城轨交通供电2第1章概论

1、峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系城轨供电系统构成城轨供电系统构成城轨电力牵引与供电制式城轨电力牵引与供电制式城轨供电系统功能及基本要求城轨供电系统功能及基本要求城轨供电系统一二次设备简介城轨供电系统一二次设备简介第第1章章 概论概论峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-1 城轨供电系统功能及基本要求城轨供电系统功能及基本要求1. 功能功能 动力源泉动力源泉牵引供电牵引供电 + 动力照明用电动力照明用电系统功能系统功能供电服务功能供电服务功能故障自救功能故障自救功能自我保护功能自我保护功能防误操作功能防误操作功能便于调度功能便于调度功能控制、显示和计量功能控制、显示和计量功能电磁兼容功

2、能电磁兼容功能峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-1 城轨供电系统功能及基本要求城轨供电系统功能及基本要求2. 基本要求基本要求基基本本要要求求安全性安全性供电系统安全关系到乘客安全、运营供电系统安全关系到乘客安全、运营人员安全、行车安全、设备安全人员安全、行车安全、设备安全可靠性可靠性经济性经济性先进性先进性适用性适用性对电动列车和动力照明负荷的持续供对电动列车和动力照明负荷的持续供电能力。应满足电能力。应满足“N-1”N-1”原则。原则。项目全生命周期内实现费用的经济合项目全生命周期内实现费用的经济合理。应以前三个要求为前提。理。应以前三个要求为前提。供电系统应满足业主建设目的与性能

3、供电系统应满足业主建设目的与性能要求。要求。先进性主要体现在设计理念、系统方先进性主要体现在设计理念、系统方案、设备及工艺、管理手段等方面。案、设备及工艺、管理手段等方面。峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-2 城轨电力牵引与供电制式城轨电力牵引与供电制式1. 电动列车性能要求电动列车性能要求v 起动加速性能起动加速性能v 要求起动加速力大而且平稳，即恒定的大的起动力要求起动加速力大而且平稳，即恒定的大的起动力矩，便于列车快速平稳起动。矩，便于列车快速平稳起动。 v 动力设备容量利用动力设备容量利用v 列车轻载时，运行速度可以高一些，而列车重载时列车轻载时，运行速度可以高一些，而列车重载

4、时运行速度可以低一些。运行速度可以低一些。“牛马牛马”特性好。特性好。P=FV=P=FV=常数。常数。v 调速性能调速性能A.A. 经济、易实现经济、易实现峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-2 城轨电力牵引与供电制式城轨电力牵引与供电制式2. 电动列车牵引系统电动列车牵引系统v 直流牵引系统直流牵引系统v直流牵引电机直流牵引电机 v控制方式：控制方式：凸轮变阻调速凸轮变阻调速斩波调阻变速斩波调阻变速斩波斩波调压变速调压变速v 前两种方式因电能消耗及、温升等不利，已趋于淘前两种方式因电能消耗及、温升等不利，已趋于淘汰。第三种方式采用汰。第三种方式采用GTOGTO调整直流电机端电压调速。可

5、调整直流电机端电压调速。可将车辆动能存储在电抗器，再反馈到电网。目前欧洲、将车辆动能存储在电抗器，再反馈到电网。目前欧洲、加拿大、日本、上海（加拿大、日本、上海（DC01DC01）直流电机均采用此种传）直流电机均采用此种传动控制方式。动控制方式。A.A. 直流牵引系统应用少直流牵引系统应用少峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-2 城轨电力牵引与供电制式城轨电力牵引与供电制式2. 电动列车牵引系统电动列车牵引系统v 交流牵引系统交流牵引系统v异步电动机、直线电机异步电动机、直线电机v异步电动机控制方式：异步电动机控制方式：VVVFVVVF（Variable Voltage and Vari

6、able Voltage and Variable FrequencyVariable Frequency，调频调压），调频调压）v 优点：无接点控制，运行可靠，过载能力强；粘着优点：无接点控制，运行可靠，过载能力强；粘着性能好；结构简单，重量轻，保养和维修少。性能好；结构简单，重量轻，保养和维修少。v 目前大量应用于城市轨道交通车辆。目前大量应用于城市轨道交通车辆。B.B. 直线电机将传统旋转电机的定子和转子展开成直线状，直线电机将传统旋转电机的定子和转子展开成直线状，转变旋转运动方式为直线运动方式。是转变旋转运动方式为直线运动方式。是2121世纪理想首选世纪理想首选传动方式。我国广州传动方

7、式。我国广州4 4号线已有应用。号线已有应用。峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-2 城轨电力牵引与供电制式城轨电力牵引与供电制式3. 供电制式供电制式v 电流制电流制 电气化铁道：单相工频电气化铁道：单相工频50Hz 25KV50Hz 25KV交流交流 城市轨道交通：直流城市轨道交通：直流v 电压等级电压等级 IECIEC推荐标准电压：推荐标准电压：600V600V、750V750V、1500KV1500KV 中国国家标准：中国国家标准：750V750V、1500V1500Vv 馈电方式馈电方式 架空接触网（钢性、柔性）架空接触网（钢性、柔性） 接触轨（三轨、四轨）接触轨（三轨、四轨）

8、峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-2 城轨电力牵引与供电制式城轨电力牵引与供电制式3. 供电制式供电制式应用情况：应用情况：北京、天津、苏州、杭州、武汉北京、天津、苏州、杭州、武汉 DC750V DC750V 三轨三轨上海、广州、南京、深圳、大连上海、广州、南京、深圳、大连 DC1500V DC1500V 接触网接触网说明：说明：城市轨道交通都采用直流供电制式。列车功率并不是很大，城市轨道交通都采用直流供电制式。列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，供电电压不需要太高；同样电其供电半径（范围）也不大，供电电压不需要太高；同样电压等级下直流制比交流制的电压损失小；供电线路都处在城

9、压等级下直流制比交流制的电压损失小；供电线路都处在城市建筑群之间，供电电压不宜太高，以确保安全。市建筑群之间，供电电压不宜太高，以确保安全。峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-3 城轨供电系统构成城轨供电系统构成1. 城轨供电系统组成部分城轨供电系统组成部分峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系2. 系统功能划分系统功能划分v 外部电源外部电源 集中供电、分散供电、混合供电集中供电、分散供电、混合供电v 主变电所或电源开闭所主变电所或电源开闭所 集中供电集中供电主所主所 分散供电分散供电开闭所，一般与牵引（降压）所合建开闭所，一般与牵引（降压）所合建v 牵引供电系统牵引供电系统A.A.

10、包括牵引变电所和牵引网包括牵引变电所和牵引网1-3 城轨供电系统构成城轨供电系统构成峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系2. 系统功能划分系统功能划分v 动力照明供电系统动力照明供电系统 包括降压变电所和动力照明配电系统包括降压变电所和动力照明配电系统v 杂散电流防护系统杂散电流防护系统 涉及多个专业，由供电系统负责涉及多个专业，由供电系统负责v 电力监控系统电力监控系统 通过调度端、通信通道、执行端（变电所综合自动化系通过调度端、通信通道、执行端（变电所综合自动化系统）完成统）完成“五遥五遥”（遥控、遥调、遥信、遥测、遥视）（遥控、遥调、遥信、遥测、遥视）功能。功能。1-3 城轨供电系统构

11、成城轨供电系统构成峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系3. 电压等级电压等级 以下电压属于供电系统哪些部分？以下电压属于供电系统哪些部分？ AC 110(63)KV； AC 35(33，20)KV； AC 10KV； AC 220/380V； DC 1500(750)V； DC 220V； DC 110V1-3 城轨供电系统构成城轨供电系统构成峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1. 一次电气设备一次电气设备 通常把转换与分配电能的设备和载流导体，如通常把转换与分配电能的设备和载流导体，如变压器、整流器和断路器等称为一次电气设备。变压器、整流器和断路器等称为一次电气设备。1-4 城轨供电系

12、统一二次设备简介城轨供电系统一二次设备简介峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1. 一次电气设备一次电气设备v 转换电能和补偿无功的设备转换电能和补偿无功的设备v 变压器、整流机组、无功补偿装置等变压器、整流机组、无功补偿装置等v 通断电路的开关电器通断电路的开关电器 断路器、隔离开关、直流快速开关、负荷开关、熔断器断路器、隔离开关、直流快速开关、负荷开关、熔断器v 防雷与接地装置防雷与接地装置 避雷器、防雷线圈、综合接地系统避雷器、防雷线圈、综合接地系统v 载流导体载流导体 母线、连接电缆母线、连接电缆1-4 城轨供电系统一二次设备简介城轨供电系统一二次设备简介峨眉校区峨眉校区 电气工程系

13、电气工程系1. 一次电气设备一次电气设备n变压器（变压器（T T）n整流机组（整流机组（UFUF）n断路器（断路器（QFQF）n隔离开关（隔离开关（QSQS）n负荷开关（负荷开关（QLQL）n熔断器（熔断器（FUFU）n避雷器（避雷器（F F）1-4 城轨供电系统一二次设备简介城轨供电系统一二次设备简介QFQFT TQSQSUFUFFUFUF FQLQL峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系SFSF6 6断路器断路器1-4 城轨供电系统一二次设备简介城轨供电系统一二次设备简介主变电所用主变电所用110KV110KV开关（断路器）开关（断路器）主变电所用变压器主变电所用变压器QFQFT T峨眉校

14、区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-4 城轨供电系统一二次设备简介城轨供电系统一二次设备简介各类闸刀各类闸刀QSQSQLQL峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-4 城轨供电系统一二次设备简介城轨供电系统一二次设备简介35kV35kV交流开关柜（交流开关柜（GISGIS）整流变压器整流变压器峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-4 城轨供电系统一二次设备简介城轨供电系统一二次设备简介直流直流1500V1500V开头柜开头柜峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系1-4 城轨供电系统一二次设备简介城轨供电系统一二次设备简介动力变压器动力变压器0.4KV0.4KV开关柜开关柜0.4KV0.4

15、KV断路器断路器峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系2. 二次设备二次设备 对一次电气设备进行控制、监测和保护，以保对一次电气设备进行控制、监测和保护，以保障其正常、安全运行的设备称为二次设备或二障其正常、安全运行的设备称为二次设备或二次系统。次系统。v 仪用互感器仪用互感器v 电压互感器、电流互感器、直流电流互感器电压互感器、电流互感器、直流电流互感器v 测量与计量表计测量与计量表计 测量电压、电流、功率因数、有功、无功等表计测量电压、电流、功率因数、有功、无功等表计1-4 城轨供电系统一二次设备简介城轨供电系统一二次设备简介峨眉校区峨眉校区 电气工程系电气工程系2. 二次设备二次设备v 综合自动化系统综合自动化系统 迅速反映不正常或故障状态，自动切换