《城市轨道交通供电系统的运行》课件-模块一：供电系统认知与职业导入

主讲教师：杨大丽电力系统的认识电力系统的组成01电力系统设备的额定电量0203 地方供电1 电力系统的组成电

网——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——电力系统中的各级电压线路及其联系的变配电所，称为“电力网”，简称“电网”1 电力系统的组成电

网输电A变电B配电C——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——1 电力系统的组成电力系统1.

发电厂又称“发电站”，是将自然界蕴藏的各种一次能源如水力、风力、太阳能和核能等，转换为电能（二次能源）的场所——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——1 电力系统的组成电力系统优点建设投资小、工期短、受气候、水文条件影响小缺点生产过程复杂、成本高、对环境污染大1.

发电厂火力发电厂（70%）——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——1 电力系统的组成电力系统优点生产过程简单、易于实现自动化、成本低、无污染缺点建设投资大、工期长、受气候和水文条件影响大，分丰水期和枯水期发电厂水力发电厂——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——1 电力系统的组成电力系统优点消耗燃料少，容量越大越经济缺点开停机复杂、有放射性污染发电厂核电厂——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——1 电力系统的组成电力系统电力网电力网或电网：电力系统中除发电机和用电设备之外的部分,

即由各类变配电所和输电线路组成的电能传输和分配的网络任务：将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户电力网高压输电线高压配电线降压变压器降压变压器——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——1 电力系统的组成电力系统2.

电力网（1）国家电力网络现状国家电网公司南方电网公司——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——1 电力系统的组成电力系统华中电网华北电网东北电网华东电网西北电网南方电网单独运营管理——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——2.

电力网国家电网结构国家电网公司由5个区域电网有限责任公司或股份有限公司组成1 电力系统的组成电力系统2.

电力网组建国家级电网意义电网主要作用提高供电的可靠性保证发电与供电的安全可靠，调整地区间的电力供需平衡，保证电能质量——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——1 电力系统的组成电力系统2.

电力网组建国家级电网意义电网主要作用提高经济性减少电能损耗、降低发电和输配电成本，获得最大的经济利益——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——2 电力系统设备的额定电压电网（线路）的额定电压只能使用国家规定的额定电压电网（线路）的额定电压是确定各类电气设备额定电压的基本依据——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——2 电力系统设备的额定电压额定电压额定电压一次二次33.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.61010.510及10.510.5及11353538.51101101212202202423303303635005005501KV以上——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——（一）我国电网额定电压等级线路(电网) 发电机(kV) 变压器电压(kV)用电设备(kV)1KV以下：380V220V频率：50HZ2 电力系统设备的额定电压（二）各设备额定电压标准化避免电压等级数量的无限制扩大，导致互联困难最佳的技术经济性能——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——电力设备需要在额定电压下进行优化设计、制造和使用2 电力系统设备的额定电压（一）我国电网额定电压等级线路(电网)用电设备(kV)额定电压发电机(kV)额定电压3.156.310.5变压器电压(kV)一次3及3.156及6.310及10.535110220330500二次3.15及3.36.3及6.610.5及1138.5121242363550361035110220330500——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——2 电力系统设备的额定电压线路(电网)用电设备(kV)发电机(kV)变压器电压(kV)额定电压额定电压一次二次33.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.61010.510及10.510.5及11353538.5110110121220220242330330363500500550——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——2 电力系统设备的额定电压电力变压器的额定电压1）电力变压器一次绕组的额定电压分两种情况:①当变压器直接与发电机相连时，等于发电机额定电压（高于同级电网额定电压5％）。电力变压器额定电压说明——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——2 电力系统设备的额定电压线路(电网)用电设备(kV)发电机(kV)变压器电压(kV)额定电压额定电压一次二次33.153及

3.153.15及

3.366.36及

6.36.3及

6.61010.510及

10.510.5及

11353538.5110110121220220242330330363500500550——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——2 电力系统设备的额定电压电力变压器的额定电压2）电力变压器二次绕组的额定电压亦分两种情况：②变压器二次侧供电线路较短时，则二次绕组额定电压只需高于所连电网额定电压5％（变压器二次侧绕组电压损耗占5％，忽略输电线路电压损耗）。电力变压器额定电压说明——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——2 电力系统设备的额定电压线路(电网)用电设备(kV)发电机(kV)变压器电压(kV)额定电压额定电压一次二次33.153及

3.153.15及

3.366.36及

6.36.3及

6.61010.510及

10.510.5及

11353538.5110110121220220242330330363500500550——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——3 地方（工厂）供电系统示意图升压的目的：降低很长的输电线路上的电能损耗P损=I2R=(P/U)2R U增大，

P损大大降低G发电机3.15~10.5kV升压变压器35~500kV高压输电线高压配电线6~10kV降压变压器降压变压器380/220V——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——低压配电线3 地方（工厂）供电系统示意图G发电机3.15~10.5kV升压变压器35~500kV高压输电线高压配电线6~10kV降压变压器降压变压器380/220V低压配电线发电

厂电力

网电力用

户重

点——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——1总结2电力系统的组成电力系统设备的额定电压3 地方（工厂）供电系统示意图——

城市轨道交通供电系统的运行与维护——城市轨道交通供电系统的组成（一）——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——课程导入揭开城轨列车行驶的秘密观看一段城轨列车行驶的视频，观看过程中请认真观察城轨列车的上面部分，同时思考城轨列车行驶的动力来源于哪里？城轨列车行驶动力来自于接触网的电能。外部电源01主变电所或电源开闭所02牵引供电系统031 外部电源功能为城轨供电系统的主变电所或电源开闭所提供电能。城轨电动机车属于一级负荷，由两个独立的电源供电。三相交流110KV或220KV3.15~10.5kV3.15~10.5kV——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——2 主变电所功能接受城市电网输送的电能，将三相交流110KV或220KV的电压变换为三相交流35KV或10KV电压为牵引变电所、降压变电所提供电源。重

点——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——2 主变电所核心设备主变压器（大容量的油浸式变压器）——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——2 主变电所电源开闭所功

能接受城市电网提供的中压电源（10KV或35KV），为牵引变电所、降压变电所转供中压电源。（不设主变电所）10kV牵引或降压变电所10kV——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——10kV10kV10kV10kV10kV城市区域变电所2 主变电所电源开闭所使用的前提条件在城市电网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量，并能满足地铁牵引供电的可靠性要求。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统牵引供电系统牵引变电所牵引网——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统牵引变电所功

能三相交流35/10KV变为直流1500V或直流750V

，为城轨电动列车提供牵引供电。变压、电流——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统牵引变电所牵引变电所的核心设备：整流机组。牵引变压器整流机组——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——整流柜3 牵引供电系统牵引变电所牵引变压器目前广泛采用的是干式变压器。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统牵引变电所整流柜广泛采用的是24脉波整流，整流器件：二极管。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统馈电线功

能将牵引变电所变换后的电能送到接触网。它是连接牵引变电所和接触网的导线。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统接触网是一种沿钢轨敷设的、和钢轨保持一定距离的输电网。主要起输送电能的作用。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统接触网架空接触网接触轨（第三轨）城轨——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统受电弓通过电动车组受电弓和接触网的滑动接触，牵引电能就由接触网进入电动车组，从而驱动牵引电动机使列车运行。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统轨道电力机车在钢轨行驶，钢轨除了具有引导行驶轨道功能外，还需要完成导通回路电流的任务。轨道需要具有良好的导电性能。钢轨：导轨 导流——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统回流线是连接轨道和牵引变电所的导线。通过回流线把轨道中的回路电流导入牵引变电所。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统牵引网通常将馈电线、接触网、钢轨回路和回流线称为牵引网。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统牵引网沿线路敷设的专为电动车辆供给电源的装置。由正极接触网供电，负极走行轨回流。电流回路电流由牵引变电所的正极出发，经由馈电线、接触网、电动列车、钢轨、回流线返回牵引变电所负极。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统为什么钢轨带电但对我们不会造成威胁呢？——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统牵引供电系统牵引变电所牵引网——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统问

题接触网能否从城市轨道交通的首站到末站就是一条完整的输电线路？——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——3 牵引供电系统目的便于检修和缩小事故范围。电分段将接触网分为若干个小的区段。城轨牵引供电系统示意图——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——牵引供电系统总

结外部电源牵引变电所回流线馈线接触网轨道主变电所三相交流35kV或10kV——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——三相交流110kV或220kV直流1500V或750V城市轨道交通供电系统的组成（二）动力照明供电系统01电力监控系统02外部电源主变电所牵引供电系统1

动力照明供电系统——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——功能：将交流中压（35kV或10kV）变换为交流380V/220V电压，为城市轨道交通除电动车辆以外的所有动力照明负荷供电。它包括降压变电所（站）、动力照明配电系统。城轨动力照明供电系统1 动力照明供电系统——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——降压变电所（站）：将交流中压（35kV或10kV）变换为交流380V/220V电压。降压变电所与牵引变电所中压侧进线电压相同：可与牵引变电所合建，形成牵引降压混合所。降压变电所与牵引变电所中压侧进线电压不同：独立建设城轨动力照明供电系统——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——城轨动力照明供电系统动力照明配电系统：包括配电所和配电线路。功能：分配、传输电能至用电设备动力照明系统的低压侧：TN-S系统中性线和保护线分开：ABC三根相线、一根中性线、一根保护线——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——正常时：工作照明、事故照明均由交流电源供电；交流电源失压时，事故照明自动切换为蓄电池供电。动力照明等用电负荷按供电可靠性要求及停电影响程度分类：——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——两台动力变压器一、

二、三级负荷对各类负荷供电要求：一级：必须采用双电源双回线路供电二级：宜采用双电源单回线路专线供电三级：可采用单电源单回线路供电降压变电所设置两台动力变压器，可以互为备用。正常时：两台动力变压器并列运行；当一台动力变压器故障时，切除三级负荷，由另一台动力变压器承担全部一、 二级负荷供电任务。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——监控中心（MTC）

传输平台被控端站设备（RTU）被控端站设备（RTU）被控端站设备（RTU）被控端站设备（RTU）电力监控系统又称为电力SCADA系统或者远动系统，即数据采集与监视控制系统。电力监控系统包括电力调度系统(主站)、变电所综合自动化系统(子站RTU)、联系主站和子站的专用数据传输通道。主站也称为监控端或调度端。子站也称为被控站或被控端。2

电力监控系统——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——监控中心（MTC）传输平台被控端站设备（RTU）被控端站设备（RTU）被控端站设备（RTU）被控端站设备（RTU）主站设在城市轨道交通的运营控制中心(

简称OCC)，用于对全线变电所及沿线供电设备实行集中监视、测量和控制。被控站对各变电所主要设备通过通信接口连接，实现集中监控。站级变电所综合自动化系统以供电设备为对象，通过所内网络将所内的间隔层设备连接起来。2 电力监控系统——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——监控中心（MTC）传输平台）被控端站设备（RTU被控端站设备（RTU）被控端站设备（RTU）被控端站设备（RTU）电力监控系统的功能：实时对城市轨道交通变电所、接触网等设备进行远程数据采集和监控。在城市轨道交通控制中心，通过调度端、通信通道和变电所综合自动化系统对主要电气设备进行四遥控制，实现对整个供电系统的运营调度和管理。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——1、遥控功能①选点式操作，即单控。调度员可根据站名、开关号以及动作状态进行选择操作。②选站式操作，调度员通过对所控站名、动作状态的选择，按系统的运行方式发出指令，进行停送电操作。③选线式操作，调度员对运行线路号、动作状态进行选择，实现全线停送电操作。——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——2、遥测功能遥测：控制中心对供电系统中主要运行参数进行测量和数据采集。遥测的主要参数包括：变电所进线的电压、电流、功率、电能；母线电压；整流机组电流与电能；动力变压器电流与电能等；——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——5、其他功能具备数据传输及处理、报警处理及统计报表、画面显示、自检、信息查询、在线检测等功能——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——1总结2动力照明供电系统电力监控系统——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——变电所主控室的认知主控室功能01主控室的构成021

主控室功能主控室中央控制室发电厂和变电所对电气设备进行集中控制的中心全厂电能生产和调度的指挥中枢监控系统中人-机信息交换的场所——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——交直流自用电系统设备监控盘保护测控盘1

主控室功能——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——2

主控室的构成01交直流自用电系统录波屏02设备监控盘03110kV测控屏和保护屏0435kV线路保护屏05——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——2

主控室的构成（一）交直流自用电系统交直流自用电系统由电源设备和供电网络组成，它常包括交流自用电系统和直流自用电系统交流自用电系统供给主变冷却风扇、空调、照明等设备，确保发电厂与变电所所有设备正常工作直流自用电系统作用主要是给控制、保护、信号等设备提供工作电源——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——2

主控室的构成——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——交流自用电系统自用变：两台，功能是将主变电所三相交流35KV或10KV电压变换为三相交流380V电压。进线：两路进线分别供两台自用变，经过QF1和QF2供给低压380V母线低压馈线侧：单母线分段，380V侧I、II母线间装母线联络断路器QF3，低压其他交流自用电负荷分别供冷却风扇、通风设备等，哪一路需要工作就把哪一路对应空开闭合。2

主控室的构成——

城市轨道交通供电系统的运行与维护

——QF11#自用变2#自Q

用F

变2QF4 QF3