城轨交通供电7.第3章变电所--牵引变电所

1、 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 概述概述 采用双边供电方式采用双边供电方式 n地铁牵引网无论是正常运行还是非正常运行方式，都应地铁牵引网无论是正常运行还是非正常运行方式，都应 采用双边供电或大双边供电。在供电距离相同的情况下，采用双边供电或大双边供电。在供电距离相同的情况下， 双边供电在电压损失、功率损失、减少杂散电流等方面双边供电在电压损失、功率损失、减少杂散电流等方面 都有明显优势。都有明显优势。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 概述概述 单边供电场合单边供电

2、场合 n车场线、停车线、检修线、试车线车场线、停车线、检修线、试车线 n车辆少、车速慢、取流小车辆少、车速慢、取流小 n不正常运行方式：终端牵引变电所故障解列或中间所一不正常运行方式：终端牵引变电所故障解列或中间所一 馈线开关故障退出运行。馈线开关故障退出运行。 1.1.若因单边供电距离长，最大电压损失超过允许值，可在若因单边供电距离长，最大电压损失超过允许值，可在 供电终端处将上、下行接触网并联。供电终端处将上、下行接触网并联。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 概述概述 牵引供电系统按双边供电设计牵引供电系统按双

3、边供电设计 n单边供电仅是运行中一种可能采用的临时供电方式，不单边供电仅是运行中一种可能采用的临时供电方式，不 是牵引供电计算的限制条件。是牵引供电计算的限制条件。 1.1.双边供电是城市轨道交通最基本的供电方式，是设计遵双边供电是城市轨道交通最基本的供电方式，是设计遵 循的前提，循的前提， 也是运营首选方案。也是运营首选方案。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 牵引网平均电压损失牵引网平均电压损失 n单边供电：单边供电： 2.2.双边供电：双边供电： 3-2 牵引变电所牵引变电所 1

4、=() A d I Lr u1+ 32m 1 =() A s I Lr u1+ 6m 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 牵引网平均电压损失牵引网平均电压损失 nm=1m=1， ；m=2m=2， ；mm， 2.2.牵引网平均电压损失单边供电是双边供电的牵引网平均电压损失单边供电是双边供电的3 34 4倍。倍。 3-2 牵引变电所牵引变电所 Ad As ILr1111 (1 +)mILr(1 +)1 + 32m32m2m =4 ILr1111 mILr(1 +)1 +(1 +) 12mm6m d s u = u = 3

5、d s u u = 3.33 d s u u = 4 d s u u 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 列车给电运行时弓上电压损失平均值列车给电运行时弓上电压损失平均值 n单边供电：单边供电： 2.2.双边供电：双边供电： 3-2 牵引变电所牵引变电所 =() A d I Lr1.5 - 1 u1+ 3m =() A s I Lr2 - 1 u1+ 6m 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 列车给电运行时弓上电压损失平均值列车给电运行时弓上电

6、压损失平均值 nm=1m=1， ；m=2m=2， ；mm， 2.2.给电运行弓上电压损失单边供电是双边供电的给电运行弓上电压损失单边供电是双边供电的3 34 4倍。倍。 3-2 牵引变电所牵引变电所 11.51.5 mILr(1 +)1 + 3mm =4 12121 mILr(1 +)1 + 12mm d s u = u = 3 d s u u 3 d s u u = 4 d s u u 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 列车最大平均电压损失列车最大平均电压损失 n单边供电：最大平均电压损失发生在供电区终点单边供电：

7、最大平均电压损失发生在供电区终点 2.2.双边供电：最大平均电压损失发生在供电区的中点双边供电：最大平均电压损失发生在供电区的中点 3-2 牵引变电所牵引变电所 1 =(1) 2 Ad dmax ILr u+ m 1 =(1) 4 As smax ILr u+ m 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 列车最大平均电压损失列车最大平均电压损失 2.2.列车最大平均电压损失单边供电是双边供电的列车最大平均电压损失单边供电是双边供电的4 4倍。倍。 3-2 牵引变电所牵引变电所 Ad As 11 ILr(1+)mILr(1+

8、) 2m2m =4 1111 ILr(1+)mILr(1+) 4m8m dmax smax u = u 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 列车起动时最大电压损失列车起动时最大电压损失 n单边供电：最大电压损失发生在供电区终点单边供电：最大电压损失发生在供电区终点 2.2.双边供电：最大电压损失发生在供电区的中点双边供电：最大电压损失发生在供电区的中点 3-2 牵引变电所牵引变电所 =() qdmaxqmax ILr uILr + m - 1 2 =() qmax qsmax ILr ILr u+ m - 1 48 峨

9、眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 列车起动时最大电压损失列车起动时最大电压损失 2.2.列车起动最大电压损失单边供电是双边供电的列车起动最大电压损失单边供电是双边供电的4 4倍。倍。 3-2 牵引变电所牵引变电所 qmax qmax ILr ILr + (m -1) 2 =4 ILr ILr + (m -1) 48 qdmax qsmax u = u 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 牵引网功率损失牵引网功率损失 n单边供电：单边供电： 2.

10、2.双边供电：双边供电： 3-2 牵引变电所牵引变电所 11 =(1 +) 3 2 2 x dAd 1.5k pILr m 11 =(1 +) 3 2 2 x sAs 2k pILr m kx2 列车电流有效系数，列车电流有效系数，kx2 =1.15 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 牵引网功率损失牵引网功率损失 nm=1m=1， ；m=2m=2， ；mm， 2.2.牵引网功率损失单边供电是双边供电的牵引网功率损失单边供电是双边供电的3 34 4倍。倍。 3-2 牵引变电所牵引变电所 ( 22 2 22 2 11.5

11、k1.5k (mI) Lr(1+)1+ 3mm =4 1 mI2k12k1 ) Lr(1+)1+ 32mm d s p = p = 3 d s p p 3 d s p p = 4 d s p p 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 单双边供电问题单双边供电问题 v 单双边供电比较单双边供电比较 杂散电流杂散电流 n（在杂散电流部分分析）（在杂散电流部分分析） 2.2.杂散电流单边供电比双边供电大杂散电流单边供电比双边供电大3 34 4倍。倍。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 一一. 牵引变电所设置牵引变电所设置 n牵引变电所的设置取决于牵引网电

12、压等级、牵引网电压牵引变电所的设置取决于牵引网电压等级、牵引网电压 损失，同时应对杂散电流腐蚀防护、线路能耗、电缆敷损失，同时应对杂散电流腐蚀防护、线路能耗、电缆敷 设、土建造价及运营管理等统筹考虑。设、土建造价及运营管理等统筹考虑。 n牵引变电所分布应尽量均匀，便于牵引整流机组规格统牵引变电所分布应尽量均匀，便于牵引整流机组规格统 一、便于设备维护管理以及降低维护成本。一、便于设备维护管理以及降低维护成本。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 1.1.安全性与可靠性是城市轨道交通的根本，为保障正常的安全性与

13、可靠性是城市轨道交通的根本，为保障正常的 运营和运输能力，当技术性能与经济指标发生矛盾时，运营和运输能力，当技术性能与经济指标发生矛盾时， 优先考虑技术因素，并在此基础之上优化技术方案，力优先考虑技术因素，并在此基础之上优化技术方案，力 求技术方案具有整体合理性。求技术方案具有整体合理性。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足直流牵引供电系统运行方式要求满足直流牵引供电系统运行方式要求 n单牵引整流机组双边供电单牵引整流机组双边供电 n各牵引变电所设置一套整流机组，同一供电分区由相邻各牵引变电所设置一套

14、整流机组，同一供电分区由相邻 牵引变电所各经一路馈线同时馈电，要求牵引网电压质牵引变电所各经一路馈线同时馈电，要求牵引网电压质 量较好且能耗较低。量较好且能耗较低。 n按照按照级重牵引负荷特性，牵引整流机组应具有级重牵引负荷特性，牵引整流机组应具有150%150% 过负荷、连续运行过负荷、连续运行2 2小时的供电能力。小时的供电能力。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足直流牵引供电系统运行方式要求满足直流牵引供电系统运行方式要求 n双牵引整流机组双边供电双牵引整流机组双边供电 n各牵引变电所的两套整流

15、机组均投入运行，同一供电分各牵引变电所的两套整流机组均投入运行，同一供电分 区由相邻牵引变电所各经一路馈线同时馈电，要求牵引区由相邻牵引变电所各经一路馈线同时馈电，要求牵引 网电压质量好且能耗较低。网电压质量好且能耗较低。 1.1.一套牵引整流机组故障或检修退出运行时，变为一套牵引整流机组故障或检修退出运行时，变为1212脉波脉波 整流，谐波含量增加。对于集中供电方式，谐波含量可整流，谐波含量增加。对于集中供电方式，谐波含量可 控制在许可范围内，对于分散供电方式，需核算。若没控制在许可范围内，对于分散供电方式，需核算。若没 有超标，可单套运行。有超标，可单套运行。 3-2 牵引变电所牵引变电所

16、 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足直流牵引供电系统运行方式要求满足直流牵引供电系统运行方式要求 n大双边供电大双边供电 1.1.当某个中间牵引变电所退出运行时，通过直流母线或纵当某个中间牵引变电所退出运行时，通过直流母线或纵 向联络开关等方式实现越区供电，即大双边供电方式。向联络开关等方式实现越区供电，即大双边供电方式。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足直流牵引供电系统运行方式要求满足直流牵引供电系统运行方式要求 n大双边供电大双边供

17、电 n利用解列牵引变电所的直流母线构成大双边供电利用解列牵引变电所的直流母线构成大双边供电 1.1.注：容易扩大事故范围注：容易扩大事故范围 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足直流牵引供电系统运行方式要求满足直流牵引供电系统运行方式要求 n大双边供电大双边供电 n利用纵向电动隔离开关构成大双边供电利用纵向电动隔离开关构成大双边供电 1.1.注：隔离开关不能带负荷运行，造成短时停电。注：隔离开关不能带负荷运行，造成短时停电。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二.

18、牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足直流牵引供电系统运行方式要求满足直流牵引供电系统运行方式要求 n双牵引整流机组单边供电双牵引整流机组单边供电 n线路末端线路末端 1.1.线路中间线路中间 3-2 牵引变电所牵引变电所 线路末端线路末端 线路中间线路中间 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足牵引网电压损失允许值要求满足牵引网电压损失允许值要求 1.1.牵引电压波动范围牵引电压波动范围 3-2 牵引变电所牵引变电所 标称电压（标称电压（V V）最高电压（最高电压（V V）最低电压（最低电压（V V） DC 750DC

19、750900900500500 DC 1500DC 15001800180010001000 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足牵引网电压损失允许值要求满足牵引网电压损失允许值要求 n牵引电压波动范围牵引电压波动范围 n牵引网最大电压损失值是影响牵引变电所数量的关键因牵引网最大电压损失值是影响牵引变电所数量的关键因 素，平均电压损失值对牵引网能耗影响较大。素，平均电压损失值对牵引网能耗影响较大。 n在牵引网回路阻抗一定的条件下，牵引变电所之间的距在牵引网回路阻抗一定的条件下，牵引变电所之间的距 离主要由牵引网电压允许波动范围及允许

20、载流量确定。离主要由牵引网电压允许波动范围及允许载流量确定。 1.1.无论正常双边供电、还是故障大双边供电，牵引网最大无论正常双边供电、还是故障大双边供电，牵引网最大 电压损失都不能超过允许值，以此确定牵引变电所供电电压损失都不能超过允许值，以此确定牵引变电所供电 分区长度。分区长度。（单边供电应区别对待）（单边供电应区别对待） 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足牵引网电压损失允许值要求满足牵引网电压损失允许值要求 n牵引变电所布点方法牵引变电所布点方法 1.1.以线路中间车站设牵引变电所为布点基点以

21、线路中间车站设牵引变电所为布点基点 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足牵引网电压损失允许值要求满足牵引网电压损失允许值要求 n牵引变电所布点方法牵引变电所布点方法 n以线路中间车站设牵引变电所为布点基点以线路中间车站设牵引变电所为布点基点 n考虑牵引所与车站相结合。考虑牵引所与车站相结合。 n研究线路中站间距最大的两个相邻车站，当站间距足够研究线路中站间距最大的两个相邻车站，当站间距足够 长，可将此两车站暂定为牵引所，计算双边供电最大电长，可将此两车站暂定为牵引所，计算双边供电最大电 压损失，若在允许

22、范围内，则确定为牵引所。压损失，若在允许范围内，则确定为牵引所。 1.1.以此牵引变电所为布置的基准点，向线路两端扩展，尽以此牵引变电所为布置的基准点，向线路两端扩展，尽 可能地结合车站设置。可能地结合车站设置。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足牵引网电压损失允许值要求满足牵引网电压损失允许值要求 n牵引变电所布点方法牵引变电所布点方法 n以线路中间车站设牵引变电所为布点基点以线路中间车站设牵引变电所为布点基点 1.1.适用于各车站的站间距相差较大的线路。适用于各车站的站间距相差较大的线路。 3-2

23、 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足牵引网电压损失允许值要求满足牵引网电压损失允许值要求 n牵引变电所布点方法牵引变电所布点方法 n以线路末端车站设牵引变电所为布点基点以线路末端车站设牵引变电所为布点基点 n当线路末端牵引变电所退出时，由相邻牵引变电所实施当线路末端牵引变电所退出时，由相邻牵引变电所实施 单边供电，此时牵引网电压损失比较大；或将线路末端单边供电，此时牵引网电压损失比较大；或将线路末端 牵引网上下行并联运行，以减少牵引网回路电阻，改善牵引网上下行并联运行，以减少牵引网回路电阻，改善 牵引网电压质

24、量。牵引网电压质量。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足牵引网电压损失允许值要求满足牵引网电压损失允许值要求 n牵引变电所布点方法牵引变电所布点方法 n以线路末端车站设牵引变电所为布点基点以线路末端车站设牵引变电所为布点基点 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足牵引网电压损失允许值要求满足牵引网电压损失允许值要求 n牵引变电所布点方法牵引变电所布点方法 n以线路末端车站设牵引变电所为布点基点以线路末端车站设牵引

25、变电所为布点基点 n考虑线路末端牵引变电所与车站相结合。考虑线路末端牵引变电所与车站相结合。 n要据牵引网最大电压损失允许值确定线路末端牵引变电要据牵引网最大电压损失允许值确定线路末端牵引变电 所及相邻牵引所的位置，以此向线路中央靠拢。所及相邻牵引所的位置，以此向线路中央靠拢。 1.1.适用于各车站的站间距相差较小的线路。适用于各车站的站间距相差较小的线路。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n满足牵引网电压损失允许值要求满足牵引网电压损失允许值要求 n牵引变电所布点方法牵引变电所布点方法 n合理设置区间牵

26、引变电所合理设置区间牵引变电所 n对于地面线路，当因牵引变电所与车站结合造成牵引变对于地面线路，当因牵引变电所与车站结合造成牵引变 电所退出时牵引网电损失超标，可适当考虑设置区间牵电所退出时牵引网电损失超标，可适当考虑设置区间牵 引变电所。引变电所。 1.1.对于地下线路，牵引变电所应与车站合建，不考虑设置对于地下线路，牵引变电所应与车站合建，不考虑设置 区间牵引变电所。当地面条件具备，可适当考虑设置地区间牵引变电所。当地面条件具备，可适当考虑设置地 面区间牵引所。面区间牵引所。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布

27、点布点 n兼顾杂散电流腐蚀防护需要兼顾杂散电流腐蚀防护需要 n直流牵引电流通过走行轨时，因走行轨存在内部电阻，直流牵引电流通过走行轨时，因走行轨存在内部电阻， 在走行轨上产生纵向电位。电位的大小与直流牵引电流、在走行轨上产生纵向电位。电位的大小与直流牵引电流、 走行轨单位电阻、供电分区长度有关。走行轨单位电阻、供电分区长度有关。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n兼顾杂散电流腐蚀防护需要兼顾杂散电流腐蚀防护需要 1.1.在同等条件下，牵引变电所的供电分区长度越短，走行在同等条件下，牵引变电所的供电分区长度

28、越短，走行 轨上产生的纵向电位差越小，杂散电流泄漏则越少。轨上产生的纵向电位差越小，杂散电流泄漏则越少。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 n兼顾线路能耗需要兼顾线路能耗需要 1.1.相同条件下，牵引变电所间距增大，牵引网能耗加大。相同条件下，牵引变电所间距增大，牵引网能耗加大。 3-2 牵引变电所牵引变电所 类型类型单位阻抗（单位阻抗（/km/km） 刚性接触网刚性接触网0.0130.013 低碳钢接触轨低碳钢接触轨0.020.02 钢铝复合接触轨钢铝复合接触轨0.010.01 柔性接触网柔性接触网0.0

29、20.020.030.03 回流轨上下并联回流轨上下并联0.010.01 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 布点布点 关于布点的说明：关于布点的说明： 日本铁道电气技术协规定，牵引变电所布点强调以下要素：日本铁道电气技术协规定，牵引变电所布点强调以下要素： n防止电气腐蚀措施；防止电气腐蚀措施； n检测馈电回路的故障并进行保护；检测馈电回路的故障并进行保护； n确保列车运行所需电压；确保列车运行所需电压； 1.1.确保变电所用地条件。确保变电所用地条件。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置

30、牵引变电所设置 v 选址选址 n选址原则选址原则 n电源引入方便；电源引入方便； n尽可能靠近城市轨道交通线路；尽可能靠近城市轨道交通线路； n尽可能与降压变电所合建；尽可能与降压变电所合建； n土石方工程量较少，并避免设在坍塌或高填方地区；土石方工程量较少，并避免设在坍塌或高填方地区； n维护管理和生活条件方便；维护管理和生活条件方便； n设备运输方便；设备运输方便； 2.2.同城市总体规划相协调。同城市总体规划相协调。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 选址选址 n地下牵引变电所地下牵引变电所 n与车站主排水系统

31、分设于车站两端；临近于供电分区较与车站主排水系统分设于车站两端；临近于供电分区较 长的车站侧。长的车站侧。 n设置于车站站台端部设置于车站站台端部 n傍建于车站通风道傍建于车站通风道 2.2.设置于车站线路外侧设置于车站线路外侧 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 选址选址 n地面牵引变电所地面牵引变电所 n技术层面，所间距易做到均匀，电压质量在为改善；通技术层面，所间距易做到均匀，电压质量在为改善；通 风空调系统简化；不需设置气体自动灭火系统；利于设风空调系统简化；不需设置气体自动灭火系统；利于设 备抢修。备抢修。

32、2.2.经济层面，地面造价要低于地下工程；节省气体自动灭经济层面，地面造价要低于地下工程；节省气体自动灭 火系统和通风空调系统投资；中压电缆、直流电缆数量火系统和通风空调系统投资；中压电缆、直流电缆数量 有所增加，但远低于土建造价。有所增加，但远低于土建造价。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 选址选址 n地面牵引变电所地面牵引变电所 n有以下三种典型设置有以下三种典型设置 n与车站结合与车站结合 n独立与车站独立与车站 2.2.车辆段（停车场）车辆段（停车场） 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工

33、程系电气工程系 二二. 牵引变电所设置牵引变电所设置 v 选址选址 n地下区间牵引变电所地下区间牵引变电所 n不提倡。区间风道外侧或盾构竖井（有条件）不提倡。区间风道外侧或盾构竖井（有条件） n箱式牵引变电所箱式牵引变电所 n技术成熟；体积小（占地为传统技术成熟；体积小（占地为传统1/51/51/101/10、投资小、投资小、 选址灵活）。选址灵活）。 2.2.运营初期，直流牵引供电系统需要一个稳定周期。其不运营初期，直流牵引供电系统需要一个稳定周期。其不 具备值班人员就地监视、维修抢修条件，不利于运营管具备值班人员就地监视、维修抢修条件，不利于运营管 理。理。 3-2 牵引变电所牵引变电所

34、峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 中压主接线中压主接线 n两套牵引整流机组分别接至两段母线两套牵引整流机组分别接至两段母线 1.1.在牵引变电所两段母线电压平衡或差别甚微情况下，两在牵引变电所两段母线电压平衡或差别甚微情况下，两 套牵引整流机组分别接至两段母线。实践证明，这种接套牵引整流机组分别接至两段母线。实践证明，这种接 线形式效果不理想，电源电压误差将导致牵引整流机组线形式效果不理想，电源电压误差将导致牵引整流机组 选择困难。选择困难。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵

35、引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 中压主接线中压主接线 n两套牵引整流机组同接一段母线两套牵引整流机组同接一段母线 1.1.将两套牵引整流机组接在同一段中压母线上，构成等效将两套牵引整流机组接在同一段中压母线上，构成等效 2424脉波，利于谐波治理。当一套牵引整流机组故障退出脉波，利于谐波治理。当一套牵引整流机组故障退出 时，另一套牵引整流机组在过负荷允许的情况下，可以时，另一套牵引整流机组在过负荷允许的情况下，可以 继续运行。继续运行。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v

36、 中压主接线中压主接线 n单母线接线单母线接线 n接线形式接线形式 1.1.牵引变电所中压侧单母线不分段。母线引入两个电源，牵引变电所中压侧单母线不分段。母线引入两个电源， 并根据实际条件和需要组建中压网络结构方案。并根据实际条件和需要组建中压网络结构方案。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 中压主接线中压主接线 n单母线接线单母线接线 n运行方式运行方式 n正常运行：正常运行：一个进线电源供电，并向相邻牵引变电所供一个进线电源供电，并向相邻牵引变电所供 电。电。 n进线电源失电运行：进线电源

37、失电运行：当该进线电源失电退出后，经过解当该进线电源失电退出后，经过解 除相关联锁，出线电源可除相关联锁，出线电源可 以自动转变成进线电源，同相以自动转变成进线电源，同相 邻变电所反向提供中压电源。邻变电所反向提供中压电源。 1.1.母线故障运行：母线故障运行：牵引变电所退出运行，由相邻牵引变电牵引变电所退出运行，由相邻牵引变电 所实施大双边供电方式，但需要一定的切换操作时间。所实施大双边供电方式，但需要一定的切换操作时间。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 中压主接线中压主接线 n分段单母线

38、接线分段单母线接线 n接线形式接线形式 1.1.牵引变电所中压侧采用单母线分段方式，设分段开关。牵引变电所中压侧采用单母线分段方式，设分段开关。 正常运行时，两个独立进线电源同时供电，两段母线分正常运行时，两个独立进线电源同时供电，两段母线分 列运行。列运行。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 中压主接线中压主接线 n分段单母线接线分段单母线接线 n运行方式运行方式 n正常运行：正常运行：两个独立进线电源同时供电，两段母线并列两个独立进线电源同时供电，两段母线并列 运行。运行。 1.1.进线电

39、源失电运行：进线电源失电运行：当一个进线电源失电退出，分段开当一个进线电源失电退出，分段开 关自动投入，由另一个进线电源向本牵引变电所的两段关自动投入，由另一个进线电源向本牵引变电所的两段 母线供电；当两个进线电源均失电退出，通过调度进行母线供电；当两个进线电源均失电退出，通过调度进行 倒闸操作，由相邻变电所反向提供中压电源。倒闸操作，由相邻变电所反向提供中压电源。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 中压主接线中压主接线 n分段单母线接线分段单母线接线 n运行方式运行方式 1.1.母线故障运行

40、：母线故障运行：当某一段母线退出时，闭锁分段开关自当某一段母线退出时，闭锁分段开关自 投功能，分段开关不投入运行，另一段母线继续运行。投功能，分段开关不投入运行，另一段母线继续运行。 此时，若牵引整流机组在故障母线上，则整流机组退出此时，若牵引整流机组在故障母线上，则整流机组退出 运行，直流牵引系统通过内部操作实施大双边供电。当运行，直流牵引系统通过内部操作实施大双边供电。当 两段母线退出后，本牵引所退出运行。两段母线退出后，本牵引所退出运行。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 中压主接线中压

41、主接线 n三段母线接线三段母线接线 n接线形式接线形式 1.1.设两段进线电源母线和一段牵引整流机组工作母线。进设两段进线电源母线和一段牵引整流机组工作母线。进 线电源分别接至母线线电源分别接至母线、 段，整流机组接至段，整流机组接至段段 ， 母线母线段与段与、 段分别用断路器分段，通过分段断段分别用断路器分段，通过分段断 路器进行两路电源进线的自动切换。路器进行两路电源进线的自动切换。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 中压主接线中压主接线 n三段母线接线三段母线接线 n运行方式运行方式 n

42、正常运行：正常运行：一台分段断路器合闸，另一台分闸，两路中一台分段断路器合闸，另一台分闸，两路中 压进线电源分列运行，两套牵引整流机组并联运行。压进线电源分列运行，两套牵引整流机组并联运行。 1.1.进线电源失电运行：进线电源失电运行：失电电源分段开关退出，另一台分失电电源分段开关退出，另一台分 段开关自动投入，维持两台整流机组并联运行。两路进段开关自动投入，维持两台整流机组并联运行。两路进 线电源均失电，运行方式同分段单母线接线。线电源均失电，运行方式同分段单母线接线。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及

43、运行方式 v 中压主接线中压主接线 n三段母线接线三段母线接线 n运行方式运行方式 1.1.母线故障运行：母线故障运行：母线母线或或故障，并不影响整流机组运故障，并不影响整流机组运 行；母线行；母线故障，两分段开关均跳闸，整流机组退出运故障，两分段开关均跳闸，整流机组退出运 行行 ；母线；母线和和均故障，牵引变电所退出运行。直流牵均故障，牵引变电所退出运行。直流牵 引供电系统通过内部操作实施大双边供电。引供电系统通过内部操作实施大双边供电。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接

44、线 n接线形式接线形式 2.2.主要有四种常见接线形式：主要有四种常见接线形式： 3-2 牵引变电所牵引变电所 A A型单母线系统型单母线系统进线为直流断路器进线为直流断路器设置纵向电动隔离开关设置纵向电动隔离开关 B B型单母线系统型单母线系统进线为进线为电动隔离开关电动隔离开关设置纵向电动隔离开关设置纵向电动隔离开关 C C型双母线系统型双母线系统进线为直流断路器进线为直流断路器不不设置纵向电动隔离开关设置纵向电动隔离开关 D D型双母线系统型双母线系统进线为直流断路器进线为直流断路器设置纵向电动隔离开关设置纵向电动隔离开关 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线

45、及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nA A型单母线系统型单母线系统 n接线形式接线形式 2.2.单母线系统，两路进线采用直流断路器，设置四路直流单母线系统，两路进线采用直流断路器，设置四路直流 馈出线。牵引整流机组负极采用电动隔离开关。同一馈馈出线。牵引整流机组负极采用电动隔离开关。同一馈 电区分段处上下行之间设纵向电动隔离开关。电区分段处上下行之间设纵向电动隔离开关。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nA A型单母线系统型单母线系统 n运

46、行方式运行方式 2.2.正常运行：正常运行：2424脉波整流，双机组并列运行；直流进线开脉波整流，双机组并列运行；直流进线开 关、馈线开关、上网电动隔离开关均闭合，纵向电动隔关、馈线开关、上网电动隔离开关均闭合，纵向电动隔 离开关断开。该变电所与相邻变电所对同一供电分区实离开关断开。该变电所与相邻变电所对同一供电分区实 施正常双边供电。施正常双边供电。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nA A型单母线系统型单母线系统 n运行方式运行方式 2.2.单套整流机组退出运行：单

47、套整流机组退出运行：整流机组整流机组U1U1故障，进线开关故障，进线开关 QF1QF1跳闸，跳闸，QF3QF3联动跳闸。馈线开关联动跳闸。馈线开关QF5QF5、6 6、7 7、8 8及及 上网电动隔离开关均闭合，纵向电动隔离开关上网电动隔离开关均闭合，纵向电动隔离开关QS1QS1、2 2 断开。系断开。系1212脉波正常双边供电。脉波正常双边供电。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nA A型单母线系统型单母线系统 n运行方式运行方式 2.2.两套整流机组退出运行：两套整

48、流机组退出运行：两套整流机组两套整流机组U1U1、U2U2均故障均故障 退出，进线开关退出，进线开关QF1QF1、QF2QF2跳闸，跳闸，QF3QF3、QF4QF4联动跳闸。联动跳闸。 控制中心对上传的保护信息进行判别，若非直流母线短控制中心对上传的保护信息进行判别，若非直流母线短 路或框架保护动作，则路或框架保护动作，则QF5QF5、6 6、7 7、8 8处于合闸，纵向处于合闸，纵向 隔离开关隔离开关QS1QS1、QS2QS2处于分闸。处于分闸。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线

49、直流主接线 nA A型单母线系统型单母线系统 n运行方式运行方式 2.2.直流母线退出运行：直流母线退出运行：为切除开关柜直流母线碰壳故障，为切除开关柜直流母线碰壳故障， 设置框架泄漏电流保护。当开关柜直流母线发生故障，设置框架泄漏电流保护。当开关柜直流母线发生故障， 框架保护联跳全部馈线开关、两套整流机组进线开关、框架保护联跳全部馈线开关、两套整流机组进线开关、 上下行相邻牵引所相应馈出开关（上下行相邻牵引所相应馈出开关（相邻所开关可人工合相邻所开关可人工合 闸）闸）。控制中心遥分上网隔离开关，遥合纵向电动隔离控制中心遥分上网隔离开关，遥合纵向电动隔离 开关开关QS1QS1、QS2QS2，通

50、过纵向隔离开关实施，通过纵向隔离开关实施大双边供电。大双边供电。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nA A型单母线系统型单母线系统 n运行方式运行方式 2.2.单台馈线开关退出运行：单台馈线开关退出运行：单台馈线开关单台馈线开关QF5QF5退出时，退出时， QF5QF5及其对应上网电动隔离开关断开，相关的纵向电动及其对应上网电动隔离开关断开，相关的纵向电动 隔离开关隔离开关QS1QS1合闸。合闸。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三

51、三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nA A型单母线系统型单母线系统 n运行方式运行方式 2.2.电分段两侧上（下）行两台馈线开关退出运行：电分段两侧上（下）行两台馈线开关退出运行：上行上行 QF5QF5、QF6QF6退出，相应的上网隔离开关分闸，遥合退出，相应的上网隔离开关分闸，遥合QS1QS1 （满足合闸条件），构成大双边供电。下行（满足合闸条件），构成大双边供电。下行QF7QF7、QF8QF8 及相应的上网隔离开关处于合闸，及相应的上网隔离开关处于合闸，QS2QS2处于分闸；保持处于分闸；保持 正常双边供电。正常双边供电。 3-2 牵引变

52、电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nB B型单母线系统型单母线系统 2.2.在在A A型单母线系统基础上，将进线直流断路器改为电动型单母线系统基础上，将进线直流断路器改为电动 隔离开关。设备造价降低，但联锁关系变复杂。另外母隔离开关。设备造价降低，但联锁关系变复杂。另外母 线发生故障时，中压开关跳闸时间较长，一般为线发生故障时，中压开关跳闸时间较长，一般为6565毫秒，毫秒， 不利于母线故障迅速切除。不利于母线故障迅速切除。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电

53、气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nC C型双母线系统型双母线系统 n接线形式接线形式 2.2.双母线系统，设有工作母线、备用母线和旁路开关。两双母线系统，设有工作母线、备用母线和旁路开关。两 路进线采用直流断路器，设置四路直流馈线，工作母线路进线采用直流断路器，设置四路直流馈线，工作母线 和备用母线之间设有备用直流开关。负极采用电动隔离和备用母线之间设有备用直流开关。负极采用电动隔离 开关。开关。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式

54、v 直流主接线直流主接线 nC C型双母线系统型双母线系统 n运行方式运行方式 2.2.正常运行：正常运行： 2424脉波整流，双机组并列运行；直流进线脉波整流，双机组并列运行；直流进线 开关、馈线开关、上网电动隔离开关均闭合；馈线开关开关、馈线开关、上网电动隔离开关均闭合；馈线开关 柜旁路电动隔离开关及备用开关处于断开。柜旁路电动隔离开关及备用开关处于断开。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nC C型双母线系统型双母线系统 n运行方式运行方式 2.2.单套牵引整流机组

55、退出运行：单套牵引整流机组退出运行： 运行方式与运行方式与A A型单母线系型单母线系 统相同。退出的牵引机组对应的直流进线开关断开，馈统相同。退出的牵引机组对应的直流进线开关断开，馈 线开关及上网开关均闭合。旁路开关及备用开关处于断线开关及上网开关均闭合。旁路开关及备用开关处于断 开状态。系开状态。系1212脉波双边供电。脉波双边供电。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nC C型双母线系统型双母线系统 n运行方式运行方式 2.2.两套牵引整流机组退出运行：两套牵引整流机

56、组退出运行： 运行方式与运行方式与A A型单母线系型单母线系 统相同。直流进线开关统相同。直流进线开关QF1QF1、2 2、3 3、4 4，旁路开关，旁路开关 QS11QS11、2222、3333、4444，备用开关，备用开关QF5QF5均断开，馈线开均断开，馈线开 关关QF11QF11、2222、3333、4444合闸。合闸。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 试说明此方式开关分合情况、倒闸操作顺序试说明此方式开关分合情况、倒闸操作顺序? ? 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nC C型双母线系统型双母

57、线系统 n运行方式运行方式 2.2.直流母线退出运行：直流母线退出运行： 直流母线退出时的联跳、分闸方式直流母线退出时的联跳、分闸方式 和时序与和时序与A A型单母线系统相同。在型单母线系统相同。在QF11QF11、2222、3333、4444 分闸前提下，控制中心遥分上下行相邻牵引变电所同一分闸前提下，控制中心遥分上下行相邻牵引变电所同一 馈电分区的馈线开关。然后，按顺序遥合本所旁路开关、馈电分区的馈线开关。然后，按顺序遥合本所旁路开关、 上下行相邻牵引变电所同一馈电分区的馈线开关，通过上下行相邻牵引变电所同一馈电分区的馈线开关，通过 旁路开关和备用母线构成大双边供电。旁路开关和备用母线构成

58、大双边供电。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nC C型双母线系统型双母线系统 n运行方式运行方式 2.2.单台馈线开关退出运行：单台馈线开关退出运行： 单台馈线开关单台馈线开关QF11QF11退出，由退出，由 备用开关备用开关QF5QF5通过与该馈线开关并联的旁路开关通过与该馈线开关并联的旁路开关QS11QS11 代替馈线开关继续运行，实施正常双边供电。代替馈线开关继续运行，实施正常双边供电。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三

59、. 牵引变电所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nC C型双母线系统型双母线系统 n运行方式运行方式 2.2.电分段两侧上（下）行两台馈线开关退出运行：电分段两侧上（下）行两台馈线开关退出运行： 上行两上行两 台馈线开关台馈线开关QF11QF11、QF22QF22退出，可以通过相对应的旁退出，可以通过相对应的旁 路电动隔离开关和备用母线构成双边供电，与单台馈线路电动隔离开关和备用母线构成双边供电，与单台馈线 开关开关QF11QF11退出时运行方式相同。退出时运行方式相同。 3-2 牵引变电所牵引变电所 峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系 三三. 牵引变电

60、所主接线及运行方式牵引变电所主接线及运行方式 v 直流主接线直流主接线 nC C型双母线系统型双母线系统 n运行方式运行方式 2.2.馈线开关与备用开关同时退出运行：馈线开关与备用开关同时退出运行： 一台馈线开关一台馈线开关 QF11QF11和备用开关和备用开关QF5QF5先后退出，对应的馈电分区可以先后退出，对应的馈电分区可以 通过旁路电动隔离开关和备用母线构成双边供电，也可通过旁路电动隔离开关和备用母线构成双边供电，也可 以由相邻牵引变电所实施单边供电。其余馈线开关以由相邻牵引变电所实施单边供电。其余馈线开关 QF22QF22、QF33QF33、QF44QF44保持正常双边供电。保持正常双