第2分册 变电所东西段工程20170515

目目 录录 1 概述 1 1 1 工程概述 1 1 2 系统概述 1 1 3 上阶段审查意见及执行情况 1 2 设计依据 1 3 设计范围及接口 2 3 1 设计范围 2 3 2 设计接口 2 4 主要标准规范 标准 2 5 主要设计原则 3 6 主接线及运行方式 4 6 1 主接线 4 6 2 运行方式 4 7 生产房屋及设备平面布置 5 7 1 一般原则 5 7 2 所址的选择 5 7 3 房屋组成 6 7 4 主要设备外型尺寸 6 8 电缆敷设 6 8 1 总体要求 6 8 2 变电所内部 7 8 3 电缆进出变电所 7 8 4 电缆通过车站 7 8 5 电缆在区间的敷设要求 7 8 7 主变电所 区间电缆的敷设 8 8 8 停车场电缆的敷设 8 8 9 电缆敷设孔洞防火封堵要求 8 9 继电保护和自动装置 8 9 1 继电保护设置原则 8 9 2 继电保护配置 8 9 3 自动装置 9 10 控制与信号方式 10 10 1 变电所的控制 10 10 2 变电所的信号 10 11 测量与计量 10 12 交直流自用电系统 11 12 1 交流自用电系统 11 12 2 直流自用电系统 11 13 低压配电 11 13 1 负荷分类 11 13 2 负荷供电要求 12 13 3 配电变压器容量选择 12 14 过电压保护和防雷 13 15 接地 13 16 供电五防装置系统 14 17 主要设备选型原则及技术性能 17 18 主要设备及工程数量 19 19 设计图纸 27 0 1 概述概述 1 1 工程工程概述概述 6 号线西起梅溪湖国际新城 东至黄花机场 线路全长约 48 10km 预 留继续往东延伸至东航站区的条件 全为地下线 设车站 34 座 全为地下 站 其中换乘站 12 座 与地铁 1 2 3 4 5 7 8 9 12 号线 磁悬 浮换乘 与规划西环城际 长株城际换乘 平均站间距为 1 44km 最大站 间距 2 667km 为桐梓坡站至文昌阁站区间 最小站间距 0 807km 为文昌 阁站至芙蓉中路站区间 6 号线采用 6 节编组的 A 型车 接触网供电 设计最高速度 80km h 在线路西侧起点设梧桐路停车场 在河东东六线附近设黄梨路车辆段检修 基地 与 2 12 号线共享梅溪湖主变 与 9 号线共享麓枫路主变 与 8 号 线共享合平路主变 新建东四线控制中心 6 号线分西 中 东三段实施 并预留继续往东延伸的条件 6 号线 中段 枫林路站至东四线站 线路长为 30 12km 均为地下线 设站 23 座 均为地下站 6 号线西段 梧桐路站至枫林路站 线路长为 5 98km 均为 地下线 设站 4 座 均为地下站 6 号线东段 东四线站至西航站区站 线 路长为 12 0km 均为地下线 设站 7 座 均为地下站 1 2 系统系统概述概述 长沙市轨道交通 6 号线供电系统采用 110kV 35kV 两级集中供电方式 全线设置 3 座主变电站 分别为梅溪湖主变电站 麓枫路主变电站和合平 路主变电站 牵引供电系统采用直流 1500V 供电制式 地下区段采用架空 刚性接触网 车辆段 停车场采用架空柔性接触网 中段工程设麓枫路主变电所 合平路主变电所各 1 座 麓枫路主变电 站设置在麓枫路站附近 与规划的 9 号线共享 合平路主变电站设置在合 平路站附近 与规划的 8 号线共享 西段工程设梅溪湖主变电所 1 座 梅 溪湖主变电所位于红枫路站附近 与规划的 2 号线西沿线 12 号线共享 西段工程正线设置 3 座牵引降压混合变电所 1 座降压变电所 东段工 程正线设置 5 座牵引降压混合变电所 2 座降压变电所 梧桐路停车场设置 1 座牵引变电所及 1 座跟随所 1 3 上阶段审查意见及执行情况上阶段审查意见及执行情况 1 3 1 工可设计审查意见及执行情况工可设计审查意见及执行情况 1 可研报告 牵引变电所及降压变电所布点合理 电力监控系统 杂散电流防护系统 接地系统等功能完善 为确保运营线的安全运行和本 项目的平稳开通 下阶段需要细化 完善本项目与换乘站接驳的过渡工程 设计 回复 本工程供电系统与其他换乘线路独立设置 人工地网系统考虑 统一实施 为其他线路预留接地条件 1 3 2 中段工程初步设计审查意见及执行情况中段工程初步设计审查意见及执行情况 1 本工程设置供电运行安全生产管理系统和电能质量管理系统 提高 了供电电网的工作效率及安全运行水平 自动化管理水平 回复 属肯定意见 2 建议车辆段 区间跟随变电所配电变压器进线端加装电气隔离装置 回复 由于目前长沙地铁线路均采用闭锁方式实现 为保证设计统一 性 本工程也采用跟随所配电变压器闭锁方式 2 设计依据设计依据 1 长沙市轨道交通 6 号线工程勘察设计项目系统设计标段合同 标 段号 XTSJ 6 1 2 长沙市轨道交通 6 号线工程可行性研究报告 3 长沙市轨道交通 6 号线工程可行性研究报告审查意见 4 长沙市轨道交通 6 号线工程可行性研究报告 的批复 5 长沙市轨道交通 6 号线工程初步设计技术要求 6 长沙市轨道交通 6 号线工程初步设计文件组成与内容 7 长沙市轨道交通 6 号线工程初步设计文件编制统一规定 8 长沙市轨道交通 6 号线工程初步设计机电对土建要求 9 相关会议纪要 公文及轨道公司提供的基础资料 10 其它专业提供的技术工作联系单 3 设计范围及接口设计范围及接口 3 1 设计范围设计范围 本专业设计范围为长沙市轨道交通 6 号线东西段工程 梧桐路 枫林路 东四线 西航站区 各车站牵引降压混合变电所与降压变电所以及因大规模 物业开发而专门设置的跟随式降压所设计方案 长沙市轨道交通 6 号线西段工程另外包括梧桐路停车场 设计主要内容包括以下几个方面 1 设计原则及主要技术标准 2 主接线方案及运行方式 3 生产房屋及设备平面布置 4 继电保护及自动装置 5 控制与信号方式 6 测量与计量 7 交直流自用电系统 8 低压配电 9 过电压保护与防雷 10 接地 11 主要设备选型及技术性能 12 主要设备数量及工程数量 3 2 设计接口设计接口 1 与车站低压配电系统设计分界在变电所 AC0 4kV 开关柜馈线接线端 子 2 与车站弱电专业设计分界在地下车站独立接地网引出线弱电接线端 子 3 与主变电所接口分界在主变电所 40 5kV 馈线开关柜一次电缆接线 端子和主变电所 40 5kV 馈线开关柜差动保护和数字通信电流保护光纤转接 箱输出端子 4 与其它专业的设计接口 变电所专业向建筑 结构 限界 环控 消防 给排水等专业 在设 计中以互提资料等方式提出本专业工艺要求 或以会议纪要等方式落实 以确保工程顺利进行 4 主要标准规范主要标准规范 标准 标准 1 地铁设计规范 GB50157 2013 2 35 110kV 变电站设计规范 GB50059 2011 3 3 110kV 高压配电装置设计规范 GB50060 2008 4 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB T50062 2008 5 供配电系统设计规范 GB50052 2009 6 20kV 及以下变电所设计规范 GB50053 2013 7 低压配电设计规范 GB50054 2011 2 8 通用用电设备配电设计规范 GB50055 2011 9 城市轨道交通直流牵引供电系统 GB T10411 2005 10 电气图用图形符号 GB4728 1 2005 11 电力装置的电测量仪表装置设计规范 GB T50063 2008 12 电力工程电缆设计规范 GB50217 2007 13 地区电网调度自动化系统 GB T13730 2002 14 电子计算机场地通用规范 GB T2887 2011 15 城市轨道交通技术规范 GB50490 2009 16 民用建筑电气设计规范 JGJ T16 2008 17 电力系统调度自动化设计技术规程 DL5003 2005 18 交流电气装置的接地设计规范 GB T50065 2011 5 主要设计原则主要设计原则 1 牵引变电所应能够安全 可靠地向地铁车辆提供直流 1500V 电源 降压变电所应能够安全 可靠地向本所供电范围的动力照明设备提供交流 380V 220V 电源 2 变电所主接线在满足可靠性要求的前提下力求简单 3 根据动力照明负荷的具体情况 每座车站一般设置一座降压变电所 如车站规模大 负荷分布广 考虑设置两座降压变电所 如果车站同时设 有牵引变电所 应合建为牵引降压混合变电所 4 对于地下车站 变电所应尽量设置在站台层 且靠近车站一端 便 于设备运输及电缆敷设 当变电所位于非站台层时 应预留设备吊装设施 如吊装孔及承力装置 并考虑设备运输及设备运输通道 5 变电所设备的布置需遵循安全 可靠 适用和经济等原则 并应便 于安装 操作 搬运 检修 试验 应充分考虑各设备间的电气联系 工 艺流向合理 使设备间的电缆连接最短 敷设路径顺畅 便于运行维护 6 全线变电所按无人值守设计 7 变电所设备应满足长沙地区环境条件要求 具有防腐蚀 防潮 防 霉 防振动 抗电磁干扰和静电的能力 以保证系统安全可靠运行 尽量 采用环保型产品 8 继电保护应满足可靠性 选择性 灵敏性 速动性要求 并在此原 则下 力求简化保护配置 9 各变电所采用综合自动化系统 变电所综合自动化系统采用分层 分散 分布式系统结构 10 自动装置应能满足在切除故障后尽快恢复供电 满足供电安全 可靠 灵活的运行要求 11 低压配电系统采用三相四线制 并采用 TN S 接地系统 12 每个车站变电所单独设置一个综合接地网 接地网的接地电阻不 大于 1 欧姆 并应满足接触电位和跨步电位的要求 地下变电所设置综合 接地网 在车站两端电缆井附近各设置 1 组强电设备接地引上线 1 组弱电 设备接地引上线 邻近地面段的变电所设置综合接地网 设置 1 组强电设 备接地引上线 1 组弱电设备接地引上线 1 组防雷接地引上线 防雷接地 引上线 强电设备接地引上线 弱电设备接地引上线三者间沿接地体的地 中距离尽可能远 且不应小于 20 米 车辆段建筑物相对独立 如变电所 信号楼 综合楼等 建筑物一般 设置独立的接地装置 接地装置可采用人工接地体的方式 也可采用自然 接地体的方式 13 全线采用综合接地系统 3 6 主接线及运行方式主接线及运行方式 6 1 主接线主接线 6 1 1 牵引降压混合变电所主接线牵引降压混合变电所主接线 1 AC35kV 母线采用单母线分段接线方式 两段母线间设置母联断路 器 每段母线引入一回独立电源 向相邻变电所馈出 1 回 进出线开关均 采用断路器 2 每座牵引降压混合变电所设置两套整流机组 并接于同一段 AC35kV 母线上 构成等效 24 脉波整流 3 每座牵引降压混合变电所设置一套双向变流型能馈装置 与整流机 组设置在同一段 AC35kV 母线 4 每段 AC35kV 母线设置一组电压互感器 用于电压测量和保护 5 每段 AC35kV 母线设置一组避雷器 用于过电压保护 6 DC1500V 母线采用单母线接线 进线正极开关及馈线开关采用手车 式直流快速断路器 负极开关采用手动隔离开关 7 正线车站牵引降压混合变电所馈出 4 回 DC1500V 电源 分别接至 接触网左右线 与相邻牵引降压混合变电所构成双边供电 紫荆路站另馈 出 2 回 DC1500V 电源 为梧桐路停车场出入场线进行供电 8 梧桐路停车场牵引降压混合变电所馈出 4 回 DC1500V 电源 分别 向相应供电范围接触网提供直流电源 9 地下站整流器正 负母线间及 DC1500V 母线正极对地间各设一组 避雷器 用于过电压保护 梧桐路停车场在负极对地间增设一组避雷器 10 地面牵引变电所及相邻的地下牵引变电所 每路直流馈线及负母 线各设一组避雷器 11 每座牵引降压混合变电所设置两台配电变压器 分别接于两段 AC35kV 母线 12 AC0 4kV 母线采用单母线分段接线方式 两段母线间设置母联断 路器 6 1 2 降压变电所主接线降压变电所主接线 1 AC35kV 母线采用单母线分段接线方式 两段母线间设置母联断路 器 每段母线引入一回独立电源 向相邻变电所馈出 1 回 进出线开关均 采用断路器 2 每段 AC35kV 母线设置一组电压互感器 用于电压测量和保护 3 每段 AC35kV 母线设置一组避雷器 用于过电压保护 4 每座降压变电所设置两台配电变压器 分别接于两段 AC35kV 母线 5 跟随式降压变电所设置两台配电变压器 分别接于两段 AC35kV 母线 6 AC0 4kV 母线采用单母线分段接线方式 两段母线间设置母联断路 器 6 2 运行方式运行方式 1 AC35kV 电源部分 正常运行方式 两回 AC35kV 进线分别向变电所 AC35kV I 段母线和 II 段母线供电 母联开关分闸 两段母线分列运行 其他运行方式 当一回 AC35kV 进线电源故障时 自投装置动作 母联开关合闸 由 另一回进线电源负担本所全部负荷 2 直流牵引部分 4 正常运行方式 两套整流机组并联运行 牵引网越区隔离开关分闸 相邻的两座牵引 变电所构成双边供电方式 共同向其供电范围内的牵引负荷供电 正线与梧桐路停车场之间的接触网联络开关常开 梧桐路停车场牵引 变电所单独向停车场内接触网供电 其他运行方式 当西段线路西侧端头的梧桐路站牵引变电所解列时 由正线相邻的紫 荆路站牵引变电所向线路末端单边支援供电 当东段线路东侧端头的西航 站区站牵引变电所解列时 由正线相邻的黄金大道站牵引变电所向线路末 端单边支援供电 当停车场牵引变电所解列时 由正线相邻的紫荆路站牵引变电所向停 车场的牵引网进行支援供电 3 降压部分 正常运行方式 变电所内的两台配电变压器分列运行 0 4kV 母联开关打开 两台配电 变压器分别向其供电范围的全部动力照明负荷供电 其他运行方式 当一台配电变压器退出运行时 自动 手动切除三级负荷 AC0 4kV 母 联开关自动投入 由另一台配电变压器负担全所供电范围内的一 二级低 压负荷 7 生产房屋及生产房屋及设备平面布置设备平面布置 7 1 一般原则一般原则 1 变电所房屋组成与布局标准化 模块化 便于土建设计和运营管理 2 设备平面布置应满足相关规程规范的要求 满足运营维护工作需要 并做到设备布置和空间利用合理 3 变电所应尽量设置在站台层 便于设备运输及电缆敷设 4 变电所房屋不应靠近积水场所 其上部不应设置卫生间 洗手间或 上下水管道等设施 6 设备布置应充分考虑各设备间的电气联系 工艺流向合理 设备间 的电缆连接最短 敷设路径顺畅 便于运行维护 尽可能减少电缆投资 7 变电所应设置电缆夹层 设备房间高度应满足设备安装的要求 8 变电所的平面布置紧凑 合理 既满足技术和安全要求 又节约用 地 减少投资 7 2 所址的选择所址的选择 长沙市轨道交通 6 号线东西段工程在梧桐路站 梧桐路停车场 紫荆 路站 金菊路站 黄兴大道南站 东十一线站 蓝田大道站 黄金大道站 西航站区站各设置 1 座牵引降压混合变电所 东西段工程共设置 9 座牵引 降压混合变电所 长沙市轨道交通 6 号线东西段工程在红枫路站 空港城站 临空产业 园站各设置一座降压变电所 东西段工程共设置 3 座降压变电所 长沙市轨道交通 6 号线东西段工程在梧桐路停车场设置 1 座跟随所 变电所在车站 停车场的设置位置由本专业与车站 停车场土建专业 配合确定 变电所设置 表 7 2 1 工程 名称 车站名称 牵引降压混合 变电所 降压 变电所 跟随 式变电所 物业 开发跟随所 梧桐路站 梧桐路停车场 西段工 程 紫荆路站 5 工程 名称 车站名称 牵引降压混合 变电所 降压 变电所 跟随 式变电所 物业 开发跟随所 金菊路站 红枫路站 黄兴大道南站 东十一线站 蓝田大道站 空港城站 黄金大道站 临空产业园站 东段工 程 西航站区站 7 3 房屋组成房屋组成 变电所的房屋设置尽可能采取分间设置方案 即按照设备的种类和功 能划分房屋 进行模块化 标准化设计 有利于土建配合和运营管理 牵引降压混合变电所房屋设置 表 7 3 1 序号房间名称 间数 间 单间面积 m2 设置设备 1开关柜室1约 150 40 5kV 开关柜 直流开关柜 整流 器柜 负极柜 排流柜等 2变配电室1约 120配电变压器 0 4kV 开关柜 3整流变压器室2约 30整流变压器 4控制室1约 25 交 直流盘 控制盘 蓄电池盘 钢轨电位限制装置 5 再生电能吸收利 用装置室 1约 55 再生电能逆变柜 再生电能逆变变 压器 6检修备品间1约 12 降压变电所房屋设置 表 7 3 2 序号房间名称 间数 间 单间面积 m2 设置设备 1开关柜室1约 6540 5kV 开关柜 2控制室1约 25 交 直流盘 控制盘 蓄电池盘 钢 轨电位限制装置 3变配电室1约 120配电变压器 0 4kV 开关柜 序号房间名称 间数 间 单间面积 m2 设置设备 4检修备品间1约 12 跟随式降压变电所房屋设置 表 7 3 3 序号房间名称 间数 间 单间面积 m2 设置设备 1变配电室1约 120配电变压器 0 4kV 开关柜 2 电源装置室 区间跟随所 时考虑 1约 25交 直流盘 蓄电池盘 7 4 主要设备外型尺寸主要设备外型尺寸 变电所房屋面积直接影响到车站规模和土建投资 为了有效减少变电 所面积并控制土建投资 在本次设计中 经过对行业内相关供电设备的调 研 以及对国内大多数轨道交通工程选用产品的分析 比较 并考虑一定 的包容性 确定主要设备外型尺寸如下 变电设备种类 近似尺寸 宽 x 深 x 高 及近似重量 表 7 4 1 序号设备 近似尺寸 宽 x 深 x 高 近似重量 1整流变压器3500 x1800 x300016 吨 台 2配电变压器 带保护外壳 3100 x2000 x 27009 吨 台 340 5kV 交流开关柜600 x 1920 x 26001 0 吨 台 40 4kV 开关柜1000 x 1000 x 23000 8 吨 台 51500V 开关柜800 x 1700 x 23001 吨 台 6整流器柜1200 x 1200 x 23000 8 吨 台 7负极柜1200 x 1200 x 23000 65 吨 台 8排流柜1200 x 1200 x 23000 5 吨 台 9钢轨电位限制装置600 x 600 x 23000 5 吨 台 10信号控制盘800 x 600 x 23000 5 吨 盘 11交流屏800 x 600 x 23000 5 吨 屏 12直流屏 800 x 600 x 23000 5 吨 屏 13蓄电池屏800 x 600 x 23000 85 吨 屏 14逆变变压器3000 x 2000 x 30009 吨 台 15逆变柜4800 x 1200 x 23006 吨 套 6 8 电缆敷设电缆敷设 8 1 总体要求总体要求 电缆敷设须满足 电力工程电缆设计规范 GB50217 2007 的要求 电缆支架采用膨胀螺栓固定 变电所用房侧墙及屋顶 电缆夹层侧墙及底 板 电缆竖井侧壁 站台外沿下隔墙 区间隧道壁等电缆敷设路径上的构 筑物强度应满足电缆支架安装要求 电缆井的设计由土建设计单位考虑 具体位置要求由变电所专业根据 车站情况提出要求 电缆井及电缆路径上的预留孔洞及其边沿应光滑 不应有尖锐棱角或 突出 车站站台层底纵梁应采用下翻形式 变电所电缆夹层范围内不应设置 隔墙 可以采用小梁与立柱进行支撑 8 2 变电所内部变电所内部 1 变电所用房下方应设置电缆夹层 其高度不应小于 1 9m 2 变电所范围内设置检修人孔 800 mm 800mm 人孔配置金属爬 梯并设有活动盖板 盖板应便于搬动 3 变电所范围内电缆夹层中不应设置连续墙 4 如变电所位于站台层 临近变电所用房应设置低压配电电缆井 如 变电所位于非站台层 临近变电所用房应分别设置强电 低压配电电缆井 强电电缆井断面的净尺寸不小于 1600mm 宽 x1500mm 深 设计中需 根据电缆多少进行配合确定电缆井的具体尺寸 电缆井在每层设门 5 接触网上网电缆过轨时 在车站端部盾构井处采用电缆支架吊顶过 轨 8 3 电缆进出变电所电缆进出变电所 车站两端站台板下 考虑预留环网电缆 牵引变电所直流电缆 所间 控制电缆由车站到区间的敷设通道 牵引变电所的车站底板至区间隧道的 侧墙上开孔参考尺寸 800 mm 600mm 宽 高 降压变电所的车站底板至 区间隧道的侧墙上开孔参考尺寸 800 mm 600mm 宽 高 变电所位于岛式站台 1 车站端部回风井 轨底排风 至车站终端之间应有 10m 左右距离 电缆在该区域内进出变电所 2 电缆进出电缆夹层或电缆井时应尽可能避免穿越站台两侧轨底排风 道 当确实需要穿越轨底风道时 风道侧墙应预留孔洞 变电所位于侧式站台 轨顶排风道末端 在车站端头附近排风井 至车站终端之间应有 3m 左 右距离 电缆在车站端部无风管处采用电缆隧道方式跨越轨道 变电所位于非站台层 临近变电所应设置电缆竖井 电缆竖井的净尺寸不小于 1600mm 宽 1500mm 深 8 4 电缆通过车站电缆通过车站 8 4 1 岛式站台岛式站台 1 站台板下设置电缆敷设通道 该通道尺寸不小于 1600mm 1300 mm 宽 高 2 在下轨道楼梯处 楼梯内侧与电缆安装墙体间的净距根据土建配 合情况 一般不小于 500mm 8 4 2 侧式站台侧式站台 7 站台板下设置电缆敷设通道 该通道不小于 2000 mm 1300mm 宽 高 电缆过轨两端分别设置电缆井 电缆井净尺寸不小于 2000 mm 2000mm 长 宽 8 5 电缆在区间的敷设要求电缆在区间的敷设要求 在地下单洞单线隧道内 变电所专业电缆敷设在行车方向左侧隧道壁 上 在盾构区间 电缆支架通过螺杆固定安装于区间预埋槽道上 在暗挖 及明挖区间 电缆支架通过锚栓固定于隧道侧壁上 有疏散平台的区段 电缆支架固定在疏散平台下方 当疏散平台下方空间不够时 在平台上方 距离疏散平台上表面约 2000mm 处 留出敷设控制电缆空间 在地下单洞 双线隧道内 变电所专业电缆敷设的具体形式视断面形式而定 具体配合 8 7 主变电所 区间电缆的敷设主变电所 区间电缆的敷设 主变电所至区间的电缆敷设采用电缆隧道或电缆排管方式 具体形式 视场地情况而定 电缆进入区间隧道或车站处设电缆竖井 并满足电缆敷 设及检修的要求 电缆沟 电缆竖井的设计 竖井与地面电缆沟及隧道的 衔接 以及防水措施请土建专业考虑 8 8 停车场电缆的敷设停车场电缆的敷设 停车场的电缆敷设采用电缆沟 电缆隧道或穿管直埋方式 具体形式 视场地情况而定 电缆敷设在电缆沟里 需要在一定长度范围内设置电缆 井 以方便以后电缆敷设和电缆维护 电缆沟 电缆井和电缆隧道的设计 以及防水措施请土建专业考虑 8 9 电缆敷设孔洞防火封堵要求电缆敷设孔洞防火封堵要求 电缆敷设完毕后 根据防火规范要求 需对电缆沟 槽 管 洞实施 防火封堵 减少小动物 鼠类 进入设备房造成事故和控制火灾蔓延范围 9 继电保护和自动装置继电保护和自动装置 9 1 继电保护设置原则继电保护设置原则 1 供电系统继电保护应满足可靠性 选择性 灵敏性 速动性要求 并在此原则下 力求简化保护配置 2 继电保护装置采用微机型综合保护测控单元 保护功能具有独立性 不依赖于综合自动化系统通信网络 9 2 继电保护配置继电保护配置 1 40 5kV 进 出线 线路差动保护 零序电流保护 数字通信电流保护 2 40 5kV 母联 限时电流速断保护 零序电流保护 数字通信电流保护 含母线保护功能 3 35 0 4kV 动力变压器馈线 数字通信电流保护 电流速断保护 过电流保护 8 零序电流保护 过负荷保护 温度保护 变压器内部保护 断路器失灵保护 4 35 1 18kV 整流变压器馈线 数字通信电流保护 电流速断保护 过电流保护 零序电流保护 过负荷保护 温度保护 变压器及整流器内部保护 整流器二极管保护 整流器内部保护 整流器交 直流侧过电压保护 整流器内部保护 断路器失灵保护 5 逆变变压器馈线 数字通信电流保护 电流速断保护 过电流保护 零序电流保护 过负荷保护 温度保护 变压器及双向变流器内部保护 IGBT 保护 双向变流器内部保护 双向变流器交 直流侧过电压保护 双向变流器内部保护 断路器失灵保护 6 直流 1500V 进线 大电流脱扣保护 断路器本体保护 逆流保护 7 直流 1500V 馈线 大电流脱扣保护 断路器本体保护 di dt I 保护 过电流保护 热过负荷保护 双边联跳保护 8 每个牵引变电所的整流器及负极柜设一套框架泄漏保护 其余直流 开关柜设一套框架泄漏保护 逆变柜单独设置一套框架线泄漏保护 共计 3 套框架泄露保护 每套框架泄露保护保护一套电流型框架泄露保护一套电 压型框架泄露保护 9 0 4kV 进线 短延时保护 长延时保护 接地保护 10 0 4kV 母联 短延时保护 长延时保护 11 0 4kV 馈线 瞬动保护 短延时保护 长延时保护 12 有源滤波装置 电流速断保护 过电流保护 过负载保护 9 9 3 自动装置自动装置 9 3 1 自动装置设置原则自动装置设置原则 1 自动装置应能尽快恢复供电 2 自动装置应能满足供电安全 可靠 灵活的运行要求 3 利用保护装置的智能逻辑控制功能 通过在各装置间硬接线连接来 实现自动装置的功能 4 各级自动装置之间应相互配合 9 3 2 自动装置设置自动装置设置 1 35kV 母联开关设置由可编程软件实现的自动投入装置 功能 自投 功能可在当地 远方进行投入 撤除 2 1500V 馈线设置带有线路故障性质判断的自动重合闸功能 3 0 4kV 开关柜设置母联断路器自动投入装置 功能 进线设置来电自 复装置 功能 4 交流自用电系统设置进线主备自投装置 功能 直流自用电系统设置 进线主备自投功能 10 控制与信号方式控制与信号方式 10 1 变电所的控制变电所的控制 所内采用无人值班方式 不设集中监控台 系统通过间隔层单元和控 制信号屏对供电设备运行状态进行控制和监视 开关控制方式采用远程控制 所内集中控制 设备本体控制三级控制 方式 远程控制即在控制中心对所内设备进行监控操作 所内集中控制是 指在控制信号屏上通过人机界面或外接便携式计算机来进行集中监控操作 正常运行时采用控制中心远方操作 当设备检修时 采用当地所内操作或 开关本体操作 在开关柜和控制信号屏设当地 远方选择开关以转换控制级别 该开关打到当地位时 闭锁远方操作 此外 在每台断路器 隔离开关的分 合闸回路中设置必要的电气闭锁条件以防止误操作 提高系统的可靠性 降压变电所综合自动化系统控制对象包括降压变电所内的各开关设备 如 AC40 5kV 断路器 AC0 4kV 进线 母联及三级负荷总开关 自动装置 的投入 撤除以及保护定值组切换等 当设置牵引变电所时 与降压变电所 合设一套变电所综合自动化系统 控制对象还包括相应牵引设备的控制 如 DC1500V 快速开关 DC1500V 电动隔离开关 若包括跟随变电所 跟 随所的设备通过所属变电所的综合自动化系统控制 10 2 变电所的信号变电所的信号 设备信号分为正常 预告 事故信号 所有信号既能在开关柜当地显 示 也能在控制信号屏上的液晶显示屏上显示 并能通过变电所综合自动 化系统将数据送往控制中心 降压变电所综合自动化系统的收集信号包括车站降压变电所和所属跟 随降压变电所内 AC0 4kV 母线及以上所有设备 含三级负荷总开关 的运 行信息 开关位置信号 如有辅助线 则包含接触网开关 正常 故障 及预告信号 保护动作信号 自动装置投入 撤除信号 开关当地 远方操作 位置信号 交直流电源信号 钢轨电位限制信号 牵引降压混合变电所综合自动化系统的收集信号包括车站牵引降压混 合变电所和所属跟随降压变电所内 AC0 4kV 母线及以上所有设备 含三级 负荷总开关 的运行信息 开关位置信号 含接触网开关 正常 故障 及预告信号 保护动作信号 自动装置投入 撤除信号 开关当地 远方操作 位置信号 交直流电源信号 钢轨电位限制信号 10 11 测量与计量测量与计量 变电所电气测量项目的设置应符合 GB T50063 2008 电力装置的电测 量仪表装置设计规范 的规定 所有测量和计量量均应在开关柜当地显示 并通过变电所综合自动化系统传送至控制中心 测量与计量设置分别如表 11 1 所示 变电所测量与计量量表 表 11 1 测量对象电流电压有功功率有功电度功率因数 35kV 进 出线 35kV 母线 35kV 母联 35 0 4kV 变压器 逆变变压器 0 4kV 进线 0 4kV 母线 0 4kV 馈线 商业回路 广告照明回路 商业照 明 公安通信 商用通 信 冷水机组等回路 0 4kV 馈线 一般回路 1500V 母线 1500V 馈线 交流侧 整流机组 直流侧 回流线 钢轨 地 交流电源母线 直流电源母线 以上测量与计量值应提供当地显示 除回流线电流 交流屏进线电流 电压外其余均应通过综合自动化系统发遥测信息 12 交直流自用电系统交直流自用电系统 12 1 交流自用电系统交流自用电系统 由降压部分 0 4kV 两段母线分别引入相互独立的两回电源 作为交流 自用电系统的进线电源 两回电源互为备用 交流自用电系统采用单母线 分段接线型式 供全所交流自用电负荷 正常运行时 母联开关处于分位 两路进线分别供两段母线上的负荷用电 当任一路进线电源失电 进线断 路器分闸后 母联自投合闸 由另一路进线供所有交流负荷 进线设来电 自复功能 交流自用电系统的重要信号通过直流盘的监控管理单元与变电 所监控网络接口 送往上位监控单元 每个变电所设置一面交流馈线开关屏 12 2 直流自用电系统直流自用电系统 变电所内设置一套高频开关直流电源设备 由交流电源盘 0 4kV 母线 引入两路三相 AC380V 电源 直流自用电系统输出电压为 DC110V 充电 模块采用热冗余配置 正常运行时 充电模块负责全所直流用电 蓄电池 在浮充电状态 交流失电后 变电所内的蓄电池组容量应保证所内经常性 负荷 冲击负荷 所内事故负荷停电 2 小时的放电容量及事故放电末期最 大冲击负荷容量的要求 蓄电池选用阀控式铅酸免维护蓄电池 蓄电池浮 充使用寿命不低于 10 年 环境温度为 25 时 自放电率每月小于额定容 量 3 循环使用性能应满足相关标准要求 另外 在工程设计中应要求安 装蓄电池的房间有空调等降温设备 以保证蓄电池的正常寿命 直流电源 系统采用智能监控单元 支持网络连接 可以通过与变电所自动化系统联 网完成综合监控系统对直流电源系统的自动监控功能 另外 为及时发现蓄电池故障或失效 同时减少运营维护工作量 本 工程推荐采用蓄电池在线检测仪 可实现电池组电压 电流监测 单电池 11 电压 内阻监测和容量估算 运行故障告警 实时数据存储和查询以及进 行放电曲线分析等功能 实现对蓄电池的实时在线监测 提高系统可靠性 按每个牵引降压混合变电所 150AH 估算 降压带跟随变电所暂按 120AH 估算 设置一面蓄电池屏 一面充电屏和一面馈线开关屏 13 低压配电低压配电 13 1 负荷分类负荷分类 轨道交通动力照明低压用电负荷 根据其用途和重要性的不同一般分 为三级负荷 1 一级负荷 变电所操作电源 应急照明 地下站厅站台照明 通信 系统设备 信号系统设备 自动售检票系统设备 火灾自动报警系统设备 电力监控系统设备 环境与设备监控系统设备 人防系统设备 防火卷帘 门 屏蔽门 消防泵及其阀门 废水泵 雨水泵 消防风机及其电动阀门 用于疏散的自动扶梯 消防管道电伴热 挡烟垂帘等 其中变电所所用电 应急照明 火灾自动报警系统设备 通信系统设备 信号系统设备为特别 重要一级负荷 2 二级负荷 设备管理用房照明 不用于疏散的自动扶梯 电梯 污 水泵 普通风机及相关阀门 安检设备等 3 三级负荷 区间维修电源 广告照明 冷水机组及其配套设备 电 热设备 清洁设备 商业用电以及其它停电后不影响轨道交通正常运行的 负荷等 13 2 负荷供电要求负荷供电要求 1 一级负荷 正常运行时 自变电所两段 0 4kV 母线各引一路电源至 设备 组 附近 两路电源在线路末端自动切换 相邻的一级负荷可共用 切换箱 2 二级负荷 正常运行时 从变电所某段 0 4kV 母线馈出单回电源 至设备末端配电箱 当一台变压器退出运行时 降压变电所的 0 4kV 母联 开关合闸 故障变压器供电的二级负荷由另一台变压器供电 3 三级负荷 正常时由一路引自三级负荷母线的电源供电 当一台 变压器退出运行时 将三级负荷从电网中切除 13 3 配电变压器容量选择配电变压器容量选择 13 3 1 选择原则选择原则 变压器容量的选择以低压负荷计算为依据 正常运行时 两台配电变 压器分列运行 承担全部一 二 三级用电负荷的要求 当一台变压器故 障时 切除三级负荷 由另一台变压器承担全部一 二级负荷 配电变压器的容量按双台运行时单台负荷率 75 进行计算 当一台配 电变压器因故障退出运行时按单台负荷率 100 进行核算 配电变压器的容 量详见表 14 3 1 13 3 2 变压器容量变压器容量 根据各车站及停车场动力照明专业提供的低压负荷资料 确定变压器 容量如下表所示 变压器容量 表 14 3 1 序号车站名称变电所类型容量 kVA 备注 1梧桐路站牵引降压混合变电所2 1250 牵引降压混合变电所2 1250 2梧桐路停车场 跟随所2 630 3紫荆路站牵引降压混合变电所2 1250 西段 12 序号车站名称变电所类型容量 kVA 备注 4金菊路站牵引降压混合变电所2 1250 5红枫路站降压变电所2 1000 31黄兴大道南站牵引降压混合变电所2 1250 32东十一线站牵引降压混合变电所2 1000 33蓝田大道站牵引降压混合变电所2 1000 34空港城站降压变电所2 1250 35黄金大道站牵引降压混合变电所2 1000 36临空产业园降压变电所2 1000 37西航站区站牵引降压混合变电所2 1250 东段 13 4 无功补偿无功补偿 轨道交通低压配电系统无功补偿一般采用就地补偿与集中补偿相结合 的原则进行 对于容量较大的用电设备 一般采用就地补偿的方式 集中补 偿是在低压 0 4kV 母线上集中设置自动投切电容补偿装置 且功率因数连 续可调 可调节到 0 95 以上 由于 35kV 环网电缆分布电容的存在 为防止整个轨道交通供电系统向 电力系统反送无功 一般在运行初期 无功补偿装置不投入运行 本工程中为了满足电力部门对功率因数要求 根据供电系统无功补偿 方案 在主变电所 35kV 母线集中设置了动态无功补偿装置 因此 在降压 变电所 0 4kV 母线不再同时设置并联电容器无功补偿装置 13 513 5 有源滤波有源滤波 低压动力照明配电系统的谐波主要来自于车站的通风空调 自动扶梯 等大容量的变频负荷 及其它的如计算机 显示器 UPS 荧光灯等非线性 负荷 且随着节能降耗的需要 变频负荷的比重越来越高 变频负荷的增 加 其产生的谐波电流也会相应增加 对系统的安全构成威胁 采用滤波 装置就近吸收谐波源所产生的谐波电流 是抑制谐波污染的有效措施 一 般包括无源滤波和有源滤波两种方式 无源滤波通常采用由电力电容器 电抗器和电阻器组合而成的无源滤 波装置进行滤波 由于无源滤波器是通过在系统中为谐波提供一条并联低 阻通路 以起到滤波作用 其滤波特性是由系统和滤波器的阻抗比所决定 的 因而存在许多自身无法克服的缺点 无法满足轨道交通供电系统的要 求 随着电力电子技术的不断发展 有源滤波技术不断发展 与无源滤波 器相比 有源电力滤波器具有高度可控性和快速响应性 不仅能补偿各次 谐波 还可抑制闪变 补偿无功 有一机多能的特点 可以满足轨道交通 供电系统负荷不断变化的特点 优化供电质量 节约能耗 因此 本工程建议采用在降压变电所 0 4kV 母线设置有源滤波装置的 滤波方式 地下车站降压变电所有源滤波容量配置为 2x120A 跟随所有源 滤波容量配置为 2x60A 场段降压所有源滤波容量配置为 2x120A 跟随所 有源滤波容量配置为 2x60A 14 过电压保护和防雷过电压保护和防雷 为防止系统内部操作过电压及大气过电压的冲击 变电所采取了如下 过电压保护措施 1 变电所 35kV 两段母线各设置一组避雷器 2 DC1500V 正负母线间设置避雷器 3 DC1500V 正母线对地间设置避雷器 车辆段负母线对地间设置避雷 器 4 地面牵引变电所及与地面相邻的地下牵引变电所内直流馈线设置避 雷器 5 变电所两段 0 4kV 母线各设置一组浪涌保护器 6 车辆段地面变电所房屋考虑建筑防雷 由建筑专业实施 7 地下变电所设置综合接地网 设置 1 组强电设备接地引上线 1 组 13 弱电设备接地引上线 强 弱电设备接地引上线之间沿接地体的地中距离 应不小于 20 米 8 邻近地面段的变电所设置综合接地网 设置 1 组强电设备接地引上 线 1 组弱电设备接地引上线 1 组防雷接地引上线 防雷接地引上线 强 电设备接地引上线 弱电设备接地引上线三者间沿接地体的地中距离尽可 能远 且不应小于 20 米 15 接地接地 15 115 1 一般原一般原则则 本工程接地采用综合接地系统的概念 使全线形成统一的高低压兼容 强弱电合一的接地系统 满足车站内各类设备的工作接地 安全接地及防 雷接地功能 综合接地系统应满足 1 保护运营人员及乘客的安全 防止电击 2 保护地铁设备 设施 防止损坏 3 保护弱电设备 防止电气干扰 15 215 2 接地网接地网设计设计 15 2 1 正线正线 地下车站 全线地下车站设置独立的人工接地网 接地网的接地电阻应满足人员 和设备安全的要求 当达不到此要求时 应采取相应降阻措施 接地网的设计应满足如下要求 1 为减少工程开挖量 地下车站接地网应设置在车站结构底板垫层下 接地体与结构板下垫层之间的距离不小于 0 8m 2 为满足防腐和导电的要求 接地体选用铜材 3 考虑地下水的影响 引上线引出结构底板处应采取防水措施 4 地下变电所接地网设置强电设备接地引上线和弱电设备接地引上线 强 弱电设备接地引上线之间沿接地体的地中距离应不小于 20 米 邻近地 面段的变电所接地网设置强电设备接地引上线 弱电设备接地引上线 防 雷接地引上线 防雷接地引上线 强电设备接地引上线 弱电设备接地引 上线三者间沿接地体的地中距离尽可能远 且不应小于 20 米 5 接地引上线应避开线路 结构底梁和结构柱 强电接地引上线应尽 量位于变电所电缆夹层中或靠近强电电缆井 弱电接地引上线应靠近弱电 电缆井或弱电设备处 以缩短接地回路的长度 并节省电缆投资 15 2 2 车辆段车辆段 停车场 停车场 车辆段 停车场独立 如变电所 信号楼 综合楼等 建筑物一般设 置独立的接地装置 接地装置可采用人工接地体的方式 也可采用自然接 地体的方式 场区内的防雷接地采用单独设人工接地体的方式 接触网架空地线的防雷接地采用牵引降压混合变电所人工综合接地网 地网上设置接触网防雷引出端子 用于接触网架空地线的连接 接触网防 雷引出端子距离强弱电引出端子不低于 20 米 15 315 3 变电所设备接地变电所设备接地 变电所设备应满足工作接地 保护接地和安全接地要求 采取如下措施 1 牵引降压混合变电所设备房中或电缆夹层内设置设备接地主母排 各接地主母排通过电缆与接地网引上线连接 2 在车站变电所站台层夹层或电缆井内设置弱电接地主母排 14 3 变电所设备用房内沿墙敷设接地体用作接地干线 接地干线过门 洞 设备运输通道处应预埋在装修层中 4 接地干线与设备基础预埋件间通过支线接地体相互连接 支线接 地体预埋在装修层中 5 设备保护接地 工作接地通过电缆直接与变电所设备接地主母排 连接 6 变电所内电缆支架上设接地扁钢 接地扁钢通过电缆与变电所接 地主母排连接 16 供电五防装置系统供电五防装置系统 16 116 1 概述概述 长沙市轨道交通 6 号线东西段工程设置供电五防装置系统 该系统主 要包括以下几个子系统 1 变电所安全用具管理柜 2 变电所和接触网的工作票 操作票系统 3 接触网智能接地系统 4 设备履历及技术台账信息库 5 停车场五防系统 本系统以网络为基础 采用分层分布式架构 包括设置在控制中心电 调工作台上的中央管理层 设置在各个车站变电所控制室内的站级管理层 设置在现场的现场采集层 以及联系这三层设备的通信网络构成 中央管理层与站级管理层间的网络通信利用通信传输系统提供的通信 通道构成 站级管理层至现场采集层的通信线缆和通信设备由本专业负责 提供 本系统能科学规范管理变电所现场设备 实现接触网挂地线智能化 程序化 避免了错挂地线 同时实现工作票 操作票的电子化 从而降低 人力成本 提高工作效率 另外 本系统与现有的规章制度相结合 互为 补充 目标是建立一个程序化 网络化 标准化的供电运行安全生产保障 体系 保障供电系统的安全运行 提高轨道交通运行的可靠性 16 216 2 与通信专业接口与通信专业接口 本系统与通信专业接口在通信设备房 ODF 配线架处 由本专业提供通 信光缆至通信设备房 ODF 配线架 并进行熔接 通信专业传输系统提供带 宽不低于 100M 的传输通道 在 OCC 通信系统为供电五防装置系统预留对时接口 接口位置在通信 系统配线架接口侧 通信传输光口采用冗余双网络通信 互为备用 16 316 3 变电所安全用具管理变电所安全用具管理 安全用具管理柜通过采用机械锁实现对接地线 安全帽 绝缘靴 绝 缘手套等安全用具的管理 变电所地线和安全用具管理系统范围包括主变 电站 正线变电所 包括牵引所 降压所 跟随所 停车场变电所 16 416 4 工作票 操作票系统工作票 操作票系统 15 本工程供电五防装置系统设置工作票 操作票自动生成子系统 该子 系统与施工管理系统配套实施 实现标准化作业 施工管理系统为运营公 司配套的 OA 系统 两票流程如下 1 施工计划在施工管理系统中审批 2 施工作业令在施工管理系统中审批 3 两票在本系统中自动生成 4 两票导入施工管理系统 5 通过施工管理系统对两票审批 6 施工管理系统中打印两票 7 工作完成后在施工管理系统中销令 流程如下图所示 16 516 5 接触网智能接地系统接触网智能接地系统 接触网智能接地系统由正线 车辆段 停车场两部分组成 正线采用可 视化远程控制智能接地柜 实现各供电分区的快速 安全可靠挂接地线 可视化智能接地柜与直流开关柜及接触网上网隔离开关闭锁 车辆段 停车 场采用就地操作智能接地柜 通过防误系统实现各接触网供电分区安全可 靠挂接地线 接触网智能接地柜装置主要功能是将验电操作和接地操作融合在一起 完成接触网接地操作 柜中内置了隔离开关 电动操作机构 测控装置 摄像头 直流带电显示闭锁装置 操作按钮 指示灯等部件 可实现远动 接地 就地电动接地 就地手动接地等操作功能 每种操作方式均内置防 误闭锁功能 同时接地装置可实现接地状