供电系统介绍课件

1、长沙轨道交通机电系统设备介绍 主讲：周佳艳目 录第一部分、长沙轨道交通简介第二部分、机电系统组成第三部分、供电系统设备简介第一部分、长沙轨道交通简介长沙轨道交通又名长沙地铁，于2009年正式启动建设，目前在建的有轨道交通1号线及2号线一期工程，2号线一期工程计划于2013年10月正式运营。长沙轨道交通规划中，将于2020年之前建成轨道交通1-6号线主体工程，通车里程将达到234.3千米。其中，1号线及2号线成“十”字在河东的五一广场相交，3号线及4号线在大河西先导区成“”型相交，这4条线路成为市区骨干线。 远期规划至2030年总共将建设10条线路和2条支线路，总长425千米。2030年长沙轨道

2、交通远景规划图长沙轨道交通近期规划图第二部分、机电系统组成通风空调系统组成隧道通风系统车站通风空调系统通风空调系统车站公共区通风空调系统（大系统）车站设备管理用房通风空调系统（小系统）空调冷冻水制备系统（水系统）给水系统排水系统消防系统生活给水系统污水系统废水系统雨水系统消防给水系统灭火器的配置自动灭火系统给排水及消防系统给排水及消防系统结构图生产给水系统供电系统车辆段车站建筑环控系统信号系统通信系统给水与排水系统结构工程土木、隧道工程机电工程AFC车辆车站建筑形式：地下、地面、高架岛式站台侧式站台车辆段出入段线停车库线试车线联络线洗车库维修线 大修线 定修线 临修线 静调线办公及生活区车辆A

3、型、B型车Tc司机车、Mp受电动力车、M拖车例如：6节编组Tc-Mp-M-M-Mp-Tc车辆基本组成：车体、转向架、车钩缓冲连接、受流装置、车辆内部设备、车辆电气系统供电系统高压供电源系统110kV专用主变电所分散供电10kV牵引供电系统750V、1500V牵引变电所、牵引网、架空网、接触轨(第三轨)动力照明供电系统降压变电所、动力照明、380V/220VSCADA电力监控系统通信系统调度指挥通信系统： 有线调度电话、站间行车电话（又称闭塞电话）、区间电话无线通信系统：正线、车辆段其它 公务通信、广播、治安、电视监视系统、其它传输系统环控系统通风与空调系统FAS防排烟消防系统、BAS环境监控系

4、统屏蔽门系统机电系统的关联性示例：FAS需与给排水系统高度关联给水与排水系统给水系统生产（生活）给水、消防栓给水系统、自动喷淋给水系统、空调冷却循环水In：城市自来水排水系统结构渗漏水、消防、生产、生活废水排水设备主排水泵站、辅助排水泵房、污水泵房、临时排水泵房Out：市政下水道信号系统传统信号系统信号装置(机)、联锁设备、轨道电路、闭塞机制、自动停车装置、调度集中装置现代信号系统CBTCATP列车自动防护、ATO列车自动操纵、ATS列车自动监视控制中心子系统车站及轨旁子系统车载子系统车辆段子系统DCS通信子系统后备模式AFC自动售检票系统自动售检票系统清分中心、线路中心、车站系统软件系统AF

5、C应用软件系统、其他支持系统专用设备自动售检票机、闸机、半自动售票机、编码机等第三部分、供电系统设备简介长沙地铁二号线一期工程供电设施分布示意图1、供电方式分类 供电系统分为：集中供电方式、分散供电方式、混合供电方式长沙2号线供电系统图1.1集中供电方式：在线路的适中站位，根据总容量要求设主变电所，由城市电网区域变电所以高压（如110kV）向主变电所供电，经降压并在沿线结合牵引变电所、降压变电所形成中压环网，向轨道交通各系统供电。1.2分散供电方式：不设主变电所，而直接由城市电网区域变电所的35kV或10kV中压输电线直接向轨道交通沿线设置的牵引变电所、降压变电所供电并形成环网。1.3混合供电

6、方式：指一条轨道交通线路，一部分采用集中供电方式，另一部分采用分散供电方式。2、供电系统构成及功能供电系统构成 供电系统主要由：主变电站、供电系统中压网络、牵引及降压变电所、接触网、电力监控（综合自动化）、杂散电流腐蚀防护构成。2.1体育新城主所主接线图体育新城主所简介1、110KV电源进线：一回“T”接黎榔湘上线，一回接至110KV月塘变电站，线路采用架空、电缆结合。2、110KV部分采用线路变压器组接线(110KV主设备采用六氟化硫绝缘全封闭组合电器（简称GIS）,进线均采用电缆；35KV设备采用GIS成套设备；主变压器采用三相双圈有载调压油浸自冷式变压器，户内布置；低压侧采用电缆与35K

7、V母线联接 )。3、35KV部分采用单母线分段接线，I段、II段间采用母线槽连接，配电装置采用GIS成套设备，配固定式真空断路器，35KV出线8回。4、动态无功补偿装置(SVG)容量配置2X3600kvar，分别接入35KVI、II段母线。5、电阻接地组合装置及所用电部分：体育新城主变电所为轨道交通配电所，所有35KV出线均为电缆出线，接地电容电流较大（2号线总电缆长度约为200公里，每段母线电容电流约为100A），故主变压器35KV中性点通过干式接地变经电阻接地，接地变选用1.2MVA干式变压器。6、全所设所用变两台，分别接入35KVI、II段，单台容量为200KVA。2.2中压环网长沙2号

8、线2.3新长沙站牵引降压变电所主接线图新长沙站牵引降压变电所主接线图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、所内设置两套整流机组，并接于同一段AC35kV母线上，构成等效24脉波整流。3、每段AC35kV母线设置一组电压互感器，用于电压测量和保护。4、每段AC35kV母线设置一组避雷器，用于过电压保护。5、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。6、所内馈出5回DC1500V电源，其中4回分别接至接触网上下行，与相邻牵引

9、降压混合变电所构成双边供电，另外1回接至再生能量吸收装置。7、直流馈线开关选用手车式直流快速断路器，开关设置在小车上。8、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。9、所内配置1台备用手车式直流快速开关。10、所内设置两台配电变压器，分别接于两段AC35kV母线。11、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。2.4 直流牵引供电系统2.4.1直流牵引供电系统主要由牵引变电所中的整流机组、直流正负极开关设备、馈线、接触网、钢轨、回流线、均流电缆和钢轨电位限制装置等组成。2.4.2每座牵引变电所设两套整流机组（整流变压器-整流器单元

10、），整流变压器一次侧并接于同一段35kV母线，两台整流机组并列运行并组成等效24脉波方式，通过接触网向列车供电，然后再经钢轨、回流电缆至牵引变电所负极柜。2.4.3为保证旅客和工作人员的人身安全，正线每座车站设钢轨电位限制装置。2.5 直流供电系统（局部）2.6 2号线一期工程变电所分布图、供电系统运行方式3.1正常运行方式 长沙市轨道交通2号线一期工程全线由2座主变电所供电，在袁家岭站降压变电所设置主变电所联络开关，2座主变电所分别向各自供电区域内的牵引及动力照明负荷供电。 每座主变电所的两路电源进线和两台主变压器同时分列运行，负担各自供电分区的牵引负荷和动力照明负荷。 牵引变电所中的两套整

11、流机组并联工作组成等效24脉波整流方式；正线相邻牵引变电所对正线牵引网实行双边供电。 黄兴车辆段内牵引网由黄兴车辆段牵引变电所供电。3.2故障运行方式 3.2.1 体育新城主变电所故障退出运行 当体育新城主变电所故障退出运行（不考虑35kV母线同时故障）时，切除全线三级负荷，闭合袁家岭站环网联络开关，由西湖公园主变电所向2号线一期工程全线牵引及动力照明一、二级负荷进行供电。袁家岭站环网联络开关35KV母联开关西湖公园主变电所体育公园主变电所3.2.2体育新城主变电所一路退出运行体育新城主变电所正常运行方式:两路电源进线和两台主变压器同时分列运行，负担各自供电分区的牵引负荷和动力照明负荷当体育新

12、城主变电所2#主变压器故障或2#进线电缆故障时，切除故障的主变压器或电缆，切除本所供电范围内的三级负荷，闭合35kV母联断路器，由本变电所另一台主变压器向本所供电范围内的牵引及动力照明一、二级负荷进行供电。 3.2.3新长沙站站牵引变电所退出运行3.2.3新长沙站站牵引变电所退出运行3.2.4 新长沙站站牵引降压变电所一路退出运行新长沙站站牵引降压变电所正常运行方式:两路电源进线同时分列运行，负担各自供电分区的牵引负荷和动力照明负荷正常运行时35KV母联断路器（100）处于断开状态3.2.4新长沙站站牵引降压变电所一路退出运行合上35KV母联断路器（100）当新长沙站站牵引降压混合变电所任一路

13、35kV进线电缆故障退出运行时，合上该所的35kV母联断路器（100），由另一路电缆负责本所全部负荷的供电。3.3 牵引所一套整流机组退出，另一套整流机组继续运行的运行方式： 牵引变电所一套整流机组故障时，考虑整流机组具有2小时、150%的过负荷能力，允许牵引变电所整流机组单机组运行。注:整流机组负荷等级应满足GB10411-2005规定，即： 100额定负荷连续 150额定负荷2小时 300额定负荷1分钟4、 车站变电所布局5、供电系统电流走向示意图6、变电设备简介6.1变压器 变压器是变电所的主要设备之一，变压器在变电所的作用是变换电压，电压经升压变压器后，可以减少线路损耗，提高送电的经济

14、性，达到远距离送电的目的，而降压变压器则能把高电压变为用户所需要的各级使用电压，满足用户需要。6.1.1 110KV油浸式变压器结构 110KV油浸式变压器由铁芯、绕组、油箱、高低压套管、散热器、油枕、油位表、温度计、瓦斯继电器、分接开关等部件组成。油枕低压套管油箱：风机散热片高压套管油位计高低压套管：变压器内部的高低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和对地绝缘的作用。油箱：即变压器外壳，变压器器身置于油箱内，油箱内灌满变压器油冷却装置：在变压器运行时，由绕组和铁芯中产生的损耗转化为热量，必须及时散热，以免变压器过热造成事故，所以冷却装置是起到散热的作用。油枕：位于变压器的上方，

15、通过气体继电器与油箱相通，变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，油枕中变压器油上升，温度低时下降，储油柜使变压器油与空气接触面减少，减缓了变压器油的氧化过程及吸收空气中的水分的速度。吸湿器：用于清除和干燥由于变压器油温变化而进入变压器油柜的空气中的杂物和潮气，以保持变压器油的绝缘强度。油枕通过吸湿器与大气相通。吸温器内装有硅胶，它能吸收空气中的水分。当受潮到一定程度时，蓝色硅胶变为粉红色(硅胶变色超过2/3应安排更换）。温度计吸湿器温度计硅胶铁芯：铁芯是构成变压器的磁路，它把一次电路的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次电路的电能，因此，铁芯是能量传递的媒介体。绕组：绕组是变压器的电路部分，是

16、建立磁场和传输电能的电路部分。分接开关：是对变压器进行电压调整的装置。变压器的某一绕组上设置分接头，当变换分接头时就减少或增加了一部分线匝，使带有分接头的变压器绕组的匝数减少或增加，其他绕组的匝数没有改变，从而改变了变压器的匝数比，绕组的匝数比改变了，电压比也相应改变，输出电压就改变了，这样就达到了调整电压的目的。110KV油侵式变压器内部结构图分接开关铁芯绕组瓦斯继电器：位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等）产生气体或油箱漏油使油面降低时，接通信号或跳闸回路，使有关装置发出报警信号或变压器从电网中切除，从而保护变压器。6.2 典型干式动力变压器结

17、构图 6.2干式变压器6.3 110KV GIS简介六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”（Gas-Insulator Switchgear）简称（GIS）-SF6全封闭组合电器。它将一座变电站中，除变压器以外的一次设备包括由断路器、母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、接地开关、电缆终端、进出线套管接器等，经过优化设计有机地组合成一个整体，并封装在金属封闭外壳内，与出线套管、电缆连接装置、汇控柜等共同组成，充以一定压力的SF6气体作为灭弧和绝缘介质的高压成套配电装置。GIS设备根据各个元件不同作用，分成若干个气室，其原则如下：a.因SF6气体的压力不同，要求分为若干个气室。断路器在开断电流时，要求电弧迅速熄灭，因此要求SF6气体压力要高。隔离开关切断的仅是电容电流,所以压力要低些。b.因绝缘介质不同分为若干个气室。因GIS设备必须与架空线、电缆、主变压器相连接，而不同的元件所用的绝缘介质不同，如与变压器的连接因为油与SF6两种绝缘介质而采用油气套管。(如下图)c.因GIS设备检修的需要，要分为若干个气室。由于元件与母线要连接起来，当某一元件发生故障时，要将该