城市轨道交通供电技术 单元2 外部供电系统.ppt

单元2外部供电系统 2 1电源2 2外部供电方式2 3主变电所2 4中压供电网络 主要内容 2 1电源 一 城轨供电系统对外部电源的要求二 城轨交通供电系统的电源电压等级三 电源外线的一般设计原则四 谐波及其治理 一 城轨供电系统对外部电源的要求 1 国标对一级负荷电源的规定 国标 供配电系统设计规范 GB50052 2009 规定 一级负荷应由两路电源供电 当一路电源发生故障时 另一路电源不应同时受到损坏 一级负荷中特别重要的负荷 除由两个电源供电外 尚应增设应急电源 并严禁将其他负荷接入应急系统 一 城轨供电系统对外部电源的要求 1 国标对一级负荷电源的规定 GB50052 2009 对应急电源的规定 独立于正常电源的发电机组 供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路 蓄电池 干电池 城轨交通供电系统的主变电所 牵引变电所 降压变电所 都要求能获得2路电源 一 城轨供电系统对外部电源的要求 2 城轨交通供电系统对电源的要求 2路电源要求来自不同的变电所或同一变电所的不同母线 每个进线电源的容量应满足变电所全部1 2级负荷的要求 2路电源应分列运行 互为备用 当1路电源发生故障时 由另1路电源恢复供电 为便于运营管理和减少损耗 要求集中式供电的主变电所的站位和分散式供电的电源点 要尽量靠近城轨交通线路 减少引入城轨交通的电缆通道的长度 一 城轨供电系统对外部电源的要求 2 城轨交通供电系统对电源的要求 设有两座以上主变电所的应急电源系统中 在保证城轨电动车组安全快捷地运送旅客的基本功能的前提下 要求将下列负荷纳入应急电源系统 保证一定运输能力的牵引负荷 一定运输能力的负荷应是指高峰小时以下的运输能力时的负荷 保证地铁正常运行必须的动力照明负荷 通信 信号 自动售检票机 屏蔽门 工作照明 变电所自用电 自动扶梯 二 城轨交通供电系统的电源电压等级 1 城网电压等级现状与发展 国家标准 标准电压 GB156 2003 的规定 220kV及以上的电压等级为高压送电网 110kV 66kV等级为高压配电网 1kV以上35kV及以下电压等级为中压配电网 1kV及以下为低压配电网 国外城轨供电系统广泛采用20kV中压网络 二 城轨交通供电系统的电源电压等级 2 集中式供电对外部电源电压等级的要求 集中式供电要求从城网引进高压电源 集中式外部电源方案 目前外部电源电压等级一般为110kV 东北地区沈阳 哈尔滨等则为66kV 二 城轨交通供电系统的电源电压等级 3 分散式供电对外部电源电压等级的要求 分散式供电需要从城网直接引入中压电源 中压网络的电压等级应与城网相一致 可以采用35kV 也可以采用10kV 三 电源外线的一般设计原则 1 所有电源外线应就近从城网引至电源变电所 主变电所或电源开闭所 2 对于分散式供电方案 引至同一电源开闭所的两回电源线路应从城网变电站不同馈电母线直接引入 电源线路在城区应采用电缆线路引入 在郊区宜采用电缆线路 也可采用架空线路 引入 3 对于集中式供电方案 引至同一主变电所的两回电源线路至少应有一回电源直接从城网变电站馈电母线专用回路引入 电源线路在城区宜采用电缆线路引入 在郊区可采用架空线路引入 三 电源外线的一般设计原则 4 对于电缆线路 引至同一电源变电所的两回电源线路应敷设在不同的电缆通路或同一通路的不同支架和管道内 5 电缆 架空线 导体的输送容量 应根据主变压器容量确定 6 电缆 架空线 线路工程设计应考虑当地气象条件 7 电缆 架空线 的技术条件应满足运行要求 8 电缆型式及导线截面积的计算应根据不同环境温度 敷设方式下的载流量等确定 9 电缆金属外护套的感应电压应满足 电力工程电缆设计规范 GB50217 的相关要求 三 电源外线的一般设计原则 10 电缆 架空线 线路应满足防雷要求 11 电缆 架空线 线路应满足防震要求 12 电缆线路应满足防蚁要求 13 电缆线路应满足防火要求 14 电缆在主变电所外敷设时 可以采用随道内 电缆沟 直埋 穿管等方式 15 电缆在主变电所内敷设时 可以采用电缆支架等方式 16 电缆 架空线 线路不应干扰线路附近通信设施的良好运行 否则应采取相应措施 17 沿电缆线路敷设的光纤的技术性能应满足运行要求 四 谐波及其治理 1 谐波的概念 在理想干净的电力系统中 电流和电压都是纯粹的正弦波 由于电力系统中某些设备和负荷的非线性特性 即所加电压与产生的电流不成线性正比 关系而造成波形畸变 当电力系统向非线性设备及负荷供电时 这些设备或负荷在传递 如变压器 变换 如交直流换流器 吸收 如电弧炉 系统发电机所供给的基波能量的同时 又把部分基波能量转换为谐波能量 向系统倒送大量的高次谐波 使电力系统的正弦波形畸变 电能质量降低 四 谐波及其治理 2 谐波的危害谐波对供电线路产生了附加损耗 谐波影响各种电气设备的正常工作谐波使电网中的电容器产生谐振 谐波对附近的通信系统产生干扰 四 谐波及其治理 3 谐波的治理增加牵引整流机组的脉波数 安装滤波装置或谐波补偿装置 谐波补偿装置 荧光灯 一 集中供电二 分散供电三 混合供电四 三种电源供电方案的比较 2 2外部供电方式 一 集中供电 集中供电 由城轨专用主变电所构成的供电方案 一 集中供电 集中供电举例 上海地铁外部集中供电 二 分散供电 分散供电 在地铁沿线直接由城市电网引入多路地铁所需要的电源而构成的供电系统 三 混合供电 混合供电 以集中式供电为主 个别地段直接引入城市电网电源作为补充 称之为混合式供电 为保证系统的可靠性 无论采用哪种供电方式 构成系统时都应首先采用环网式供电方式 四 三种电源供电方案的比较 1 供电质量 2 供电可靠性 3 中压网络电压 4 对城网影响 5 资源共享 6 工程实施 2 3主变电所 一 主变电所的位置选择二 主变电所的设备三 主变电所的主接线 一 主变电所的位置选择 1 应尽量靠近地铁线路 接近负荷中心 2 各主变电所的负荷平衡 并使其两侧的供电距离基本相同 3 靠近地铁车站 以缩短电缆通道的距离 减少和城市地下管网的交叉和干扰 4 应考虑路网规划与其他地铁线路资源共享 并预留电缆通道和容量 二 主变电所的设备 为减少占地面积 主变电所应设计成室内式 主变电所宜选用SF6绝缘全封闭组合电器 GIS 主变电所无需另设电容补偿装置 主变电所二次回路 有就地级 距离级和远动级三级控制设计应与地铁牵引变电所相协调 采用综合自动化系统 每座主变电所从城市电网引入两路独立的110kV或63kV电源 三 主变电所的主接线 2 4中压供电网络 一 中压供电网络的电压等级二 中压供电网络的构成形式三 国内城市轨道交通中压网络现状 一 中压供电网络的电压等级 1 35KV中压网络 2 33KV中压网络 3 20KV中压网络 4 10KV中压网络以上几种中压网络的比较如下表 一 中压供电网络的电压等级 二 中压供电网络的构成形式 1 构成原则 1 安全可靠 经济合理 满足供用电的要求 2 接线简单 负荷平衡 保护完善 3 环网供电 调度方便 误操作机会为零 4 各种变电所皆为双电源 主接线尽可能一致 二 中压供电网络的构成形式 2 构成形式 集中供电 中压网络的构成形式为树型 二叉树 结构 二 中压供电网络的构成形式 2 构成形式 分散供电 中压网络的构成形式一般采用点对点的结构 国内通常采用的中压供电网络为10kV 35kV两个电压等级