過電流互感器采集的電流量計箅出零序電流，以此電流為依據(jù)進行保護設(shè)置。另外，還有一種得到零序電流的方法，是通過零序電流互感器直接測且得出。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（6）RED615差動保護RED615差動保護是通過比較線路首末兩端電流大小和相位實現(xiàn)的。當線路正常運行時，對于該段電統(tǒng)，根據(jù)基爾崔夫定律，電纜兩端流入該電統(tǒng)的電流矢量和應(yīng)為零；當線路發(fā)生內(nèi)部故障，電統(tǒng)兩端流入該電纜的電流矢量和不為零，差動保護即是利用這個原理實現(xiàn)保護線路的功能。35kV進出線柜主要利用RED615繼電保護裝置實現(xiàn)差動保護功能，本側(cè)RED615通過光纖與電纜另一端的RED615進行通信，根據(jù)兩者采集的電流信號，計箅出差動電流，當差動電流達到定值后，跳電纜兩端的斷路器，切除故障。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備2、REF542母聯(lián)備自投當35kVGIS在非正常情況下時需要合母聯(lián)斷路器，母聯(lián)備自投邏輯圖如圖2-52所示。母聯(lián)備自投的條件：

（1）母聯(lián)斷路器備自投投入。

（2）I段（II段）母排無壓，Ⅱ段（I段）母排有壓。

（3）母聯(lián)斷路器在分位，隔離開關(guān)在合位。

（4）出線1或進線1（出線2或進線2）差動保護動作啟動備自投。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備二、35kVGlS邏輯介紹與讀圖方法（一）饋線斷路器分合閘邏輯35kV饋線斷路器分合閘邏輯圖如圖2-53所示。1、圖紙標號原則（略）2、二次圖紙的種類（1）柜體排列圖，代號A。（2）原理圖，代號S。（3）端子排圖，代號T。（4）設(shè)備清單，代號E。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備3、開關(guān)柜的種類開關(guān)柜按其功能分類,共有7種柜型。（1）進線柜，代號I。（2）隔離柜，代號D。（3）饋線柜，代號F。（4）母聯(lián)柜，代號B。（5）母線提升柜，代號R。（6）專用計量柜，代號M。（7）PT柜，代號P。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備4、常用元器件圖例符號任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（三）KFM（ZX2）開關(guān)柜分合閘原理以KFM（ZX2）開關(guān)柜為例，簡單介紹其分合閘動作原理。1、斷路器分合閘原理其分合閘原理圖如圖2-54所示。符號說明RL1合閘閉鎖電磁鐵MO1分閘脫扣器MC合閘線圈TR1-TR3橋式整流裝置MS儲能電機KN防跳繼電器AR51保護裝置RR串聯(lián)電阻BS1儲能機構(gòu)輔助開關(guān)BL閉鎖電磁鐵輔助開關(guān)BB斷路器輔助開關(guān)任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備斷路器分合閘操作的流程如圖2-55所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備2、三工位隔離開關(guān)分合閘原理可手動、電動操作三工位隔離開關(guān)。當三工位隔離開關(guān)為電動操作時，可控制電動機的正、反運行。（1）三工位隔離開關(guān)分合閘原理如圖2-56所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備符號說明M分合接地驅(qū)動電機BB15分閘位置輔助開關(guān)BB16合閘位置輔助開關(guān)BB57分閘位置輔助開關(guān)BB58接地位置輔助開關(guān)BB151操作孔蓋板輔助開關(guān)BB211分閘位置輔助開關(guān)BB251分閘位置輔助開關(guān)任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備(2)電動分合閘過程。合隔離開關(guān)時，三工位隔離開關(guān)分閘位置輔助開關(guān)BB211(1、2)觸點合，REF542發(fā)合閘命令，KA1、KA11線圈得電，三工位隔離開關(guān)電機正轉(zhuǎn)，隔離開關(guān)合閘。電機轉(zhuǎn)動到位，輔助開關(guān)BB16(1、2)觸點分開，KAl、KA11線圈斷電。分隔離開關(guān)時，REF542發(fā)分閘命令，K,2、KA21線圈得電，三工位隔離開關(guān)電機反轉(zhuǎn)，隔離開關(guān)分閘。電機轉(zhuǎn)動到位，輔助開關(guān)BB15(1、2)觸點分開，KA2、KA21線圈斷電。合接地開關(guān)時，三工位隔離開關(guān)分閘位置輔助開關(guān)BB251(1、2)觸點合，REF542發(fā)合閘命令，K,2、KA21線圈得電，三工位隔離開關(guān)電機反轉(zhuǎn)，接地開關(guān)合閘。電機轉(zhuǎn)動到位，輔助開關(guān)BB58(1、2)觸點分，KA1、KA11線圈斷電。分接地開關(guān)時，三工位隔離開關(guān)分閘位置輔助開關(guān)BB211(1、2)觸點合，REF542發(fā)分閘命令，KA1、KA11線圈得電三工位隔離開關(guān)電機正轉(zhuǎn)，接地開關(guān)分閘。電機轉(zhuǎn)動到位，輔助開關(guān)BB15(1、2)觸點分，KA1、KA11線圈斷電。本節(jié)課程結(jié)束項目二城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備《地鐵變配電所運行與維護》任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備第五節(jié)、干式動力變壓器干式動力變壓器，它的主要作用是將35kV交流電壓降壓為動力照明用電所需的400V交流電壓，并通過低壓開關(guān)柜和低壓電纜饋出，向各種低壓用電設(shè)備提供電源，如圖⒉57所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備一、干式動力變壓器（一）定義及分類變壓器的線圈和鐵芯不浸在絕緣液體中的變壓器稱干式動力變壓器，其一般可分為環(huán)氧樹脂澆注式、繞包式和敞開式三種。目前，國內(nèi)大部分干式動力變壓器為環(huán)氧樹脂澆注式。環(huán)氧樹脂澆注變壓器是將繞制的高低壓線圈固定在模具內(nèi)，在真空的狀態(tài)下用環(huán)氧樹脂澆注成型。環(huán)氧樹脂澆注變壓器按有無填料（硅微粉），將其分為帶填料樹脂澆注和不帶填料樹脂澆注；按絕緣材料的耐熱等級，將其分為F級絕緣和H級絕緣，其中，F(xiàn)級絕緣的溫升限值為115K（155℃），H級絕緣的溫升限值為140K（180℃）。目前國內(nèi)廠家大部分為F級絕緣。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（二）特點與傳統(tǒng)的油浸變壓器相比，環(huán)氧樹脂澆注干式動力變壓器具有以下的明顯特點：（1）經(jīng)濟環(huán)保，由于其沒有油浸變壓器的滲漏油現(xiàn)象，所以不會污染環(huán)境。（2）適合復(fù)雜的安裝環(huán)境，如地下礦井、城市軌道交通、高層建筑等。同時可深入負荷中心，提高用電質(zhì)量?！茫?）由于其本身的阻燃特性，適合防火要求較高的場所，徹底避免了火災(zāi)隱患。（4）因其高低壓線圈的固體澆注成型，其抗短路能力大大增強。（5）配備溫控、溫顯系統(tǒng)，實現(xiàn)對變壓器的循環(huán)顯示和監(jiān)控，真正實現(xiàn)了免維護。（6）其過載能力強。（7）設(shè)計精巧，外形美觀。（8）價格比同容量油浸式變壓器貴，不能用于室外。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（三）干式動力變壓器介紹城市軌道交通通常采用的是干式動力變壓器，現(xiàn)以SCB11-容量/35型號的變壓器為例，加以說明。1、基本參數(shù)（1）額定容量：630kVA、800kVA、1000kVA、1250kVA、1600kVA。（2）額定電壓：35kV/0.4kV。（3）額定電流：根據(jù)變壓器容量不同而不同。（4）阻抗電壓：容量Sn≤630kVA，常規(guī)為4%；63kVA≤容量Sn≤2500kVA，常規(guī)為6%（根據(jù)變壓器不同有差別）。（5）連接組別：Dyn11。（6）分接擋位范圍：±2×2.5%。（7）運行方式：正常情況下，兩臺動