地铁牵引降压变电站供电可靠性.doc

Xxxx学院毕业论文系 院: 学生姓名: 学 号:专 业:年 级:完成日期:指导教师:论文题目地铁牵引降压变电站供电可靠性分析内容提要简述地铁牵引降压变电站供电系统、运行方式及其供电安全指导教师评语论文成绩指导教师签名摘 要：随着社会进步、城市规模不断扩大、人口密度迅速增加，人们对地铁的需求不断增加，对地铁安全性要求也越来越高。供电系统是地铁的重要组成部分，没有供电系统的可靠安全供电，就不可能有地铁的正常运行。本文主要就牵引降压变电站的系统安全可靠性进行介绍。关键词：地铁供电系统介绍；地铁安全性；供电系统、方法、措施目 录摘 要 第1章 绪论 11.1 地铁供电方式 2 1.2 中压供电网络的电压等级 4 1.3 地铁供电系统的组成 6 1.4 牵引供电系统的制式 6第2章 牵引供电系统 7 2.1 牵引供电系统的组成 7 2.2 主变电所-牵引（降压）变电站 8 2.3 主变电所的主要设备 9 2.3.1 主变压器 92.3.2 110KV GIS 组合电器 102.3.3 主变电所2次设备 112.3.4 线路保护 12 2.4 地铁直流牵引供电系统的保护 122.4.1 牵引变电所内部连跳保护 132.4.2 直流馈线开关失灵柜动保护 14第3章 地铁供电系统与安全措施 15 3.1 地铁供电系统分析 153.1.1 高压供电系统 153.1.2 牵引供电系统及其运行方式 153.1.3 动力照明供电系统 203.1.4 电力监控系统 213.2 提高地铁供电安全性方法与措施 21第4章 地铁供电系统运营及维护 22 4.1 正常运营工作 22 4.2 异常情况处理 22 4.3 设备检修 23 4.4 运营分析 23 4.5 人员培训 23 4.6 技术资料管理 23致 谢 参考文献 附 录正文：第1章绪论1.1、地铁供电方式地铁的供电电源要求安全可靠，通常由城市电网供给。目前，国内各城市对地铁及城市轨道交通的供电一般有三种方式，即分散供电方式、集中供电方式、分散与集中相结合的混合供电方式。分散供电方式是指沿地铁线路的城市电网（通常是10KV电压等级）分别向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。其前提条件是城市电网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量，并能满足地铁牵引供电的可靠性要求。如早期的北京地铁采取的就是这种供电方式。集中供电方式是指城市电网（通常是110KV或66KV电压等级）向地铁的专用主变电所供电，主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电，地铁自身组成完整的供电网络系统。近几年新建的地铁系统多采用集中供电方式，如上海、广州、深圳地铁等。分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合，可充分利用城市电网的资源，节约投资，但供电可靠性不如集中供电方式，管理亦不够方便。集中和分散两种不同供电方式的比较如表所示，分散与集中相结合的供电方式优缺点介于两者之间。地铁供电方式的比较表供电方式优点缺点集中供电方式l 供电可靠性高，受外界因素影响较小；2 主变电所采用110/35KV有载自动调压变压器，并有专用供电回路，供电质量好；3 地铁供电可独立进行调度和运营管理；检修维护工作相对独立方便；4 可提高地铁供电的可靠性和灵活性；5 牵引整流负荷对城市电网的影响小；6 只涉及城市电网几个220KV变电站的增容改造，工程量较小，相对易于实现。l 投资较大。分散供电方式1 投资较小；2 便于城市电网进行统一规划和管理。l 因同时受110KV和10KV电网故障影响，故受外界因素影响较多；2 10KV电网直接向一般用户供电，引起的故障几率大，可靠性较低；3 与城市电网的接口多，调度和运营管理环节增多，故障状态下的转电不方便；4 牵引整流机组产生的高次谐波直接进入10KV电网对其他用户的影响较大；5 要求城市电网的变电所应具有足够的备用容量，以满足地铁牵引供电的要求；涉及较多110KV变电站的增容改造，工程量较大。对于某一城市究竟应采用哪种供电方式，需要根据地铁和城轨交通用电负荷并结合该城市电网的具体情况进行分析。若该城市的电力资源缺乏，变电站较少，采用分散供电方式时由于需要新建多个地区变电站而使投资增大，在此情况下采用集中供电方式就比较合适。该供电方式具有管理方便、供电可靠性相对较高等优点。若城市的电力资源较丰富，沿地铁和城轨交通线路的地区变电站较多且容量也足够给地铁和城轨交通供电，则采用分散供电方式可节约建设资金。当城市电网的情况介于上述两种情况之间时，可考虑采用分散与集中相结合的供电方式。由于我国目前大多数地铁和城轨交通均采用集中供电方式，故本文将以集中供电方式为主介绍地铁的供电系统和设备。1.2、中压供电网络的电压等级国外地铁和城市轨道交通的中压供电网络一般有33KV、20KV、10KV三个电压等级。国内现有地铁和城市轨道交通的中压供电网络有35KV、33KV、10KV电压等级。北京和天津的地铁和城市轨道交通的中压供电网络采用了10KV电压等级；上海地铁号线的中压供电网络中牵引供电网络采用33KV电压等级、动力照明供电网络采用10KV电压等级；广州地铁号线的中压供电网络采用了33KV电压等级；深圳地铁1、4号线和南京地铁南北线的中压供电网络均采用35KV电压等级。我国电力系统并未推荐过使用33KV电压等级，上海、广州地铁采用此电压等级有其特殊历史原因。其他城市很少采用。不同电压等级的中压供电网络有不同的特点：（1） 35KV中压供电网络：输电距离和容量大、电能损失小、设备可实现国产化，但设备相对体积大、产品价格高、国内无环网开关柜。目前国内城市配电网拟取消35KV电压等级，但国内地铁和城市轨道交通的中压供电系统仍在使用。（2） 20KV中压供电网络：输电距离和容量适中、电能损失较小、设备可完全实现国产化、设备体积小、产品价格适中、国内有环网开关柜。国外地铁和城市轨道交通大量采用，但国内地铁和城市轨道交通尚未使用此电压等级。（3） 10KV中压供电网络：输电距离和容量小、电能损失大、设备可完全实现国产化、设备体积小、产品价格低、国内有环网开关柜。国内城市配电网大量使用，部分国内地铁和城市轨道交通也使用此电压等级。不同电压等级的中压供电网络的比较表 序号项目35KV20KV10KV1输电容量大中小2输电距离大中小3电能损耗小较小大4设备价格高中低5设备国产化国产国产国产6设备体积及占地面积大中小7国内生产环网柜无有有8国内城市电网应用拟取消有，很少广泛应用9国内地铁及城轨应用有无有10适用标准国家标准国际标准国家、国际标准中压供电网络既可采用牵引和动力照明同用一个供电网络的方案，即牵引动力照明混合网络；也可以采用牵引和动力照明供电网络相对独立的两个供电网络方案，即牵引供电网络、动力照明供电网络。由于电费在地铁和城轨交通的运营成本中占很大比例，从长远的角度考虑，中压供电网络宜选择较高的电压等级，亦即35KV或20KV为优选方案。1.3、地铁供电系统的组成地铁供电电源通常取自城市电网，通过城市电网一次电力系统和地铁供电系统实现输送或变换，然后以适当的电压等级供给地铁各类设备。根据用电性质的不同，地铁供电系统可分为两部分：由牵引变电所为主组成的牵引供电系统和以降压变电所为主组成的动力照明供电系统。牵引供电系统主要由主变电所、牵引变电所、接触网、电力监控、供电缆网等组成。提供地铁车辆的牵引动力电源。动力照明供电系统主要由降压变电所、低压母线排、配电设备、线缆、用电设备等组成。提供地铁机电设备动力电源和照明电源。此外，还应设置地铁应急电源系统，如小型发电机、电源、电源等。1.4、牵引供电系统的制式城市轨道交通和地铁的牵引供电系统通常均采用较低电压的直流供电制式，主要原因是：（1） 由于直流制供电无电抗压降，因而比交流制供电的电压损失小；（2） 电网的供电范围（距离）、电动车辆的功率都不大，均不需太高的供电电压；（3） 城市轨道交通和地铁的供电线路都处在城市建筑群之间，供电电压不宜过高，以确保安全；（4） 直流制供电的对象，即早期使用的直流牵引电动机和近期采用的变频调速异步牵引电动机均具有良好的起动和调速特性，可充分满足电动车辆牵引特性的要求。基于上述原因，世界各国城市轨道交通的供电电压均在5501500V之间，其中间档级很多，这是由各种不同交通形式、不同发展历史时期造成的。现国际电工委员会拟定的电压标准为：600V、750V、1500V三种，后两种电压为推荐值。我国国标亦规定为750V和1500V，不推荐600V电压等级。我国北京地铁采用的是750V直流供电电压，上海地铁、广州地铁、深圳地铁等均采用的是1500V直流供电电压。究竞应选择哪种电压等级，这涉及供电系统的技术经济指标、供电质量、运输的客流密度、供电距离、车辆的选型等。必须根据各城市的具体条件和要求，通过综合技术论证后决定。近年来，由于交流变频调速技术的发展，车辆的牵引电动机已逐步采用结构简单、运行可靠、价格低廉的鼠笼式交流异步电动机替代原先的直流电动机。在城市轨道交通中采用交流变频调速异步牵引电动机是一项新技术，也是牵引动力的发展方向，具有非常广阔的发展前景。通常采用的“交直交”（AC-DC-AC）变频调速方式，尽管在电动车辆上采用的是交流异步电动机，但其接触网架线供电电压还是直流的。从供电的角度分析，仍然还可认为是属于直流供电制式的扩大运用范畴。第2章牵引供电系统2.1、牵引供电系统的组成表示地铁和城轨交通牵引供电系统的各组成部分的示意图。发电厂升压变压器升压变压器发电厂主变电所（降压）牵引变电所整流装置车辆电力网馈电线接触网回流线轨 道车辆接触网图中，从发电厂（站）经升压变压器、高压输电网、区域变电站至主变电所，通常被称为“一次（外部）供电系统”。主变电所可以由电力系统部门直接管理（如采用分散式供电的情况），也可归属于地铁或城市轨道交通单位管理（如采用集中式供电的情况）。主变电所（属于地铁或城市轨道交通单位管理时）、牵引变电所、整流装置、馈电线路、接触网、走行轨道、回流线等统称为“牵引供电系统”。城市电网的三相高压交流电110KV（或220KV）经主变电所降低为1035KV作为牵引变电所的进线电压。牵引变电所再将1035KV电压变成适合电动车辆应用的低压直流电。馈电线将牵引变电所的直流电输送到沿车辆走行轨架设的接触网（或接触轨）上。电动车辆通过其受流器与接触网（或接触轨）的直接接触而获得电能。走行轨道构成牵引供电回路的一个组成部分，回流线将轨道回流返回牵引变电所。2.2、主变电所-牵引（降压）变电站地铁主变电所将城市电网的高压110KV（或220KV）电能降压后以35KV或10KV的电压等级分别供给牵引变电所和降压变电所。为保证供电的可靠性，地铁线路通常设置两座或两座以上主变电所。主变电所由两路独立的电源进线供电，内部设置2台相同的主变压器。根据牵引负荷和动力负荷的不同情况，主变压器可采用三相三绕组的有载调压变压器或双绕组的变压器。采用有载调压变压器在电源进线电压波动时二次侧电压维持在正常值范围内。主变电所为地铁线路的总变电所，承担整条地铁线路的电力负荷的用电。（1） 可根据负荷计算确定在地铁线路上设置的主变电所数量。（2） 每座主变电所设置台主变压器，由城市电网地区变电站引入两路独立的110KV专用线路供电，两回路同时运行，互为备用，以保证供电的可靠性和供电质量。进线电源容量应满足远期时其供电区域内正常运行及故障运行情况下的供电要求。（3） 低压35KV侧采用单母线分段接线，两段母线间设母联断路器，正常运行时母联断路器打开。（4） 正常运行时每座主变电所的两路110KV电源和台主变压器分列运行。通过35KV馈出电缆分别向各自供电区域的负荷和动力照明负荷供电。2.3、主变电所的主要设备2.3.1 主变压器 高压侧电压为110KV，低压侧电压为35KV（或10KV）。主变压器容量应能满足正常运行时，每台变压器容量承担其所供区域内的全部牵引负荷和动力照明的供电。当发生故障时，应满足如下条件：（1） 当一台主变压器发生故障时，另一台主变压器应能满足该供电区域高峰小时牵引负荷和动力及照明一、二级负荷的供电。（2） 当一座变电所因故解列时，剩余主变电所应能承担全线的动力和照明一、二级负荷及牵引负荷。主变压器容量的选择应考虑近期实际负荷和远期发展的需求。单台容量大约在20MVA40MVA范围，主要考虑相邻变电所故障解列时应满足向该段牵引负荷越区供电的要求。2.3.2 110KV GIS组合电器主变电所采用110KV全封闭六氟化硫组合电器设备，SF6气体绝缘的金属封闭开关设备,简称GIS(Gas InsuLated metaL-encLosed Switchgear)。 GIS是由各种开关电器：断路器GCB、隔离开关DS、接地开关ES、母线、现地汇控柜LCP以及电流互感器CT、电压互感器VT和避雷器LA等组成的电力设备,具有结构紧凑、抗污染能力强、运行安全、外型美观、设备占用空间小等特点。主要技术规格如下：（1） 额定电压：110KV（2） 最高工作电压：126KV（3） 额定绝缘水平：额定雷电冲击耐受电压（峰值）：相对地650KV断口650+100KV（隔离开关）断口650KV（断路器） 额定1分钟工频耐受电压（有效值）：耐受电压275KV断口315KV（隔离开关）断口275KV（断路器）（4） SF6气体零表压时耐受电压（相对地）：1.3*1263 KV（5min）（5） 局部放电量（1.1倍相电压下）气隔绝缘子：小于3PC整体GIS：小于10PC（6） 额定电流：2000A（7） 额定热稳定电流及持续时间：40KA/3S（8） 额定动稳定电流：100KA（9） 额定频率：50HZ（10） 相数：3（11） 断路器操动机构和辅助回路的额定电压：直流220V2.3.3 主变电所二次设备（1）主变压器保护SR745数字式变压器管理继电器，用于变压器保护、控制、接口、测量和监测。可实现以下功能：l 主变内部故障时的纵差保护，保护动作跳主变两侧；2 SR745低压侧过流元件和MIV电压继电器配合，组成低压侧复合过流，依次跳本侧及主变两侧；3 按负荷起动风扇回路；4 联跳电容器回路；5 用于2主变时，作主变及线路的纵差保护，动作跳主变两侧。MIF数字式馈线管理继电器（装于110KV侧），用于主变压器保护、接口、测量和监测。可实现以下功能：l 同MIV电压继电器共同组成110KV复合电压过流保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；2 同MIV电压继电器共同组成110KV零序过流方向保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；3 监视零序，保护动作经0.30.5S跳主变两侧；4 过负荷保护，发信号及闭锁有载调压开关。 MIV电压继电器，共2台：l 一台装于110KV侧，实现：同MIF共同组成复合电压过流保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；同MIF共同组成零序过流方向保护，第一时限跳本侧，第二时限跳两侧；零序过压保护保护动作经0.30.5S跳主变两侧。2 另一台装于35KV侧，实现：利用SR745的过流保护功能共同组成复合电压过流保护，依次跳本侧及主变两侧。2.3.4 线路保护配置L90线路差动继电器，实现线路保护要求。L90光纤纵差保护用于跳闸输出的型继电器动作时间小于4ms, 用于信号输出的快速型继电器动作时间小于0.6ms。L90与电力监控系统的接口采用数字通讯方式，实现控制、监视、测量和保护动作信号的数据交换。L90光纤纵差保护的3个通讯口，可以独立或同时运行。L90具备完善的在线自检功能，在正常运行时一直进行自检，但不影响任何保护功能，如检出异常则发出告警信号并闭锁保护。2.4、地铁直流牵引供电系统的保护地铁直流牵引供电系统的保护,可以分为两部分:牵引整流机组保护和直流馈线保护。牵引供电系统保护的最大特点就是系统的“多电源”和保护的“多死区”。所谓多电源, 既当牵引网发生短路时, 并非仅双边供电两侧的牵引变电所向短路点供电, 而是全线的牵引变电所皆通过牵引网向短路点供电。所谓多死区, 是因牵引供电系统本身构成的特点和保护对象的特殊性而形成保护上的“死区”。任何保护的最基本要求就是当发生短路故障时, 首先要迅速“切断电源”、“消除死区”, 针对这两点, 牵引供电系统除交流系统常用的保护外, 还设置了牵引变电所内部联跳、牵引网双边联跳、di/dt I 等特殊保护措施, 这就可以完全满足牵引供电系统发生故障时切断电源、消除死区的要求。对任何供电系统的继电保护而言, 可靠性总是第一位的, 而对直流牵引供电系统, 速动性可以看成和可靠性是同等重要的, 所以直流侧保护皆采用毫秒级的电器保护设备, 如直流快速断路器、di/dt I 保护等, 目的就是在直流短路电流上升过程中将其遮断, 不允许短路电流到达稳态值。至于选择性, 在直流牵引供电系统中则处于次要位置, 其保护的设置应是“宁可误动作, 不可不动作”。 误动作可以用自动重合闸进行矫正; 不动作则很可怕, 因为牵引供电系统短路时产生的直流电弧, 如不迅速切断电源，电弧可以长时间维持燃烧而不熄灭; 而交流电弧则不同, 其电压可以过零而自动熄灭。下面谈一下容易被人忽视的两种保护。2.4.1 牵引变电所内部联跳保护 牵引变电所内部联跳的定义：当发生短路故障引起两台整流机组直流引入断路器或交流断路器同时跳闸时，应迅速跳掉全部直流馈线断路器，以及时切断电源。如图01： 当牵引变电所内部发生短路时，如 K2点短路，则流向短路点的短路电流有6路，两台整流机组2路：IK1 、IK2 ，相邻牵引变电所通过4路馈线开关流向短路点的有4路： IK3、IK4 、IK5 、IKy 。若只跳掉两台整流机组的直流开关或交流开关是不够的（只切断 IK1 、IK2 ），相邻牵引变电所仍会通过牵引网继续向短路点供电（ IK3、IK4 、IK5 、IKy），因此必须跳掉直流母线上所有开关，以切断电源，实现牵引变电所内部联跳； 当牵引变电所外部发生短路时，如 K1点短路，则流经DS6开关的短路电流有5路，两台整流机组2路： IK1 、IK2，相邻牵引变电所通过3路馈线流经DS6开关的短路电流有3路： IK3、IK4 、IK5，此时若馈线开关DS6拒动，而又没有远后备保护，此时只能通过牵引变电所内部联跳及时切断电源。 牵引变电所内部联跳的保护范围：无论是牵引变电所内部短路还是外部短路，凡引起两台整流机组同时跳闸的故障均应实行牵引变电所内部联跳。 由图01可以看出, 流经馈线开关DS6的短路电流IKZ 是由 IK1IK55个短路电流组成的, 这就说明, 如果馈线开关DS6失灵拒动, 要切断短路点的电源, 只跳掉DS1、DS2是不够的, 还要跳掉DS3、DS4、DS5等5路开关, 即必须跳掉牵引变电所直流母线上的所有开关。 牵引变电所内部联跳保护, 就是为当发生短路故障时, 迅速切断电源的一种保护措施。如发生一路馈线开关失灵拒动或两台整流机组直流侧两路开关同时跳闸(或两路交流中压开关同时跳闸),为迅速切断电源, 都必须实行变电所内部联跳, 既跳掉直流母线上的所有开关, 否则不能切断电源, 如图(01)所示。 图中 K1 (牵引变电所外部短路)和 K2 (牵引变电所内部短路) 点短路时, 如果DS1 、DS2 两台直流断路器或DL1 、DL2 两台交流断路器同时动作, 则必须实行变电所内部联跳, 跳掉所有直流馈线断路器。即跳掉DS3、DS4、DS5等馈线开关, 否则不能切断电源, 相邻牵引变电所继续向短路点供电。 2.4.2直流馈线开关失灵拒动保护 目前国内地铁直流馈线开关设置了多种保护和自动装置，这些都是必要的，但尚缺少一种重要的保护：开关失灵拒动保护。当开关失灵拒动时，开关本身设置的所有保护均失效，而馈线开关又没有远后备保护,这是直流馈线保护的“软肋”。众所周知，从牵引变电所的主接线上看，直流馈线开关没有远后备保护设备，这是由地铁供电网络的构成特点所决定的。在直流母线上共设置6路开关：2路直流引入开关、4路馈线开关，见图（01）。从电源角度讲，每路馈线开关的上一级有5路电源开关，这和交流电路不一样，交流电路上一级只有一路开关，所以当下一级开关失灵拒动时，上一级开关可以作为它的远后备保护。直流则不然，它的上级5路开关都不是它的远后备保护设备。从图（01）中可以看出，当 K1点发生短路时，如为变电所出口短路，馈线开关失灵拒动可能引起2路直流引入线开关跳闸，引起变电所联跳，及时切断5路电源。如果发生远端短路，馈线开关失灵拒动就非常危险，此时将有5路短路电流IK1 、IK2 、IK3、IK4 、IK5 持续不断流入短路点，短路点的直流电弧将烧毁一切，对于运行的电动车辆，尤其危险，对人身安全造成极大的危害。第3章地铁供电安全措施3.1 地铁供电系统分析 3.1.1高压供电系统。 一般地，城市电网对城市轨道交通进行供电的方式有三种:集中式供电、分散式供电和混合式供电。 （1）集中供电方式。沿城市轨道交通线路，根据用电量和线路的长短，建设城市轨道交通专用主变电所。主变电所应有两路独立的110KV电源。再由主变电所变压为城市轨道交通内部供电系统所需的电压级（35KV或10KV等）。由主变电所构成的供电方案为集中式供电。（2）分散供电方式。分散供电方式是指不设主变电所，而直接由城市电网区域变电所的35（33）KV或10KV中压输电线直接向城市轨道交通沿线设置的牵引变电所、降压变电所供电并行车环网。采用这种方式的环境必须是城市电网比较发达，在有关车站附近有符合可靠性要求的供电电源。其中压网络的电压等级应与城市电网相一致。在这种方式下，可设置电源开闭所，并可与车站变电所合建。（3）混合供电方式。即前两种供电方式的结合，以集中式供电方式为主，个别地段引入城市电网电源作为集中供电的补充，使供电系统更加完善和可靠。武汉轨道交通、北京地铁1号线和环线即为此种供电方式。 3.1.2牵引供电系统及其运行方式。一、牵引变电所的主要设备（一）牵引整流机组整流变压器与整流器单台变压器为六相12脉波整流变压器，两台变压器并联运行构成等效24脉波整流变压器。整流变压器的设计应与整流器相匹配，构成牵引整流机组。 地铁采用两套12脉波整流机组匹配构成一套AC 35KV/DC1500V等效24脉波整流机组。单机组12脉波整流电路由两个三相全波整桥并联组成。每台整流变压器的二次绕组有一个星形绕组和一个三角形绕组，分别向两个三相整流桥供电。因为整流变压器二次侧星形绕组和三角形绕组相对应的线电压相位错开30，于是可以得到两个三相整流桥并联组成的12脉波整流电路。当供给两台12脉波整流器的整流变压器高压网侧并联的绕组分别采用7.5外延三角形联接时，两套整流器并联运行即可构成24脉波整流。（1）电路特点：l 各整流桥按顺序相互不干扰，当不考虑重叠角时各桥臂整流管的导电时间为 ，输出直流电流为二个并联桥整流电流之和。l 各绕组线电压相位错开 ，直流输出电压波顶在时间上重合，也错开，因此总的直流输出电压便有12相脉波。考虑到牵引负荷的特殊性，整流变压器与整流器应具有相应的过载能力，其过载能力应符合GB3859类负荷标准。（2）整流器技术参数及性能特点：l 额定频率：50HZl 额定交流电压：1180Vl 直流标称电压：1500Vl 直流最高电压：1800Vl 额定电流1467A（2200kW）2300A（3450kW）l 直流空载电压1670Vl 整流器负荷性质：反电动势、再生l 整流器负荷类型：级（GB3859）100%额定负荷-连续；150%额定负荷-2小时；300%额定负荷-1分钟。l 整流器耐压工频耐压：整流器主回路对地、对辅助回路：5kV/1min辅助回路和主回路应电气隔离，并能承受2kV/1min冲击电压：12kV（标准冲击波1.2/50S）。l 整流器承受短路电流能力如表1-3-3：单台整流器应能承受由于直流侧短路而产生的短路电流的冲击。表1-3-3整流器承受短路电流能力整流器功率（kW）22003450短路电流（kA，2s）2540l 整流器额定功率损耗。表1-3-4整流器额定功率损耗整流器功率（kW）22003450短路损耗（kW）58（二）35KV交流开关柜35KV交流开关柜采用六氟化硫SF6气体绝缘开关柜，断路器采用真空断路器。（1）主要技术参数如下：l 额定电压：35KV2 额定电流：1250A3 动稳定电流（峰值）：63KA4 热稳定电流（3S）：25KA（2）额定绝缘水平：1 对地、相间及普通断口工频耐压值：85KV2 隔离断口间的绝缘工频耐压值：95KV3 对地、相间及普通断口冲击耐压值（峰值）：185KV4 隔离断口间的绝缘冲击耐压值（峰值）：215KV5 额定短路开断电流：25KA6 额定关合电流（峰值）：63KA7 分、合闸机构和辅助回路的额定电压：DC220V（三）1500V直流开关柜直流开关柜采用户内式。直流进线柜及直流馈电柜采用手车式直流快速开关，负极柜开关为手动隔离开关。主要技术参数如下：l 额定电压：1500V2 最高工作电压：1800V3 额定电流：3150A、4000A（四）继电保护与测控装置微机继电保护装置采用多功能测控保护单元，并采用多CPU结构方式，以实现监控、保护、通信等功能。（1）微机继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求。（2）35KV交流开关柜（XZ2型）采用REF542+和REL551智能控制/保护单元。与电力监控系统（变电所综合自动化系统监控网络）的接口采用数字通信方式，使用光纤接口或RS485接口，实现控制、监视、测量、保护动作信号的数据交换，并可实现保护定值的修改和切换。通信规约应满足电力通信系统的通信接口要求，对前置机的通信响应时间不大于秒。（3）各种微机型继电保护装置都应配置时钟元件，并与变电所综合自动化系统实现时钟同步对时。所有输出的信息都带有时标（ms级）并能上传。（4）各种微机型继电保护装置的软硬件都应采取必要的抗干扰措施，实现高抗干扰性。（5）应具有在线自检功能，同时监测硬件和软件，当检测到内部故障即发出报警信号。（6）各种微机型继电保护装置都应具有可靠的硬件闭锁功能，以保证在任何情况下不误动，只有在保护区内发生故障，才允许开放跳闸回路。（7）各种微机型继电保护装置都应具有自复位电路，因干扰而造成的“死机”应能通过复位电路恢复正常工作。（8）REF542+和REL551智能控制/保护单元所有的保护设定参数、状态数据、实时时钟信号及其他主要动作信号均储存在非易失性存储器中。在外部电源故障或失电时，上述各种数据、信号不应丢失。并在外部电源恢复时，应能恢复其正常功能、重新正确显示和输出。（9）各种微机型继电保护装置的输入输出均可扩展并具有PLC编程特性。（10）各种微机型继电保护装置均采用多CPU处理方式，控制、保护、通信等功能应采用不同的CPU进行处理。（11）各种微机型继电保护装置的控制输出采用继电器接点方式。（12）微机型继电保护装置应能将故障信息存储并送往电力监控系统。（13）微机型继电保护装置的输入输出均具有过压、过流保护措施。（五）防雷与过电压保护电气设备在运行中承受的过电压包括雷电过电压和内部操作过电压，因此应采取下述保护措施：（1） 地面牵引变电所直流馈线出口处设置避雷器，限制雷电波的入侵，保护牵引变电所的设备。（2） 在接触网由地面进入隧道处设置避雷器，限制雷电波的入侵，保护地下牵引变电所的设备。（3） 牵引变电所的35KV母线设置避雷器。（4） 地面牵引变电所应考虑防雷措施，要求防雷接地电阻10欧姆。（六）接地系统设计原则（1） 地铁车站由于受到地形的限制，供电系统单独作一个接地网相当困难，且很难满足接地电阻的要求。故接地应采用综合接地系统方案，使全线形成统一的高低压兼容、强弱电合一的接地系统。以满足车站内各类设备的工作接地、安全接地和防雷接地的功能要求。（2） 每个车站单独设置一个高低压兼容、强弱电合一的综合接地网，接地网的接地电阻0.5欧姆（或1欧姆）。设置强电设备接地母排和弱电设备接地母排，两种接地母排各自通过绝缘导线（2根以上）分别引接至综合接地网。强、弱电电气设备中需接地的设备通过接地线分别接至强、弱电接地母排上。在有牵引变电所的车站，接触网的接地线接到变电所强电设备接地母排上。（3） 接地系统应满足以下要求：1 保护运营人员和乘客安全，防止电击；2 保护轨道交通设备、设施，防止其损坏；3 保护弱电设备，防止电磁干扰；。 二、 牵引供电系统运行方式。 正常运行方式。正线各供电区间，均由相邻牵引变电所双边供电；车辆段内接触网由车辆段牵引变电所供电：停车场内接触网由停车场牵引变电所供电。 任意牵引变电所解列时的运行方式。当任意牵引变电所解列（不含线路端头牵引变电所），由相邻变电所越区“大双边”供电。当正线线路端头的牵引变电所解列，分别由相邻的牵引变电所单边供电。 3.1.3动力照明供电系统。 （1）系统构成。城市轨道交通除了直流电动车辆外，其它所有交流低压负荷都由动力照明供电系统供电。动力与照明配电系统由降压变电所、动力配电系统和照明配电系统构成。降压变电所与牵引变电所共用AC35KV供电网络，降压变电所将AC35KV降压成AC0.4KV后向动力与照明配电系统供电。动力与照明配电系统的供电范围为车站、区间、车辆段和控制中心的所有动力照明负荷。根据各种用电负荷对供电可靠性的要求，地铁动力照明负荷一般分为三级。 一级负荷:包括消防用电设备及地铁运行中特别重要的负荷两部分。消防设备有消防泵、水喷淋泵、防灾报警系统（FAS）、区间隧道通风机、排风/排烟机及相应风阀、直升电梯、事故照明等。地铁运行中的重要负荷包括设备监控系统（BAS）、通信、信号、无线传输、售检票、变电所自用电、直流屏电源及废水泵等。 二级负荷:包括站厅、站台层公共区的一般照明、节电照明；各设备用房的照明、出入口照明、集水泵、一般风机等。 三级负荷:主要包括空调冷水机组及其配套设备、自动扶梯、广告照明、电热设备、清洗机械等。三级负荷为单电源供电，由降压变电所单母线馈出，当供电系统为非正常运行方式时，允许将其切除。 （2）降压变电所。每个车站都应设降压变电所承担本站及区间动力照明负荷。若地下车站负荷较大，一般于站台两端设降压变电所，各负责半个车站和相邻半个区间的供电。其中一端可以和牵引变电所合建为混合变电所，若地面车站负荷较小，可设一个降压变电所。降压变电所的两路电源可以来自主变电所，也可来自相邻牵引变电所。单母线分段，根据系统需要，也可以不设分段开关。 （3）动力照明。动力照明系统采用380/220V三相五线制系统（TN-S系统）配电。基本上采用放射式供电，个别负荷可采用树干式供电。一类负荷要求双电源、双电缆，供电末端自动切换，来电自复；二类负荷为双电源、单电缆；三类负荷为单电源、单电缆。3.1.4电力监控系统。 电力监控系统实现在控制中心（OCC）对供电系统进行集中管理和调度、实时控制和数据采集。除利用“四遥”（遥控、遥信、遥测、遥调）功能监控供电系统设备的运行情况，及时掌握和处理供电系统的各种事故、报警事件功能外，利用该系统的后台站还可以对系统进行数据归档和统计报表功能，以更好地管理供电系统。 电力监控系统作用是保证控制中心对供电系统的主变电所、牵引变电所、降压变电所等供电设备的运行状态监视、控制和数据采集。它由设在控制中心的主机、设在各变电所的远程控制终端以及联接终端与中心的通信网络三部分组成。 电力监控系统的结构宜采用1对N的集中监控方式，即1个主站监控N个子站的方式