第十一篇第二册牵引变电所

1、编制：复核： 张涛审核 ：审定 ：张涛项目总工程师：院副总工程师：文件分发及份数市铁道第0110份第11份第1213份第14份地铁11号线一期工程设计总体组铁道第三勘察设计院馆铁三院电化电信处（五）测量与计量7目录八、综合自动化系统7（一）概述7说明1（二）系统. 7一、工程概况1（三）功能配置8（四）系统控制、监视、测量范围8二、设计依据、设计范围1（五）系统. 9（一）设计依据1（二）设计范围1（六）系统主要技术指标9九、交直流自用电系统9（三）可行性评审意见及执行情况2（四）采用的技术标准2（一）交流自用电系统9（二）直流自用电系统9三、主要设计原则2十、过电压保护及接地9四、所址选择3

2、（一）过电压保护9（二）接地10五、主接线及运行方式3（一）主接线3（二）运行方式3十一、供电运行安全生产管理系统10（一）系统. 10六、房屋平面布置及电缆敷设4（二）系统功能12（一）变电所平面设置原则4（二）平面布置方案4（三）设备外形尺寸配合4（四）设备的操作通道和通道要求5（五）电缆夹层、电缆通道设计5十二、主要设备选择和主要技术性能13（一）环境条件13（二）设备选型原则13（三）设备选型及主要技术性能13十三、定员15七、继电保护、自动装置及二次回路5. 16（一）继电保护设计原则5（二）系统主要保护配置5（三）自动装置6（四）主要控制和信号范围7十四、其他需明附件16说明一、工

3、程概况（二）设计范围1.设计范围本册设计范围为包括：（1）主接线地铁 11 号线一期全线牵引变电所设计，设计内容主要地铁 11 号线一期工程线路西起区复与水上公园西路交口的水上公园站，东至东丽区津塘二线与六经路交口的六经路站。线路串联了复、八里台、儿童医院、友谊路、文化中心、新八大里地块、科技服务区、天（2）设备及生产辅助房屋的平面布置钢、新立示范镇、东丽开发区等客流集散点。一期工程线路全长 22.6km，共设 21 座车站，均为继电保护及测量和计量所用电系统系统站，在东丽区设置七经路车辆段一座。一期工程设置 2 座主变电所，其中六里台主所，由设，与 11 号线共享；在东丽区驯海路新建驯海路主

4、所一座。7号线建过电压保护与接地定员设备选型与相关专业接口中压环网电缆敷设供电运行安全生产管理系统2.与其他专业的设计接口（1）与接触网专业的设计分界直流 1500V 正馈线回路设计分界点为 1500V 馈线直流快速开关回路的接触二、设计依据、设计范围（一）设计依据号文；4.市城市总体规划修改（2005-2020）；市综合交通体系规划（2011-2020 年）；市轨道交通线网规划（2012-2030 年）文号：津政函201392市轨道交通第二期建设规划（20152020）文号：发改基础20152098 号；网电动开关电源侧接线端子及开关操作机构箱内进线端子，变电所至年 02 月）；地铁 11

5、号线一期工程可行性及评估意见；开关的电缆敷设由牵引变专业设计，设计。开关的接线及安装由接触网专业地铁 11 号线一期工程技术要求（2016 年 02 月）；地铁 11 号线一期工程补充技术要求（2016 年 02 月）；地铁 11 号线一期工程接口管理文件（2016 年 02 月）；地铁 11 号线一期工程初步设计文件组成与内容（2016 年 02 月）；直流 1500V 回流回路设计分界点为回流箱的电缆引出端子，牵引变专业负责回流箱以及回流箱至负极柜电缆的设计，接触网专业负责回流箱至轨道电缆及敷设的设计。地铁 11 号线一期工程初步设计文件编制及其他规定（2016牵引变专业为地线预留引入端子

6、的接地母排的位置，提出电缆引入的连接方式，接触网专业负责地线接地引下线电缆及其敷设的设计。11.地铁设计规范（GB 50157-2013）；城市轨道交通工程项目建设标准（建标 104-2008）；城市轨道交通技术规范（GB 50490-2009）；（2）与电力(SCADA)系统的设计分界所内综合自动化系统归变电所专业负责设计。（3）与综合系统的设计分界14. 其它相关规范和规定及市相关行业标准。变电所综合自动化系统与综合系统的接口位置位于车站及车辆段变电电力装置的电测量仪表装置设计规范(GB/T 50063-2008)电力设施抗震设计规范(GB50260-96)干式电力变压器技术参数和要求（G

7、B/T10228-2008）火力发电厂与变电所设计防火规范(GB50229-2006)电力工程电缆设计规范(GB50217-2007)交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范（GB/T50064-2014）交流电气装置的接地设计规范（GB/T50065-2011）建筑机电工程抗震设计规范（GB50981-2014）所控制信号盘通信上传光口/主变电所通信上传引入车站的综合机房配线架外侧；车站及车辆段变电所控制信号盘至车站综合机房的通信光缆由综合负责；主变电所至车站综合机房的通信光缆由牵引变专业负责。（4）与降压变电所专业的设计分界35kV 环网电缆与降压变电所设计界面划分在降压变电所内35kV

8、 进出线开关柜的 35kV 电缆进线端处。牵引降压混合变电所高压室与低压配电室（跟随所）的设计界面划分在配电变压器（高压开关柜）的进线端处。与动力照明专业的设计分界设计分界点在控制室交流盘的进线端子，低压柜至交流盘的电缆由动照专业负责。与杂散电流防护系统设计分界以排流柜的上口为设计分界点。负极柜至排流柜的电缆由牵引变电专业负责，排流柜及以下由杂散电流防护系统负责设计；杂散电流防护系统负责排流柜及监测系统设计，牵引变电专业考虑排流柜的安装位置。与综合接地系统设计分界设计分界为车站站台板下的综合接地端子排，变电所专业从该端子排引线到变电所内设备接地母排。以上标准均执行版本。上述各标准差异时，以较高

9、标准执行。三、主要设计原则牵引降压混合变电所的设计应综合考虑供电可靠性、投资经济性、管理维护便利性。牵引降压混合变电所主接线应力求可靠、简单、全线一致。牵引降压混合变电所安全、可靠地向接触网提供 DC1500V 电源，向车站及区间动力照明负荷提供 AC0.4kV 电源。牵引整流变压器高压侧额定电压为 AC35kV ， 低压侧额定电压为AC1180V；直流母线及馈线额定电压为 DC1500V。配电变压器高压侧额定电压为 AC35kV，低压侧额定电压为 AC0.4kV。（三）可行性评审意见及执行情况牵引降压混合变电所位置的设置应便于设备合车站形式，以尽量减少土建投资为原则。全线牵引降压混合变电所按

10、无人值班、无人值守设计。为减少谐波影响，整流机组采用等效 24 脉波整流。整流机组负荷等级应符合 GB50157-2003 的规定，即：100%额定电流，连续运行；150%额定电流，2h；300%额定电流，1min。牵引变压器和整流器的冷却方式为空气自冷式，以降低噪音。继电保护装置力求简单，并满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。供电系统各级保护的配置应考虑配合关系。、电缆引入方便，紧密结可研评审对本专业无意见。（四）采用的技术标准城市轨道交通工程项目建设标准（建标 104-2008）城市轨道交通技术规范（GB 50490-2009）地铁设计规范(GB50157-2013)城市轨道交通直流

11、牵引供电系统（GB/T10411-2005）20kV 及以下变电所设计规范（GB50053-2013）3110kV 高压配电装置设计规范(GB50060-2008)供配电系统设计规范(GB50052-2009)低压配电设计规范(GB50054-2011)电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB/T 50062-2008)牵引降压混合变电所设置综合自动化装置。牵引降压混合变电所开关控制方式为三级控制，即：控制中心远方操作、所内控制信号盘上操作和开关本体操作。在开关柜中设当地/远方选择开关以转换控制级别。各控制对象的控制方式能单独转换。变电所房屋及设备布置应做到：（1）平面布置合理，便于运营管理

12、和设备巡视。供电分区末端的变电所只设一路进线。进线电源来变电所的馈线或相邻变电所，出线向相邻变电所供电。35kV 每段母线各设一组电压互感器，用于母线电压测量，每段母线各设一组避雷器用于过电压保护。牵引降压混合变电所设置两套整流机组，均接于同一段 35kV 母线上。牵引降压混合变电所每段 35kV 母线上各设一台配电变压器，当设跟随所时，每段母线增加至跟随所的馈线。车站牵引变电所设置 1 套中压逆变型再生电能吸收利用装置，35kV 交流侧接于整流机组对应的另一段母线。2直流侧整流器正极通过直流快速开关与直流 1500V 母线相连；负极通过手动开关与负极柜中的负母排连接。直流 1500V 母线采

13、用单母线接线型式。正线典型变电所设 4 路 1500V 直流馈线；六经路站末端牵引变电所，设 6 路直流馈线；车辆段牵引变电所设 8 路（2）便于设备，应留有设备通道。合理，施工敷设方便，节省工程（3）电缆敷设通道通畅、便捷，电缆投资。13.变电所设备选择应立足于，在技术经济合理的条件下选择国内先进水平的产品。全线变电所的设备选型尽量与运营线，减少设备的类型，以便于管理和运营。本工程按照建筑机电工程抗震设计规范GB50981-2014 相关内容执行抗震设计。正线车站牵引变电所设置 1 套中压逆变型再生电能吸收利用装置。四、所址选择直流馈线。直流馈线通过直流快速开关分别接至接触网上、下行的电动关

14、，分别向左右两方向的上、下行接触网供电。开直流馈线开关采用移动备用方式，每个牵引变电所备用一台带手车的直流馈线快速开关。直流 1500V 正母线对地间，整流器出口端的正、负母线间，车辆段及六经路站牵引变电所 1500V 负母线对地间，各设置一台避雷器用于过电压保护。（二）运行方式135kV 母线根据全线设计规划，变电所的所址选择情况如下：正线车站牵引变电所，水上公园站、外环辅道站、一经路站牵引变电所设备房间均位于站台层；窑站整流变压器室及直流开关柜室位于站台层，其余设备房间位于设备层；黑牛城道站整流变压器室位于站台层，其余设备房间位于设备层；内江路站设备房间均位于站台层轨行区边跨；友谊商厦、华

15、山里站、雪莲南路站、六经路站控制室位于站厅层，其余设备房间位于站台层；海河东路站设备房间均位于设备层。车辆段牵引变电所设在地面，为单体建筑。正常运行时，35kV 进线电源分别向两段 35kV 母线供电，母联断路器打开。当任一路 35kV 进线电缆故障，母联断路器自动投入，保证供电系统的一、二级负荷供电。2牵引部分正常运行时，两套整流机组并联运行，组成等效 24 相脉波整流，接触网越五、主接线及运行方式（一）主接线1AC35kV 侧根据中压环网接线型式，典型牵引降压混合变电所 35kV 母线采用单母线分段接线方式，两段母线之间采用母联断路器。每段母线设一路进线，一路出线，区开关打开，与相邻两牵引

16、变电所双边供电方式，共同向供电范围内的电动车辆供电。当一套整流机组退出运行时，另一套机组在运行条件（满足机组的过负荷及谐波含量要求、不影响故障机组抢修条件）时，可继续供电。否则，将整个变电所退出运行，由两相邻变电所通过越区开关或变电所直流母线越区实现大双边供电。水上公园站牵引变电所故障时，由相邻牵引变电所越区实现单边供电。六经路站牵引变电所故障时，由相邻正线牵引变电所单边供电，预留车辆段牵引所为正线供电条件。车辆段牵引变电所故障时，由六经路站牵引变电所越区供电。3降压部分动力配电变压器正常供电时分列运行，共同负担供电区域内的动力照明负荷。当一台动力配电变压器故障解列时，切除三级负荷，由另一台变

17、压器负担供电范围内全部动力照明一二级负荷。影响设备接线。9变电所的门窗均应采用非燃烧材料，满足其房间防火等级要求。（二）平面布置方案牵引降压混合变电所原则上设以下设备用房：整流变压器室 2 间，交直流开关柜室 1 间，动力变及 0.4kV 开关柜室 1 间，控制室 1 间、再生变压器室 1间（车站牵引变电所）、再生开关柜室 1 间（车站牵引变电所）。整流变压器设在单独的整流变压器室内，设防护网栅进行安全。交流盘、直流电源盘、控制信号盘等设在控制室内，采用单列布置。40.5kV 开关柜、直流开关柜、整流器柜、负极柜、钢轨电位限制装置、排流柜均设于开关柜室内。条件下，可根据实际情况进行调整，分房间

18、布置。40.5kV 开关柜、1500V 直流开关柜采用单列布置，直流开关柜采用绝缘安六、房屋平面布置及电缆敷设装。（一）变电所平面设置原则1变电所设备用房及设备布置应确保运营整流器柜分设于负极柜两旁。整流器柜、负极柜均采用绝缘安装。变电所设一台带有可移动小车的 1500V 直流快速开关作为备用。的安全，便于运营。2.变电所平面布置紧凑合理，综合考虑通风、空调等，既满足技术要再生变压器设在单独的变压器室内，设防护网栅进行安全，情况求，又节约投资；针对不同的车站型式，采用合理的布置方案。3.设备平面布置应充分考虑设备间的电气联系，尽可能将有电气联系的设备靠近布置，减少电缆迂回。下可与再生开关柜设备

19、间布置。再生变流器、再生直流开关柜采用单列布置，且均采用绝缘安装。（三）设备外形尺寸配合初步设计中，依据多家生产厂家提供的变电设备的外形尺寸，在确定房屋面积时采用的设备外形尺寸见表 5-1。4变电所设备房间下方设置电缆夹层，夹层板下净高不低于 1.9m，车站站台板下电缆夹层净高不得低于 1.5m；车站，车站站台板下电缆通道净高不得低于 1.3m。夹层内应采取防进水、防积水、排水措施。各配电装置室、控制室内采取有效的通风散热及事故排风措施，设在地下的变电所内应装设自动气体灭火系统装置。变电所所有开关柜室、控制室都设置向外开启的门，相邻设备用房之间应设置能双向开启的门。变压器室应设置防火卷帘门、防

20、火平开门或可拆门洞。变电所主要设备外形尺寸表表 6-1：mm7变电所内应留有大型设备的和通道。变电所设备房屋长度大于 7m 时，应有两个出口，并布置在房屋的两端。当两出口之间长度大于 15m或设备房长度大于 60m 时，应增加出口。8.设备布置应综合考虑车站的柱网结构与设备的关系，尽量避免梁上开洞，序号设 备 名 称单位外形尺寸（宽深高）mm1整流变压器台3000160030002整流器柜面1200120024003AC40.5kV 开关柜面600180024004DC1500V 开关柜面800160024005负极柜面1200120024006排流柜面1200120023007控制信号盘面8

21、006002300高不低于 1.9m。内适当设置人孔。车站，车站站台板下电缆通道净高不得低于 1.3m。变电所设在站台层的变电所的进出电缆沿站台板下的电缆通道敷设，强电与弱电电缆需分开敷设。从六里台主变电所至 11 号线八里台站，本线环网电缆利用 7 号线的电缆通道。在敞开段，电缆支架安装在挡墙上，电缆敷设在电缆支架上；区间，路左侧的疏散下方的隧道侧壁上安装电缆支架，电缆敷设在电缆支架上。结合土建条件，合理设置电缆夹层、电缆沟、电缆竖井等适宜的电缆敷设构筑物，穿越其它构筑物时，预留或预埋管、槽、孔、洞，确保电缆敷设路径通畅，空间满足电缆最小弯曲半径要求。注：AC40.5kV 开关柜两侧考虑各

22、250mm 的边柜。DC1500V 开关柜单侧考虑 400mm 的边柜。（四）设备的操作通道和通道要求不源回下行环网电缆）、不压等级的电缆，应尽可能分别在变电所设备布置应考虑操作通道、维修通道、设备通道，运营巡视维不同支架上敷设，地段必须在同一电缆支架上敷设时应分层。护、电缆敷设路径顺畅的要求，并应考虑设备预留孔洞与支撑梁的位置关系。具体设备布置通道尺寸见下表：电缆穿越车站结构层、道床或环控风道的地方，应穿管敷设，并按照电缆敷设的规范作好防火防水封堵。电缆敷设施工完毕后，严格封堵预留管、洞、孔，减少小动物（鼠类）进入设备房，以免造成事故和控制火灾蔓延范围。配电装置室内各种通道最小宽度（净距）表

23、 6-2：mm七、继电保护、自动装置及二次回路（一）继电保护设计原则变电所的继电保护设计应满足可靠性、速动性、灵敏性和选择性的要求。注：通道宽度在建筑物的墙柱个别突出处，可缩小 200mm。控制室各屏间及通道最小距离，宜按表 5-3 规定的数值。继电保护的设置应满足市供电管理部门的要求。供电系统各级保护配置应考虑相互之间的配合关系，并应满足系统正常及故障时运行方式的要求。（二）系统主要保护配置1.35kV 进线、出线光纤纵差保护过流保护零序过流保护控制室各屏间及通道距离表 6-3：mm注：括号内数值适用于有人值守情况。（五）电缆夹层、电缆通道设计为便于所内电缆的敷设及，在变电所下方设置电缆夹层

24、，夹层板下净屏正面-屏背面屏背面-墙屏边-墙屏正面-墙15008008001500（3000）布置方式通道操作通道固定式移开式设备单列布置时8001500单车长设备双列布置时双车长+900序号设 备 名 称单位外形尺寸（宽深高）mm8交流盘面80060023009直流盘面800600230010蓄电池盘面800600230011钢轨电位限制装置面800600230012再生变压器台33001800300013再生变流器面12001200240014再生直流开关柜面120012002400（4）数字通信电流保护2.35kV 母联断路器限时电流速断保护零序过流保护数字通信电流保护3.整流机组电流速

25、断保护过流保护零序过流保护断路器失灵保护变压器温度保护变压器过负荷保护（5）零序电流保护6.直流进线逆流保护大电流脱扣保护7.直流馈线大电流脱扣保护电流变化率 di/dt 及增量I 保护热过负荷 Imax 保护失压保护双边联跳保护8.直流 1500V 再生制动装置馈线大电流脱扣保护（断路器本体保护）电流速断过电流保护（低电压启动过电流）9.全所直流设备设三套框架泄漏保护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；再生变流器及开关柜共用一套框架泄漏保护。框架泄漏保护与钢轨电位限制装置应配合使用，以确保变电所的可靠运行。变电所装设钢轨电位限制装置时，框架泄漏

26、保护中的电压元件与钢轨电位限制装置所检测的电压均为负极对地电压，如果两者配合不当，将会造成直流开关误动作跳闸，进而影响正常运行。所以框架泄漏保护的电压元件动作时间须与钢轨电位限制装置的动作时间进行配合，以减少直流开关不必要的跳闸。（三）自动装置整流器整流器元件故障过电压保护整流器过负荷保护整流器温度保护数字通信电流保护4.配电变压器电流速断保护过电流保护零序过流保护断路器失灵保护变压器温度保护变压器过负荷保护数字通信电流保护5.35kV 中压能馈馈线数字通信电流保护电流速断保护过电流保护（带方向性）自动装置功能可以通过两种方式实现：一种是主单元通过网络通信、按预定是通过设置程序，控制相关设备的

27、间隔单元，配合完成自动装置功能。另一种自动装置单元完成设备间的自动控制。主要的自动装置功能有：135kV 母联断路器自动投入；直流馈线自动重合闸；设备间的安全闭锁；（4）过电压保护（）设备间的联动跳闸；所用电交流装置进线电源自动投切；所用电直流装置进线电源自动投切等。（四）主要控制和信号范围1控制范围控制范围主要包括 35kV 进线/出线断路器、35kV 母联开关、35kV 馈线断路系统，相应的电力主站及供电复示系统、数据传输通道等由综合系统设计；变电所综合自动化系统由各变电所专业设计。本工程变电所综合自动化系统设计方案如下：（一）概述牵引降压混合变电所内设置全所综合自动化系统，用于继电保护及

28、，实现对所内及本所供电范围内设备的故障切除、信息的发送及手动/自动改器、1500V 直流电动开关、1500V 直流快速断路器、接触网电动开关、变系统设备运行模式，以保证供电系统的安全运行。35kV 母联开关自投、重合闸投切、400V 进线、母联和三级负荷开关。2信号范围所内采用无人值班方式，不设集中台。控制方式为控制中心远方操作、所内盘上操作、开关本体操作三级控制。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。在开关柜中设当地/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。（二）系统信号范围主要包括开关合/分位置、自动装置位置、远方/当地转换开关

29、位置、母线检压信号、35kV 进线/出线保护信号、35kV 馈线保护信号、35kV 母联开关保护信号、整流机组保护信号、动力变保护信号、1500V 直流馈线保护信号、400V 开关保护信号、设备自检信号、所用电交/直流系统监测信号、自动装置动作信号、轨电位装置相关信号、再生制动装置相关信号。（五）测量与计量变电所的电气测量仪表设置应符合电力装置的电测量仪表装置设计规范（GB/T 50063-2008）的有关规定，表计设在相应的开关柜上，可在开关柜当地显示并通过变电所综合自动化系统将数据送往控制中心，其中对各种交流电量采用直接交流采样方式，主要包括：变电所中压母线电压，馈出回路的电流，变压器回路

30、的功率；牵引变电所直流母线电压；牵引整流机组电流、牵引馈线电流、负极柜回流电流；变电所直流操作电源的母线电压。该系统采用计算机型设备，分层分布式结构、集中管理模式，采主机模式。系统分三层设置：站级管理层，网络通信层，间隔设备层。1站级管理层网双站级管理层由安装于控制信号盘内的通信控制器、工作站等组成。通信控制器采用主备冗余配置，实现各类基础设备与工作站、综合系统之间的通信传输，接收电力调度中心/变电所控制室指令、向间隔设备层设备发布指令、收集并处理从基础设备到的各类信息。工作站安装变电所综合自动化系统应用2网络通信层，用于提供变电所综合自动化系统的人机操作界面。网络通信层由所内通信网络及网络接

31、口设备组成。站级管理层与间隔设备层的通信网络采用光纤以太网与现场总线并存模式：光纤以太网通信传输速率为 10/100M 自适应，传输介质采用光缆；现场总八、综合自动化系统本工程设置电力系统，电力系统由电力主站系统、设置在地线通信传输速率不小于 19.2kbps，传输介质采用双绞线。铁沿线变电所（包括牵引降压混合变电所、降压变电所、主变电所）的综合自站级管理层与 AC40.5kV、DC1500V、AC0.4kV 开关柜（含跟随所 AC0.4kV 开关柜）保护测控单元的通信，采用光纤以太网；与交直流电源装置、杂散电流监测装置、整流变压器、配电变压器、整流器、钢轨电位限制装置、再生制动动化系统、设置

32、在供电维修工区的供电复示系统以及联系它们的通信通道。本工程设置综合系统，电力系统深度集成于综合系统，即控制中心电力主站系统、供电维修工区的复示系统和通信通道纳入综合装置等智能单元的通信采用现场总线。跟随式所不设置独立的变电所综合自动化系统，AC40.5kV、AC0.4kV 开关柜系统通过配置电量模块，对变电所内各种模拟量及脉冲量进行，保护测控单元及配电变压器智能自动化系统。3间隔设备层（1） 间隔单元配置单元通过光纤以太网接入相关变电所综合并通过通信通道将电量送往控制中心，其中对交流模拟量采用交流采样方式，这样比传统的变送器方式中间环节少、实时性好、精度高。5自动装置功能系统具有设备间联动、联

33、锁及自动改变供电运行方式的自动装置功能，实现供电系统安全可靠运行。间隔单元主要包括 35kV进线开关单元、35kV 出线开关单元、35kV 母联开关单元、整流变压器 35kV 侧开关单元、配电变压器 35kV 侧开关单元、整流机组 1500V 侧开关单元、1500V 直流馈线开关单元、负极柜单元、接触网电动开关单元、轨电位监测单元、交直流电源系统单元、400V 低压系统的间隔单元、6通信功能系统通过配置的通信模块与地铁通信系统提供的数据传输通道接口，实现所内信息与控制中心式或主备用并行工作模式。系统的。支持通道一主一备工作模杂散电流监测单元、再生制动装置（2）间隔单元单元等。7系统应具有可性间

34、隔层单元用于实现对所内供电设备的控制、监视、测量及保护功能，保系统提供标准计算机接口，用于调试终端计算机的接入，通过该终端，可护功能完全脱离网络独立完成。间隔层单元选型及结构的设计应适应现场以实现系统的8容错、自及扩展。扩展、自恢复功能应简便易学。恶劣的运行环境，并采用小型化设备，以适应在开关柜内安装，但对接触网开关等难以在设备上安装的间隔单元，采用在控制信号盘上集中安装方式。全线设置一套杂散电流监测系统，在杂散电流集中监测计算机上设置与变电所自动化系统的接口功能，将杂散电流监测系统纳入变电所自动化系统，实现杂散电流监测数据到控制中心和供电车间复示系统的发送。（三）功能配置继电保护功能继电保护

35、应符合选择性、速动性、灵敏性、可靠性的要求，力求在保证可靠性的前提下，简化保护配置。继电保护的动作应具有独立性，完全不依赖于系统网络。过流保护应具有多套定值切换功能，以适应不同的运行方式。控制功能系统应具有一定的容错能力及完善的自检功能，对故障设备给出故障信息，自检标志达到模块级。系统个别间隔单元的故障不应影响系统其他部分的运行。9与其他系统的功能根据需要可以与其他系统接口，进行。10音响功能控制信号盘设置事故、预告11系统时钟同步功能音响，无人值班时可关闭。系统可以接收 SCADA 系统的时钟同步信号，与主站时钟保持同步。（四）系统控制、监视、测量范围1主要控制范围系统通过配置的模块实现对本

36、所管辖范围内供电设备改变运行状态的AC40.5kV 断路器/电动开关、DC1500V 断路器、接触网电动开关、控制。控制包括所内控制及对3信号功能控制命令的执行。AC0.4kV 断路器（进线、母联断路器、三级负荷总开关及其他有开关）、自动装置投切、保护复归、微机保护定值切换的控制等。需求的馈线系统通过配置的模块实现对所内开关位置、故障信息、保护动作等信跟随所：AC40.5kV 开关、AC0.4kV（进线、母联断路器、三级负荷总开关号的实时和，并转发至控制中心。及其他有需求的馈线开关）、自动装置投切、保护复归等。4测量与计量功能2主要监视范围40.5kV 断路器位置信号，DC1500V 断路器、

37、OVPD 接触器及接触网电动开关位置信号，排流柜开关位置信号，0.4kV 进线、母联、三级负荷总开关、重要馈线回路的开关位置信号，所内各种保护、事故、预告信号，自动装置动作信号、自动装置功能的投入/撤除状态、事故信号、预告信号，再生电能装置、杂散电流监测装置、有源滤波装置及交直流电源装置的相关信息等。跟随所：40.5kV 开关、0.4kV 进线、母联、三级负荷总开关、重要馈线回路的开关位置信号，所内各种保护、事故、预告信号，自动装置动作信号、自动装置功能的投入/撤除状态、事故信号、预告信号，有源滤波装置及交直流电源装置的相关信息等。3主要测量范围35kV 进线/出线电流、35kV 母联电流、3

38、5kV 母线电压、35kV 馈线电流/有功功率/有功电度、直流 1500V 进线电流、直流 1500V 母线电压、直流 1500V 馈线电流、回流线电流、0.4kV 进线电流/电压/有功功率/有功电度/无功功率/无功电度/功率因数、0.4kV 母联电流、0.4kV 三级负荷总开关电流、0.4kV 计费类馈线回路电流/有功电度、交/直流电源装置重要电量、杂散电流监测装置监测数据、轨电位等。跟随所：0.4kV 进线电流/电压/有功功率/有功电度/无功功率/无功电度/功率因数、0.4kV 母联电流、0.4kV 三级负荷总开关电流、0.4kV 计费类馈线回路电流/有功电度等。（五）系统置系统调试、包。

39、（六）系统主要技术指标1模拟量测量总误差 1.5%2控制正确率99.99%3信号正确率99.9%分辨率10ms4事件顺序5装置平均无故障工作时间：不小于 10000 小时6通信速率不低于 10M九、交直流自用电系统（一）交流自用电系统变电所设置一套交流盘，从 0.4kV 低压系统两段母线分别引入两回一级负荷电源至交流盘的两段母线，做为交流自用电系统的进线电源，两回电源互为备用，并设置电源自动投切装置。交流自用电系统采用单母线分段接线形式，每段母线上设馈线开关，向全所交流自用电负荷供电。（二）直流自用电系统所内设置一套直流自用电设备，由所内交流盘的两段母线上提供两回交流0.4kV 电源，电源互为

40、备用，并设置电源自动投切装置。直流自用电系统由蓄电池和充电器模块等组成。输出电压为 DC220V。正常运行时，蓄电池在浮充电状态，充电模块负责向全所的直流负荷供电，交流失电后，由蓄电池向所内直流负荷供电，蓄电池组容量应满足全所事故停电 2 小时的放电容量及事故放系统提供运行成熟、先进可靠、标准化程度高、开放性好的资源；软简捷、电末期最大冲击负荷容量的要求。蓄电池的设计的情况下不小于 10 年。为满足现场运行环境要求件结构采用模块化设计；易学。功能丰富、实用、自动化水平高；编程十、过电压保护及接地应用是开放性的，用户可根据运营的要求，建立、修改、编辑、增扩系统数据库及用户画面等应用，并可对系统进

41、行二次开发，而无须修（一）过电压保护各变电所 35kV 母线上设氧化锌避雷器作为过电压保护。直流 1500V 正母线对地间，整流器出口端的正、负母线间，车辆段及六经路站牵引变电所 1500V 负母线对地间，各设置一台避雷器用于过电压保护。为保证人身安全，限制钢轨对地电位不超过安全允许范围，正线每个牵变改程序。具备完善的故障功能，故障到模块级，并能通过通信网络实现故障信息的远方传输。具有看门狗、自便携式、自恢复功能。计算机除具有与计算机相同的功能外，还配电所内均设一台钢轨电位限制装置，车辆段变电所暂按设四台钢轨电位限制装置。（二）接地变电所利用车站综合接地网，所内设接地母排（与综合接地网的接地母

42、排连接），所内设备的接地均通过电缆与接地母排连接。所内设备的基础预埋件（直流牵引设备除外）通过接地扁钢与设备房间内的干线接地扁钢连接，干线接地扁钢通过电缆与所内接地母排连接。直流牵引设备直流开关柜、负极柜、整流器柜、以及再生开关柜等均采用绝缘安装方式。区间的电力电缆支架接地扁钢及电力电缆的外铠通过变电所接地母排与接地网连接。的光纤防误、工作票、操作票、巡检子系统通道需要 2 芯光纤。十一、供电运行安全生产管理系统本次设计建议在正线车站、车辆段设置供电安全生产管理系统。本系统功能覆盖地铁全线的供电系统，在控制中心与综合接口，在变电所与综合自动化系统接口，实现系统互联、信息共享。在正线车站、车辆段

43、内实现防止带电挂接地线，防止带地线合刀闸等误操作，同时将工作票、操作票等运营流程实现电子化、规范化，提高工作效率，提高供电系统运营的安全性。轨道交通供电运行安全生产管理系统包括防误、地线管理、工作票、操作票、巡检五大子系统。主要涵盖电调操作控制中心（OCC）、维修调度控制中心（DCC）、变电部值班所、接触网检修班组、牵引降压变电所（含接触网）和车图 11-11. OCC 电调轨道交通供电运行安全生产管理系统总体架构图OCC 电力机房设有安全生产管理系统服务器，安装系统，包含防误系统模块、操作票系统模块、工作票系统模块、巡检系统模块等，实现本线工程全线变电站工作票、操作票、巡检数据的集中管理与集

44、中处理功能；服务器与 OCC 层综合系统电力调度子系统通信，实现互传遥信，软闭辆段检修库等多个站点。设备主要包括服务器、工作站、电脑、锁功能。系统工作站作为 OCC 电调拟、工作票的办理等。防误操作的工作界面，包括操作模地线管理器、（一）系统管理机、各类现场级锁具。安全生产管理系统通过在 OCC 电力机房设置系统服务器、通入等设备，实现对全线所有变电所（含接触网）、变电部值班所、接触网检修班组、车辆段检修库、DCC 检调的集中管理与。在 OCC 电力机房安全生产管理系统与系统进行通讯实现系统对各变电所操作设备的闭锁功能。安全生产管理系统采用光纤环网与各个变电站子系统进行实时通讯，独立图 11-

45、2OCC 电调2. 变电部值班所图 11-4变电所在每个变电所设置一台防误工作站，实现模拟预演、操作票生成等功能。电脑持电脑可接收本站工作站上经模拟预演后生成的倒闸操作票，接票后操到就地进行相关电气设备操作。作管理机用于紧急的管理。地线管理器用来规范管理接地线使用，具有地线存取状态的监视管理功能，地线用于接触网的4. 接触网检修班组接地。图 11-3变电部值班所本工程按每 4 个变电所设置 1 个变电部值班所考虑，全线共设置 6 处。变电部值班所主要设备有防误工作站、电脑、巡检仪、管理电值班在防误工作站上根据作业令进行工作票的编制、审核，提交电调批准，并可根据需要生成相关指导性操作文档并打印。

46、电脑可接受由电调分解生成的倒闸操作票，也可以直接接收防误工作站上经模拟预演后生成的倒闸操作票，接票后操作所进行相关电气设备操作。持电脑到管辖变电变电值班管理。可在防误工作站上定制巡检任务，并对巡检任务和缺陷进行管理机用于紧急3. 变电所的管理。图 11-5接触网检修班组作为接触网接触网检修班组工作所在地，设置有系统工作站，以便检修对需要检修操作的设备进行工作票办理及操作票的生成，实现工作票及操作票的签发电子流，并实时和检测临时接地线在现场所挂接的位置及状态。地线管理器用来规范管理接触网接地线使用，具有地线存取状态的视管理功能。信息同步：不论是在 OCC 的操作，还是在变电所、车辆段、接触网就监

47、地回传，OCC 均可接收操作完成后的回传信息，实时对位、自动显示设备状态变化，保证 OCC 与各变电所、车辆段、接触网装置在设备状态上保持一致。5.DCC 检调及列检库完善的通讯功能：通过各种通讯，系统服务器可分别与变电所、车辆段、接触网、OCC系统等相互通讯，实现资源共享，并能进行遥信、闭锁操作等功能。在通道或者通讯不正常时可发出告警信息。开操作票/防误错误的操作票。：能够在开操作票时就进行防误逻辑判断，防止开出操作票、工作票管理：所有变电所、车辆段、接触网的操作任务理，对各变电所、车辆段、接触网的操作任务可分别调用、保存。管与通讯故障异常处理。与通讯故障后，系统可切除与安全生产管理系统数据

48、交互，独立运行，不影响2. 变电部值班所安全管理功能系统自身功能。图 11-6DCC 检调及列检库可在值班所的防误工作站上根据作业令进行工作票的编制、审核，提交电调批准，并可根据需要生成相关指导性操作文档并打印。可接受由电调分解生成的倒闸序列或直接在防误工作站上进行模拟预演，DCC 检调及列检库作为相对独立的工作部门设置有独立的防误系统，负责车辆段检修库、运用库开关、地线的防误操作，同时具备数据上传 OCC 安全生产管理系统服务器等功能。在一次设备处安装锁具及闭锁附件实现接地并传电脑，进行倒闸操作。线、开关的强制闭锁，在就地操作时通过安装验电锁具及附件实现操作前通过权限管理可以查看本值班所所管

49、辖变电所的一次主接线图，并可进行的强制验电功能。（二）系统功能1. OCC 层安全管理功能模拟预演、生成操作票和执行序列，传送到电脑闸操作。，到相应的变电所进行倒可在防误工作站上定制巡检任务，并对巡检任务和缺陷进行管理。3. 变电所安全管理功能具备独立的安全生产操作管理功能，配置符合站内实际情况的供电安全生产管理设备，当与 OCC 通讯中断后可独立运行，此时还可保证开出的操作任务不重复且在通讯恢复后将相关数据及时上传到 OCC。集中/分屏显示设备不到的设备的状态显示，如地线、网门等。具备变电所、车辆段、接触网的安全管理功能：可实现集中开票，既可以在 OCC 的系统工作站上进行开票、模拟预演，根

50、据闭锁逻辑条件判断检验操作票是否正确，并将倒闸操作票传给各变电所；也可在 OCC 直接操作时，通过内部通信方式对 PSCADA 的操作进行验证闭锁。可在变电所的系统工作站上模拟、开票，生成执行序列传送到电脑，站间联络线闭锁：能够实现存在联络关系的各变电所、接触网俩俩之间电气设备的防误操作。拿电脑进行现场倒闸操作。可实现变电所接地线的强制管理，并可与系统工作站通信。可通过变电所综合自动化系统的通信，验证闭锁当地的操置，防止接地线的漏拆。作。（5）接触网智能验电，验电过程验电，杜绝带电挂接地线的事故发生。，实现检修操作挂接地线前强制可在变电所进行设备巡检。系统工作站可脱离主站独立运行，防止服务器瘫

51、痪或网络中断后，能够保障安全管理功能不丧失；巡检功能保障设备的日常巡检到位，实现数据统计和分析的电子化。利用供电运行安全生产管理系统工作站开票、模拟预演，根据闭锁逻辑条件判断检验操作票是否正确，并将倒闸操作票传给变电所综合自动化系统，系统工作站故障或异常，可通过操作。4. 接触网检修班组安全管理功能管理机后拿紧急，进行由综合自动化系统对指定开关进行操作，并将现场开关状态信息反送给供电安全生产管理系统，最终实现系统间通信闭锁功能。可在接触网检修班组的防误工作站上根据作业令进行工作票的编制、审核，提交电调批准，并可根据需要生成相关指导性操作文档并打印。十二、主要设备选择和主要技术性能（一）环境条件

52、环境温度: -5C+40C相对湿度: 日平均值不大于 95%；海拔高度: 1000 m烈度：VII 度（二）设备选型原则1全线各种变电所的设备选型应尽量一致，且尽量与运营线路一致，以便可实现与车辆段相关联的开关的防误闭锁。可实现接地线在材料库的强制管理，并可与防误工作站通信。可实现接触网的强制验电。可实现接触网挂拆接地线状态5. DCC 检调及列检库安全管理功能，防止漏拆接地线。具备独立的安全管理功能，配置符合车辆段实际情况的安全生产管理设备，当与 OCC 通讯中断后可独立运行，此时还可保证开出的操作任务不重复且在通讯恢复后将相关数据及时上传到 OCC 系统服务器。于运营、和管理。2设备应优先

53、选择技术先进、制造工艺成熟、质量可靠、无对环境无污染的产品。或少、可实现与接触网相关联的开关的防误闭锁。可实现现场验电、接地线操作的强制管理。综上，本系统具备如下安全管理功能：（1）本系统是一套全面、完善的安全管理系统，通过防误操作、地线管理、工作票、操作票、巡检 5 大子系统来实现轨道交通供电系统电气操作流程的安全管理。3设备选择应立足于，在技术经济合理的前提下尽量采用设备，技术性能应达到国内领先水平。4所选用的设备应满足（三）设备选型及主要技术性能1牵引整流机组地区的环境条件。将工作票、操作票开票过程实现电子化，并将流程与工作票、操作票的结合。对现场设备实行强制闭锁，只能根据操作票顺序实现

54、网络化，牵引变电所内由两套整流机组并联运行（1）整流机组外特性等效二十四脉波整流电源。实现为保证整流机组的技术性能，整流变压器与整流器的参数匹配和联调测试是非常必要的。在确定整流变压器与整流器的技术参数时，要根据整流机组的操作，实现电气操作的防误功能。（4）接地线智能管理，现场接地点强制闭锁，实现指定地线挂在指定位外特性的要求进行整流变压器、整流器元件的参数选择。整流机组应满足下述外特性要求：负荷性质：电动车组，具有再生工况。额定频率：50Hz。整流方式：等效二十四脉波整流。每套整流机组的效率在额定负荷下不应小于 98%。每套整流机组的功率因数在额定负荷时不应小于 0.95。整流机组产生的谐波

55、电流应满足 GB10263 标准的规定。整流机组的固有电压调整率为不大于 6%。在 0.5%300%额定负荷输出情况下，整流机组输出伏安特性基本呈线性。整流器应采用自然风冷式、低噪音、适用于户内安装的产品。整流器容量为 2250kW。整流器的二极管选型及二极管回路的设计应考虑足够的电流及电压冗余量。整流器的设计应满足：当任一整流桥臂中有一个二极管损坏时，整流器仍能满足 VI 类过负荷要求及承受短路电流的要求。整流器的桥臂串联数应根据整流器的最高工作电压和选用二极管的反向重复峰值电压来计算，并用系统可能出现的过电压校验，并留有电压裕量，一般采用 22.5 倍工作电压。整流器柜内应配置完整的控制信

56、号装置及二极管回路短路、断路保护和换相过电压保护、交流侧过电压保护、直流侧过电压保护、外部短路保护、温度保护等完善的保护装置。2AC40.5kV 开关柜AC40.5kV 开关柜按照绝缘方式的不同分为气体绝缘柜（GIS）和空气绝缘柜整流机组负载等级: IEC146100%额定负荷：150%额定负荷：300%额定负荷：（2）整流变压器结构VI级连续运行2h 1min整流变压器采用户内干式变压器，应具备损耗小、噪音低、防火、体积小等特点。线圈为环氧树脂真空浇注，无空隙、无气泡、不吸潮、不吸尘、不开裂。（AIS）两种，其中 AIS 体积大，造价较低，较高，但具有开断能力强、占地面积小、基本免工作较为复

57、杂；GIS 虽然价格、可靠性高等优点。随着城市轨道交通的发展，已有生产厂家引进国外先进生产技术，引进关键，整流变压器应设置温控显示仪，显示绕组、铁芯温度，并能输出闸的继电器接点信号，传送至变电所综合自动化系统。（3）整流变压器技术参数及跳可在国内生产，大大降低了造价。用于车站时，由于本线变电所设在站台层，变电所的面积对车站规模和投资影响较大，GIS 设备的综合性价比较高，本线采用 GIS 设备。AC40.5kV 开关柜采用户内型、SF6 气体绝缘、铠装式金450Hz三相每相线圈数：额定频率：属封闭结构开关柜。主要技术参数： 额定电压：40.5kV额定电流：1250A热稳定电流（4s）：25kA

58、动稳定电流（峰值）：63kA额定雷电冲击耐受电压(峰值) ：相对地：185 kV断口间：215 kV额定 1min 工频耐受电压(有效值) ：相数：额定电压： 高压/低压/低压(空载)：容量：2500kVA35/1.18/1.18kV整流变压器采用无励磁分级调压， 原边分接抽头的分接范围：-5%，-2.5%,0,+2.5%,+5%。单台变压器二次侧的两个 Y、接线线圈的电压差 0.2。两台并联运行变压器阻抗不平衡率 2.5。（4）整流器选型相对地：85 kV断口间：110 31500V 直流开关柜（2）启动电压值：1640V1950V 连续平滑可调；kV（3）频率：AC35kV 侧电网频率；额

59、定工况下输出功率因数：0.95；额定工况下整套设备效率：95%。6交、直流盘直流电源装置选用技术成熟、运行可靠、免直流开关柜分为馈线柜、进线柜和负极柜三种类型，进线及馈线开关柜内设直流断路器手车。负母线柜内设手动开关及框架保护，开关采用手动操作机构，应具有机械长，短路耐受强度高的特性。、智能化程度高的产品，直流母线电压为 220V。充电电源选用智能型高频开关电源充电模块，采用 N+1热冗余方式并联组合供电，一个模块故障不应影响系统正常运行。直流开关柜应具有耐潮、防火特性，手车应具有试验位置和工作位置；为保证运行的安全，开关柜的不同元件间应设置必要的联锁；额定参数相同的可移开应具有互换性；备用手

60、车应替换方便快捷，在短时间内恢复供电，最蓄电池应采用优质阀式铅酸免电池，蓄电池容量应保证所内经常性负荷、事故负荷 2 小时放电容量以及事故放电末期最大冲击负荷容量的要求。放电末期不能低于 90%额定电压，充电 10 小时后应能充到 100%Ah 容量。大限度减小设备故障对行车的影响。1500V 直流开关柜技术参数：额定电压：1500V最高工作电压：1800V额定电流：4000A直流电源屏系统应配置智能单元，能与全所综合自动化系统接口，应有交流进线缺相保护以及过、欠压保护功能。7全所综合自动化系统全所综合自动化系统采用微机型设备，充分考虑系统应具有良好的可靠性、短路分断能力：不小于 90kA（t