第5節(jié)城市軌道交通線(xiàn)路設(shè)備5城市軌道交通牽引、供電系統(tǒng)任務(wù)一城市軌道交通車(chē)輛牽引系統(tǒng)一、城市軌道交通車(chē)輛電氣牽引傳動(dòng)系統(tǒng)(一)城市軌道交通車(chē)輛電氣牽引傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成城市軌道交通車(chē)輛電氣牽引系統(tǒng)主要包括受流設(shè)備和各種電氣牽引設(shè)備及其控制電路。

(二)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理驅(qū)動(dòng)地鐵車(chē)輛的電能來(lái)自牽引變電所，由受流設(shè)備經(jīng)隧道頂部的接觸網(wǎng)或路軌側(cè)面的第三軌，將電源引人牽引系統(tǒng)，通過(guò)逆變電路進(jìn)行調(diào)頻調(diào)壓變換，供牽引電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、加速；濾波電路平抑逆變和斬波造成的電網(wǎng)電壓電流的波動(dòng)，減少諧波。電氣制動(dòng)時(shí)，還采用再生制動(dòng)，牽引電動(dòng)機(jī)改接為發(fā)電機(jī)，把車(chē)輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伝仉娋W(wǎng)，供給其他牽引運(yùn)行中的地鐵車(chē)輛使用，當(dāng)不能進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，通過(guò)制動(dòng)斬波器，將電能消耗在制動(dòng)電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)。5城市軌道交通牽引、供電系統(tǒng)二、城市軌道交通車(chē)輛電氣傳動(dòng)及控制方式牽引電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)性電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)凸輪變阻斬波調(diào)阻變阻控制斬波調(diào)壓控制變壓變頻控制任務(wù)一城市軌道交通車(chē)輛牽引系統(tǒng)二、車(chē)輛電氣傳動(dòng)及控制方式城市軌道交通車(chē)輛的牽引動(dòng)力來(lái)自牽引電動(dòng)機(jī)。牽引電動(dòng)機(jī)懸掛在車(chē)輛轉(zhuǎn)向架或車(chē)軸上，并借傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。起動(dòng)、牽引及制動(dòng)等各種工況，都是通過(guò)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)改變牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛調(diào)速的目的。動(dòng)車(chē)中的牽引電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，驅(qū)動(dòng)列車(chē)運(yùn)行并控制運(yùn)行速度。

傳統(tǒng)技術(shù)模式的地鐵車(chē)輛是依靠輪軌間黏著作用來(lái)發(fā)揮牽引及制動(dòng)力，但由于物理黏著的限制，其加、減速度性能和爬坡能力都受到了制約。傳統(tǒng)的地鐵車(chē)輛存在著全天候運(yùn)行特性較差、運(yùn)行時(shí)機(jī)械振動(dòng)和噪聲較大、車(chē)輛結(jié)構(gòu)輕量化和小型化相對(duì)困難等缺點(diǎn)。隨著城市軌道交通技術(shù)的發(fā)展，直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)車(chē)輛應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)輪軌車(chē)輛的最大區(qū)別在于牽引傳動(dòng)系統(tǒng)，直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)車(chē)輛是利用單邊式直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為地鐵(或輕軌)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)方式中，車(chē)輛的車(chē)輪僅起支撐承載作用，而推進(jìn)力是由直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的。由于是非黏著的驅(qū)動(dòng)，所以直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)車(chē)輛具有動(dòng)力性能優(yōu)良，實(shí)現(xiàn)徑向轉(zhuǎn)向架、橫斷面結(jié)構(gòu)的小型化，降低震動(dòng)和噪聲、安全性和可靠性良好等優(yōu)點(diǎn)。5城市軌道交通牽引、供電系統(tǒng)三、受流設(shè)備城市軌道交通車(chē)輛通過(guò)受流器與導(dǎo)線(xiàn)滑動(dòng)接觸，從供電電網(wǎng)吸收電能。受流設(shè)備將外部電源引入車(chē)輛電源系統(tǒng)，是列車(chē)接受供電的重要設(shè)備。(一)受流器的形式1.受電弓形式2.集電靴形式5城市軌道交通牽引、供電系統(tǒng)任務(wù)一城市軌道交通車(chē)輛牽引系統(tǒng)三、受流設(shè)備(二)受電弓5城市軌道交通牽引、供電系統(tǒng)任務(wù)一城市軌道交通車(chē)輛牽引系統(tǒng)三、受流設(shè)備(三)集電靴5城市軌道交通牽引、供電系統(tǒng)任務(wù)一城市軌道交通車(chē)輛牽引系統(tǒng)四、牽引電動(dòng)機(jī)(一)直流電動(dòng)機(jī)(二)交流電動(dòng)機(jī)5城市軌道交通牽引、供電系統(tǒng)任務(wù)一城市軌道交通車(chē)輛牽引系統(tǒng)四、牽引電動(dòng)機(jī)(三)直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)五、列車(chē)控制系統(tǒng)電力牽引供電系統(tǒng)的組成部分與作用（1）牽引變電所:把電力系統(tǒng)供應(yīng)的電能變換成適合電力機(jī)車(chē)牽引要求的電能。（2）饋電線(xiàn):連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導(dǎo)線(xiàn)。它將牽引變電所變換后的電能送到接觸網(wǎng)。（3）接觸網(wǎng):是一種懸掛在軌道上方，沿軌道鋪設(shè)的和鐵路鋼軌保持一定高度，牽引電能就由接觸網(wǎng)進(jìn)入電動(dòng)車(chē)組，從而驅(qū)動(dòng)牽引電動(dòng)機(jī)使列車(chē)運(yùn)行。（4）軌道:在非電牽引情形下只作為列車(chē)的導(dǎo)軌。在電力牽引時(shí)，軌道除仍具有導(dǎo)軌功能外，還需要完成導(dǎo)通回流的任務(wù)。因此，電力牽引的軌道，需要具有良好的導(dǎo)電性能。

（5）回流線(xiàn):是連接軌道和牽引變電所的導(dǎo)線(xiàn)。通過(guò)回流線(xiàn)把軌道中的回路電流導(dǎo)入牽引變電所的主變壓器。

城市軌道交通供電系統(tǒng)外部電源主變電所牽引供電系統(tǒng)牽引變電所牽引網(wǎng)動(dòng)力照明系統(tǒng)降壓變電所動(dòng)力照明電力監(jiān)控系統(tǒng)城市軌道交通供電系統(tǒng)的構(gòu)成：外部電源主變電所或電源開(kāi)閉所牽引供電系統(tǒng)動(dòng)力照明供電系統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)城市軌道交通供電系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)：牽引變電所將三相高壓交流電變成適合電動(dòng)車(chē)輛應(yīng)用的低壓直流電。饋電線(xiàn)再將牽引變電所的直流電送到接觸網(wǎng)上，電動(dòng)車(chē)輛通過(guò)其受流器與接觸網(wǎng)的直接接觸而獲得電能。動(dòng)力照明供電系統(tǒng)：提供車(chē)站和區(qū)間各類(lèi)照明、扶梯、風(fēng)機(jī)、水泵等動(dòng)力機(jī)械設(shè)備電源和通信、信號(hào)、自動(dòng)化等設(shè)備電源，由降壓變電所和動(dòng)力照明配電線(xiàn)路組成。城市軌道交通內(nèi)部供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)動(dòng)力照明供電系統(tǒng)

城市軌道交通供電系統(tǒng)一、供電系統(tǒng)的組成發(fā)電廠(chǎng)：火電廠(chǎng)、水電廠(chǎng)、核電廠(chǎng)電力網(wǎng)和電網(wǎng)電壓變電所：樞紐變電所、地區(qū)變電所、用戶(hù)變電所一次供電網(wǎng)絡(luò)牽引變電所牽引網(wǎng)分區(qū)亭（sectionpost，SP）開(kāi)閉所（sub-feederswitchingpost）火力發(fā)電廠(chǎng)水力發(fā)電廠(chǎng)

城市軌道交通供電系統(tǒng)供電制式直流制低頻單相交流制三相交流制工頻單相交流制各部分作用發(fā)電廠(chǎng)（站）：城市電網(wǎng)發(fā)出的電能的中心；升壓變壓器：發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能，要先經(jīng)過(guò)升壓變壓器升高電壓；電力網(wǎng)：將高壓電流通過(guò)三相傳輸線(xiàn)輸送到主變電所或區(qū)域變電所；主變電所：將來(lái)自城市電網(wǎng)的高壓交流電經(jīng)過(guò)降壓轉(zhuǎn)變?yōu)檐壍澜煌ㄏ到y(tǒng)中壓交流電；直流牽引變電所：將中壓交流電整流為軌道交通系統(tǒng)規(guī)定的直流電能；饋電線(xiàn)：將牽引變電所的直流電送到接觸網(wǎng)上；接觸網(wǎng)：沿車(chē)輛走行軌假設(shè)的特殊供電線(xiàn)路，軌道車(chē)輛通過(guò)受流器與接觸網(wǎng)直接接觸獲得電能；走行軌道：是電動(dòng)列車(chē)的走行軌，走行軌道構(gòu)成牽引供電回路的一部分，又是行車(chē)信號(hào)電路的一部分；回流線(xiàn)：將軌道回流回送到牽引變電所三、變電所城市軌道交通供電系統(tǒng)城市軌道交通系統(tǒng)是一個(gè)重要的用電部門(mén)，按規(guī)定應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷，須提供兩路獨(dú)立的電源供電，變電所是城市電網(wǎng)根據(jù)城市的線(xiàn)網(wǎng)規(guī)劃，選擇不同的供電方式。集中式供電根據(jù)總?cè)萘恳笤O(shè)置主變電所；分散式供電不設(shè)主變電所；

變電所主要電氣設(shè)備城市軌道交通供電系統(tǒng)變壓器斷路器隔離開(kāi)關(guān)母線(xiàn)熔斷器電壓互感器避雷器整流器變電所電氣設(shè)備的功能變壓器：一種變化器，用于傳遞和變換交流電能；斷路器：一種對(duì)電路進(jìn)行控制和保護(hù)的高壓電氣開(kāi)關(guān)、用于自動(dòng)切斷負(fù)載電流和短路電流；隔離開(kāi)關(guān)：高壓電氣開(kāi)關(guān)，可在無(wú)負(fù)荷電流時(shí)接通和斷開(kāi)電路；母線(xiàn)：導(dǎo)線(xiàn)，用于匯合和分配電能；變電所電氣設(shè)備的功能熔斷器：利用過(guò)負(fù)荷或短路電流導(dǎo)致熔體發(fā)熱熔斷原理設(shè)計(jì)的保護(hù)電氣設(shè)備；電壓互感器：用于測(cè)量、控制和保護(hù)回路用的變壓器；電流互感器：用于測(cè)量、控制和保護(hù)回路用的變流器；避雷器：防止雷電波損壞電氣設(shè)備絕緣的保護(hù)電氣；整流器：用于與牽引變壓器組合為變壓整流的變換裝置主變電所采用集中式供電需要在軌道沿線(xiàn)設(shè)置主變電所，對(duì)來(lái)自城市電網(wǎng)的高壓進(jìn)行降壓。主變電所承擔(dān)向城市軌道交通全線(xiàn)提供電能的任務(wù)主變電所的組成至少兩臺(tái)變壓器有開(kāi)路電路的開(kāi)關(guān)、匯集電流的母線(xiàn)、計(jì)算和控制互感器、儀表、繼電保護(hù)裝置避雷裝置調(diào)度通信裝置等等主變電所的系統(tǒng)設(shè)備及功能110kV開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)是通、斷電路的重要設(shè)備主變壓器將110kV的交流電壓降至35kV的交流電35kV開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)通、斷電路的開(kāi)關(guān)裝置隔離開(kāi)關(guān)閘刀，接通或切斷接入的電路自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制主變電所的作用A主變電所B主變電所HHHHHH來(lái)自城市電網(wǎng)（110kV）來(lái)自城市電網(wǎng)（110kV）（86kV）（86kV）牽引變電所由35kV交流開(kāi)關(guān)柜、整流變壓器、整流器、直流開(kāi)關(guān)柜、所用交直流屏和鋼軌電位限制器等設(shè)備構(gòu)成。將來(lái)自主變電所或相鄰35kV變電所的35kV交流電源，通過(guò)整流變壓器降壓和整流器整流構(gòu)成等效24脈波直流，向接觸網(wǎng)供電，不同的給列車(chē)提供優(yōu)質(zhì)電能。一般設(shè)置在車(chē)站和車(chē)輛段附近，相鄰的牽引變電所之間距離為2~4km。城市軌道系統(tǒng)的環(huán)控和系統(tǒng)服務(wù)等設(shè)備都需要用電，一般是三相380V或者220V低壓供電。通過(guò)降壓變電所而獲得。構(gòu)成：35kV交流開(kāi)關(guān)柜、動(dòng)力變壓器、400V交流開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備繼承。附屬設(shè)備：保護(hù)裝置、計(jì)量?jī)x表（電壓、電流等）、蓄電池、阻燃性導(dǎo)線(xiàn)、滅火設(shè)備等。降壓變電所5城市軌道交通牽引、供電系