城市轨道交通供电系统-项目三课件.pptx

1、LOGO1城市轨道交通供电系统（正文）LOGO2CONTENTS PAGE城市轨道交通供电系统概述外部电源与主变电所动力照明供电系统电气安全防护与电力监控系统供电系统运行管理与事故处理LOGO3项目三正文牵引供电系统 作为世界地铁的标杆，纽约地铁自1904年开通以来，已成为全球最大、最繁忙的地铁系统，车辆保有量超过6 400辆，每年有上千辆地铁车辆需架修和大修。为缓解当前地铁运营及维护压力，纽约大都会交通局于2017年6月启动了“纽约轨道交通天才挑战赛”，面向全球业界征集改善纽约轨道交通现状的方案。 2018年3月，中国中车股份有限公司提出的“ ”的等寿命模块化设计理念从来自23个国家的438

2、个推荐方案中脱颖而出，最终获得“纽约轨道交通天才挑战赛”的冠军，向世界再次证明了中国轨道交通的设计能力及生产制造能力。 牵引供电系统作为城市轨道交通供电的关键环节，其性能直接影响列车牵引功率的发挥和牵引传动控制系统的性能。牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网组成，是从电力系统或一次供电系统接受电能，通过变压、变相或换流后，向电力机车负载提供所需电流制式的电能，并完成牵引电能传输、配电等全部功能的完整系统。LOGO4项目三正文牵引供电系统掌握牵引变电所的设置方法及其主要电气设备的结构特点掌握中压网络的构成及运行方式掌握牵引变电所的主接线及运行方式掌握架空接触网的结构特点及架设方法掌握接触轨的接触

3、方式及设备安装方法掌握牵引变电所的运行管理方法LOGO5过渡页TRANSITION PAGE牵引供电系统任务二 布置牵引变电所设备项目实训 牵引供电系统的运行管理任务三 设计牵引变电所主接线方案任务四 架设安装架空接触网任务五 架设安装接触轨系统LOGO6项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆 中压网络是供电系统的核心内容，是保证供电系统可靠运行的关键环节。本任务通过介绍中压网络的电压等级、构成及运行方式，以及对实际案例进行分析，锻炼学生对中压网络基本的运行管理能力；并通过工程现场对中压网络电缆敷设的施工进行操作，使学生掌握基本的施工方法，具备一定的工程现场安全防护意识。LOGO

4、7项目三正文牵引供电系统一、中压网络的电压等级1电压等级的划分及特点任务一 敷设与运行中压网络电缆 通常，属于中压范畴的电压等级包括35 kV（或33 kV），20 kV和10 kV三个等级，其中33 kV和20 kV为国际标准电压，我国采用的较少。各等级中压网络的特点如下。 35 kV（或33 kV）中压网络：输电距离远，容量大，传输过程中电能损失小，设备体积大、价格高，国内无环网开关柜，但主要设备可实现国产化。目前，国内城市电网将逐步取消35 kV供电系统，但国内部分城市轨道交通的中压供电系统仍在使用。 20 kV中压网络：输电距离、容量、电能损失、设备价格等相对适中，设备可实现国产化，设

5、备体积小，可缩减车站体量、节省土建投资，接线与维护相对简单、操作灵活。国外采用较多，我国尚未在城市轨道交通供电系统中采用此电压等级。LOGO8项目三正文牵引供电系统 10 kV中压网络：输电距离、容量小，传输过程中电能损失较大，但设备体积小、价格低，设备可完全实现国产化，在我国城市电网中被普遍采用，城市轨道交通供电系统中应用也较为广泛。 目前，我国的城市轨道交通供电系统中，中压网络的电压等级有35 kV，33 kV和10 kV三个等级。其中33 kV为我国早期引进国外设备所采用的电压等级。 北京和天津地铁的中压供电网络采用了10 kV电压等级；上海地铁1号线的中压供电网络中牵引供电网络采用33

6、 kV电压等级、动力照明供电网络采用10 kV电压等级；广州地铁1号线采用了33 kV电压等级的牵引降压混合供电网络；深圳地铁1，4号线和南京地铁南北线均采用35 kV电压等级牵引降压混合供电网络。我国电力系统并未推荐过使用33 kV电压等级，上海、广州地铁采用此电压等级有其特殊历史原因，其他城市很少采用。任务一 敷设与运行中压网络电缆LOGO9项目三正文牵引供电系统20 kV电压等级的发展 1996年5月，我国第一个20 kV一次配电的供电区在苏州工业园区投入运行。20 kV是目前公认的具有发展前景的优选电压等级，相关设备也已实现了国产化。今年来，我国颁布的GB/T 1562007标准电压及

7、GB 501572013地铁设计规范中对20 kV电压等级的使用做了相关规定。 在农村电网中，从电源电压直接输送至中压一次配电层，从而形成高压电源中压一次配电层低压户内配电层的三级供配电网络，可以简化电网结构、降低造价、减少电能损失，有利于供电系统的稳定发展。在功能上，可用20 kV中压一次配电层来替代35 kV和10 kV两个配电层，但系统造价与10 kV网络造价并无太大差异。随着城乡电力消费的日渐增长，发展城乡20 kV配电网络已被提上议事日程。任务一 敷设与运行中压网络电缆LOGO10项目三正文牵引供电系统 城市轨道交通供电系统，尤其是其中的集中式供电系统，无论是施工建设，还是运营管理、

8、养护维修等，均相对独立，自称系统，在系统内部中压网络电压等级的选择上更加灵活。因此，随着设备供应和技术支持等因素的成熟为20 kV电压等级在城市轨道交通供电系统中的应用提供了条件。任务一 敷设与运行中压网络电缆LOGO11项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆 外部电源的供电方式不同，电压等级与中压网络的关系也不相同。在集中式、分散式和混合式3种供电方式下，电压等级与中压网络的具体关系如下。2电压等级与中压供电网络的关系 集中式供电：中压网络可根据工程实际需求选择与城市电网相同或不同的电压等级，通常选择较高等级，以提升系统的供电能力和供电可靠性，同时还可以减少传输过程中的电能损失

9、。此种方式下，牵引供电和动力照明供电可采用相对独立的网络，即牵引供电采用35 kV电压等级、动力照明供电采用10 kV电压等级，这样既可以保证牵引系统对电源容量和系统供电能力的要求，又可以减少动力照明供电网络在供电设备上的投资。LOGO12项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆 分散式供电：中压网络的供电可靠性高，设备投资及运行管理费用低，但在电压等级的选择上受制于城市电网，必须原则与城市电网相同的中压网络电压等级。随着城市电网35 kV供电系统的逐步取消，分散式供电方式下供电系统中压网络只能选择10 kV的电压等级，限制了供电系统的供电能力，也对供电分区的划分造成了影响。 混合

10、式供电：兼具集中式和分散式供电网络的性能优点，但在电压等级的选择上与分散式供电方式一样，受到了城市电网的限制，电压等级必须与城市电网中压网络一致，无论其分散式供电线路在整个供电线路中的比例是多少。LOGO13项目三正文牵引供电系统二、中压网络的构成 中压网络的设计应遵循以下原则。 （1）满足安全可靠的供电需求，同时满足负荷分配平衡、继电保护、设备选型、运行管理和倒闸操作等相关要求。 （2）满足潮流计算的要求，设备容量及电压降应满足预期满负荷运行时的要求。 （3）每一个牵引变电所和降压变电所均应设置两路电源。 （4）系统接线方式应简单可靠。 （5）供电分区应就近引入电源，尽量避免反送电，必要时可

11、从符合中心处引入电源。 （6）权限牵引变电所与降压变电所的电气主接线应保持一致。1中压网络的构成原则任务一 敷设与运行中压网络电缆LOGO14项目三正文牵引供电系统 牵引供电与动力照明供电相互独立的供电网络，通常由35 kV（或33 kV）牵引供电网络与10 kV动力照明供电网络构成。集中式供电方式下，35 kV（或33 kV）牵引供电网络常用的接线方式可分为A，B，C，D 4种类型，具体如图3-1所示。2集中式供电方式下的中压网络任务一 敷设与运行中压网络电缆1）独立供电式（a） （b） （c） （d）图3-1 集中式供电方式下35 kV（或33 kV）牵引供电网络常用的接线方式LOGO15

12、项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆 A型：牵引变电所电气主接线为单母线连接，进线与出线均采用断路器控制，两座牵引变电所的电源来自于同一个主变电所的不同母线，两座牵引变电所通过联络电缆实现电源互为备用。该类型接线常用于轨道线路的起始部分和终端部分的牵引变电所，以及主变电所附近的牵引变电所的电源引入。 B型：牵引变电所电气主接线为单母线连接，进线与出线均采用断路器控制，两座牵引变电所编为一组，由同一主变电所的不同母线分别对两个变电所提供电源，两座牵引变电所通过联络电缆实现电源互为备用。该类型接线常用于轨道线路的起始部分和终端部分的牵引变电所电源引入。LOGO16项目三正文牵引供电

13、系统任务一 敷设与运行中压网络电缆 C型：牵引变电所电气主接线为单母线连接，进线与出线均采用断路器控制，两座牵引变电所编为一组，分别由不同的主变电所就近提供电源，两座牵引变电所通过联络电缆实现电源互为备用。该类型接线常用于两座主变电所之间牵引变电所的电源引入。 D型：牵引变电所电气主接线为单母线连接，进线与出线均采用断路器控制，两座牵引变电所的电源来自于不同的主变电所，两座牵引变电所通过联络电缆实现LOGO17项目三正文牵引供电系统 电源互为备用。该类型接线常用于两座主变电所之间牵引变电所的电源引入。集中式供电方式下10 kV动力照明供电网络的基本接线方式如图3-2所示。任务一 敷设与运行中压

14、网络电缆图3-2 集中式供电方式下10 kV动力照明供电网络的基本接线方式LOGO18项目三正文牵引供电系统 通常将沿线所有为动力照明供电的降压变电所分成若干个供电分区，每个供电分区一般不超过3个车站，均从主变电所就近引入10 kV电源，中压网络采用双线双环网的接线方式，相邻供电分区之间通过环网电缆联络，降压变电所主接线采用单母线形式，进线由断路器控制。任务一 敷设与运行中压网络电缆LOGO19项目三正文牵引供电系统图3-3 集中式供电方式下35 kV或10 kV牵引降压混合网络常用的接线方式2）联合供电式 牵引与动力照明混合供电的联合供电网络，通常采用35 kV或10 kV的单一电压等级，集

15、中式供电方式下牵引降压混合网络常用的接线方式如图3-3所示。任务一 敷设与运行中压网络电缆LOGO20项目三正文牵引供电系统 在需要设置牵引变电所的车站，将牵引变电所和降压变电所合建成牵引降压混合变电所统一为牵引系统和车站动力照明系统供电。在大型车站，除设置牵引降压混合变电所外，通常还会设置跟随变电所，以满足大型车站的供电需求。 通常将沿线所有牵引降压混合变电所、降压变电所和跟随变电所分成若干个供电分区，每个供电分区一般不超过3个车站，均从主变电所的不同母线就近引入两路35 kV或10 kV的电源，两个主变电所之间的供电分区通过环网电缆联络，中压网络采用双线双环网的接线方式，牵引降压混合变电所

16、、降压变电所的主接线均采用单母线形式，进线由断路器控制。任务一 敷设与运行中压网络电缆LOGO21项目三正文牵引供电系统 在分散式供电方式下，中压网络普遍采用10 kV牵引降压混合网络，常用的接线方式有以下4种。3分散式供电方式下的中压网络任务一 敷设与运行中压网络电缆LOGO22项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆1）接线方式一 如图3-4所示，将沿线所有的牵引降压混合变电所、牵引变电所及降压变电所分成若干个供电分区，每个供电分区一般不超过3个车站，均从城市电网就近引入两路10 kV的电源，两路电源可来自同一个区域变电所，也可来自不同的区域变电所。中压网络采用双环网接线方式；

17、牵引降压混合变电所、降压变电所的主接线均采用单母线形式，进线由断路器控制；各供电分区通过环网电缆联络，由联络开关控制。此类接线方式需要较多的城市电网10 kV系统接口接入，供电可靠性欠佳。图3-4 分散式供电方式下的中压网络接线方式一LOGO23项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆2）接线方式二 如图3-5所示，将沿线所有的牵引降压混合变电所或牵引变电所每两个编为一组；每组变电所均从城市电网引入两路10 kV的电源，分别作为两座变电所的主电源；两座变电所之间用双路环网电缆联络以实现电源互为备用；相邻两组变电所之间用单路环网电缆联络，以此增加系统的供电可靠性；变电所的电气主接线均

18、采用单母线形式。没有设置牵引变电所的车站，其降压变电所的电气主接线采用分段单母线形式，即两段环网电源母线和一段牵引电源母线；降压变电所10 kV的电源可由相邻两组间单路环网电缆引入。此类接线方式线路简单，对城市电网10 kV系统接口需要较少，但要求每组变电所引入的两路10 kV的电源均来自不同的城市区域变电所，以保证系统的供电可靠性。此类接线方式常用于地面线路。图3-5 分散式供电方式下的中压网络接线方式二LOGO24项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆3）接线方式三 如图3-6所示，沿线所有的牵引降压混合变电所或牵引变电所前后依次相连；除最后一座牵引降压混合变电所从城市电网引

19、入两路10 kV的电源外，其他变电所均从城市电网引入一路10 kV的电源作为该变电所的主电源，同时也是前座变电所的备用电源；各变电所的电气主接线均采用单母线形式。没有设置牵引变电所的车站，其降压变电所的电气主接线采用分段单母线形式，降压变电所10 kV的电源可由相邻两组间单路环网电缆引入。此类接线方式线路最为简单，对城市电网10 kV系统接口需要适中，但要求引入的每路10 kV的电源均来自不同的城市区域变电所，以保证系统的供电可靠性。此类接线方式常用于地面线路。图3-6 分散式供电方式下的中压网络接线方式三LOGO25项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆4）接线方式四 如图3-

20、7所示，将沿线所有的牵引降压混合变电所、牵引变电所及降压变电所分成若干个供电分区，每个供电分区一般不超过4个车站；每个供电分区均由一个电源开闭所提供电源，每个电源开闭所从城市电网就近引入两路10 kV电源。电源开闭所可单独设置，但由于需要城市电网规划部门的协调配合，故仅在地面线会考虑此种方式；为了减少土建和设备投入成本，电源开闭所也可与就近的牵引变电所合建，图3-7所示即为此类方式下的网络接线方式。图3-7 分散式供电方式下的中压网络接线方式四LOGO26项目三正文牵引供电系统 电源开闭所与牵引变电所合建时，牵引变整流机组及配电变压器由电源开闭所直接供电。两个电源开闭所之间的牵引降压混合变电所

21、分别从左右两侧从两个电源开闭所引入电源，并在这些混合变电所的牵引母线段上通过专用联络电缆将两座电源开闭所相互连接，而不参与电源开闭所连接的混合变电所可从同一电源开闭所引入电源。 牵引降压混合变电所、降压变电所的主接线均采用分段单母线形式，同一电源开闭所的两路10 kV进线电源最好来自不同的城市区域变电所。此类接线方式接线复杂，但对城市电网10 kV系统接口需求较少。任务一 敷设与运行中压网络电缆LOGO27项目三正文牵引供电系统 在集中式供电方式下，中压网络可采用新型的20 kV牵引降压混合网络接线方式，如图3-8所示。420 kV牵引降压混合网络任务一 敷设与运行中压网络电缆图3-8 集中式

22、供电方式下20 kV牵引降压混合网络的接线方式LOGO28项目三正文牵引供电系统 20 kV牵引降压混合网络中，将沿线所有的牵引降压混合变电所及降压变电所分成若干个供电分区，每个供电分区一般不超过3个车站，并就近从主变电所的不同母线上引入两路20 kV的电源。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线均采用分段单母线形式，牵引母线与两段环网电源母线之间通过进线断路器控制，任何时候都只允许一个进线断路器处于合闸位置，另一进线断路器的投入条件是“失压自投、过流闭锁”。牵引降压混合变电所的两套牵引整流机组均接入牵引母线段，两台配电变压器则分别接入两段环网电源段母线。任务一 敷设与运行中压网络电缆LOG

23、O29项目三正文牵引供电系统 采用20 kV牵引降压混合供电的中压网络采用双线双环网接线方式，牵引降压混合变电所、牵引变电所及降压变电所的环网进线均采用负荷开关，两个主变电所之间的供电分区通过环网电缆联络，其他供电分区之间可不设联络电缆。当中压网络中有一路环网电缆出线故障时，主 变电所中相对应的20 kV馈出断路器即自动跳闸，相关牵引变电所的主进线断路器也将失压跳闸，备用进线断路器将随之自动投入，以保证对牵引整流机组的不间断供电。 20 kV中压网络克服了传统的10 kV动力照明网络、10 kV牵引降压混合网络、35 kV牵引降压混合网络的环网接线方式中出现的各种弊端，具有良好的发展前景。任务

24、一 敷设与运行中压网络电缆LOGO30项目三正文牵引供电系统1）正常运行任务一 敷设与运行中压网络电缆三、中压网络的运行方式 集中式供电系统中压网络的电源来自主变电所，分散式供电系统中压网络的电源来自电源开闭所。下面以主变电所为例进行讲解。主变电所的运行方式可分为正常运行、单故障运行和主变电所退出运行3种。1中压网络电源的运行方式 两个主变电所之间的各相邻供电分区以环网电缆联络。在正常运行时，每座主变电所承担各自下辖所有变电所的供电。此时，中压母线分段开关、应急联络开关处于分段状态，进、出线开关均处于闭合状态。LOGO31项目三正文牵引供电系统2）单故障运行任务一 敷设与运行中压网络电缆 主变

25、电所的单故障类型主要有一个进线电源失电、单台主变压器退出运行、一段中压母线故障3种，相对应的，主变电所在3种不同故障下的运行方式如下。 一个进线电源失电：此时主变电所的内、外桥断路器均合闸，由另一个进线电源向分挂在两段母线上的两个主变压器供电，承担该主变电所下辖的全部一、二级负荷。注意 若主变电所采用的是线路变压器组接线形式，当一个进线电源失电后，与之连接的主变压器也同时退出运行，此时将由与另一个进线电源连接的主变压器承担该主变电所下辖的全部一、二级负荷。LOGO32项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆 单台主变压器退出运行：此时中压母线分段开关合闸，由另一台主变压器承担该主变

26、电所下辖的全部一、二级负荷。 一段中压母线故障：该段母线上的进线开关跳闸，同时馈线所连接的第一级变电所进线开关也失电跳闸，此时由主变电所的另一段中压母线负责为该主变电所下辖的全部一、二级负荷供电。LOGO33项目三正文牵引供电系统3）主变电所退出运行任务一 敷设与运行中压网络电缆 当一座主变电所（因故障或检修）退出运行后，应将该主变电所所有的馈电开关分闸，使其与中压网络电气隔离，以保证该主变电所处于无电状态。同时，应解除该主变电所与相邻主变电所之间各供电分区间应急网络开关的闭锁关系并将开关合闸，保证各供电分区之间的联络，由相邻主变电所负责向该主变电所下辖各供电分区供电。LOGO34项目三正文牵

27、引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆 大、中运量的城市轨道交通系统一般不会采用单环网中压网络接线方式，由于历史因素，上海轨道交通1号线33 kV牵引供电网络采用了此类接线方式。如图3-9所示即为单环网中压网络的接线方式。2单环网中压网络的运行方式图3-9 单环网中压网络的接线方式LOGO35项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆 当变电所A向变电所B提供的一个进线电源（即QF1QF2段）退出运行时，调度中心应遥控分断位于该进线电源两端的两个开关QF1和QF2，以将该段电源电气隔离。同时，调度中心遥控闭合变电所D的电源联络开关QF5，由主变电所2越区为变电所B供电供电。1）正常

28、运行 正常情况下，主变电所1的一段母线和主变电所2的一段母线分别向就近的变电所提供单一电源，相邻的变电所之间通过单回路电缆连接。此时，电源联络开关QF5处于分闸状态。2）一个进线电源退出运行LOGO36项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆3）中压母线故障运行 当变电所B的母线发生故障时，该变电所的进线开关QF2自动跳闸，调度中心应遥控分断该变电所进线电源开关QF1及该变电所与下级变电所C联络电缆两端的开关QF3和QF4，以将变电所B电气隔离；同时，调度中心应遥控闭合变电所D处的电源联络开关QF5，由主变电所2向变电所C越区供电，变电所A依旧由主变电所1单线供电，变电所B退出运行

29、，其余各变电所均为单电源运行。LOGO37项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆 双环网中压网络在两个供电分区之间设置联络电缆，为各供电分区提供双电源供电，是目前大、中运量的城市轨道交通中常用的供电方式。双环网中压网络的接线方式如图3-10所示。3双环网中压网络的运行方式图3-10 双环网中压网络的接线方式 双环网中压网络具体的运行方式如下。LOGO38项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆 以变电所A为例，当其段母线侧的进线电源1退出运行时，该中压电缆两端的开关QF1和QF2将自行分断，变电所A的母线分段开关QF3合闸，由段母线侧的进线电源2承担该变电所的全部一、

30、二级负荷。受此影响，环网中下级各变电所常见的运行方式主要有以下两种。1）正常运行 主变电所为下级各变电所提供两个分列运行的独立电源，此时主变电所及下级各变电所的母线分段开关、变电所C处的联络开关均处于断开状态。2）一个进线电源退出运行 备用自投延时启动运行。由上级变电所向下级变电所段母线提供进线电源，此时下级各变电所母线分段开关合闸，各变电所的两段母线均保持分列运行。 备用自投不启动运行。此时，受影响的下级各变电所的母线分段开关不合闸，段母线退出运行，均由段母线承担变电所的全部一、二级负荷。LOGO39项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆3）变电所一段中压母线退出运行 当变电所

31、的一段中压母线退出运行时，该变电所的母线分段开关被闭锁而不合闸，由另一段母线侧的进线电源承担本变电所范围内的全部一、二级负荷。如果牵引整流机组所接的母线发生故障，则牵引整流机组退出运行。受影响的下级各变电所的运行一般采用备用自投延时启动、母线分段开关合闸、两段中压母线保持分列运行的方式。LOGO40项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆4）变电所两段中压母线退出运行 当变电所的两端中压母线同时退出运行时，该变电所也退出运行。若该变电所介于两个供电分区之间，可通过调整两个供电分区的分界点来重新划分供电负荷，以恢复受影响的各变电所的正常运行。若该变电所不属于供电分区末端变电所，且该供

32、电分区未设置联络电源，则将导致下级各变电所也退出运行，对线路运营造成严重影响，甚至可致线路运行中断。因此，为保证供电可靠性，通常会在各供电分区设置联络电源备用。LOGO41项目三正文牵引供电系统 教师将学生按57人为一组进行分组，通过对实际案例分析和工程现场操作完成以下任务。任务一 敷设与运行中压网络电缆一、中压网络实例分析1武汉轨道交通1号线一期工程实例分析 如图3-11所示为武汉轨道交通1号线一期工程中压网络示意图。武汉轨道交通1号线共设置两座主变电所，分别为太平洋主变电所与江汉路主变电所，每座主变电所均从城市电网引入两路110 kV独立电源，经降压后为下级各牵引降压混合变电所、降压变电所

33、提供10 kV电源。试从以下方面对该案例进行分析。 （1）分析该供电系统中压网络的结构类型。 （2）当硚口停车场站降压变电所的左侧母线退出运行时，将会对供电系统哪些线路产生影响？此时的中压网络该如何运行？ （3）当古田四路站降压变电所的两段母线均退出运行时，中压网络该如何运行？LOGO42项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆图3-11 武汉轨道交通1号线一期工程中压网络结构LOGO43项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆2广州地铁2号线工程实例分析 如图3-12所示为广州地铁2号线工程中压网络示意图。广州地铁2号线共设置两组主变电所，分别为瑶台主变电所与河南主变

34、电所，每座主变电所均从城市电网引入两路110 kV独立电源，经降压后为下级各牵引降压混合变电所、降压变电所提供33 kV电源。试从以下方面对该案例进行分析。 （1）分析该供电系统中压网络的结构类型。 （2）当赤岗站降压变电所的左侧电源进线因故障而退出运行时，会对供电系统哪些线路产生影响？此时的中压网络该如何运行？ （3）当江南西站牵引降压混合变电所的两路进线电源均因故障退出运行时，中压网络该如何运行？LOGO44项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆图3-12 广州地铁2号线工程中压网络LOGO45项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆二、工程现场实训环网电缆敷设1

35、电缆支架的安装 环网电缆支架的安装可分为以下步骤。 （1）布放。根据设计图纸中环网电缆支架布置图确定支架的安装位置，将所需的各型支架根据安装位置布放于线路两侧。 （2）定位。根据设计图纸上支架的安装标准，使用激光测距仪、测量模具等工具对电缆支架的安装位置进行定位。 （3）打孔。根据定位的安装位置，用冲击钻进行打孔。打孔时，冲击钻应与壁面垂直，孔深和孔径应满足设计要求和验收标准。打孔完成后安装膨胀螺栓，螺杆应与壁面垂直，漏出壁面部分应达到设计要求。对所有安装好的螺栓进行抽样拉拔力试验，测试合格后方可进行下一道工序。 （4）安装调整。将电缆支架安装在膨胀螺栓上，使用水平尺进行复核调整，保证安装的电

36、缆支架水平且与线路中心线垂直。调整完成后，使用力矩扳手将螺栓拧紧，应达到设计的力矩值。LOGO46项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆2电缆敷设 电缆敷设可分为以下步骤。 （1）准备。在施工前，应向有关部门办理好施工手续，在行车区间施工段两端设置信号灯，并做好施工工具、机具及材料进场等准备工作。 （2）运输。根据环网电缆的展放顺序，用吊车或龙门吊将电缆盘吊装到轨道车放线架上，安照电缆盘上的转动标识固定好电缆和放线架。 （3）展放。在轨道铺设完成、电缆支架安装完毕、环网电缆绝缘测试合格后，方可进行电缆展放作业。展放时应根据电缆清册及变电所之间的距离进行电缆配盘。放线车开动后，4人

37、为一组，按照电缆转动方向转动电缆盘，车速不能高于15 m/min且要与电缆展放速度进行良好配合。 （4）绑扎。电缆敷设完毕后，要对电缆进行整理、绑扎和固定。电缆必须按照蛇形安放在电缆支架上，以减少热胀冷缩对电缆的影响。电缆在终端头、中间头、拐弯处和夹层等地方应挂设电缆标志牌，并在变电所内每隔4 m左右挂1处标志牌，区间内每隔100 m左右挂1处标志牌，标志牌内容包括电缆编号、电缆型号、电缆长度、安装（更换）日期及电缆起始端等信息。LOGO47项目三正文牵引供电系统任务一 敷设与运行中压网络电缆3施工要求与操作规范 在进行施工作业时应严格遵循以下要求和规范。 （1）电缆支架间距应不大于1 m，如

38、遇隧道伸缩缝、连接缝、盾构区间管片接缝、明显渗水或漏水处等部位时应尽量避开，特殊情况需要报送监理和设计单位进行解决。 （2）电缆支架外观有损伤或断头现象的，严谨安装使用。 （3）电缆无拧绞、压扁或表面严重划伤等缺陷，敷设时电缆的弯曲程度不得小于其最小弯曲半径。 （4）在轨行区施工时，需要穿荧光服；架线车行车时，前方需设专人持信号灯引道。 （5）所有现场施工作业人员必须注意人身安全。LOGO48项目三正文牵引供电系统任务一 认识供电系统的基础结构 调查你所在城市轨道交通供电系统的中压网络结构，并回答以下问题。 （1）中压网络采用哪种结构类型，选择该类型的主要依据是什么？ （2）简述该类型中压网络

39、的运行方式。LOGO49过渡页TRANSITION PAGE牵引供电系统项目实训 牵引供电系统的运行管理任务三 设计牵引变电所主接线方案任务四 架设安装架空接触网任务五 架设安装接触轨系统任务一 敷设与运行中压网络电缆LOGO50项目三正文牵引供电系统任务二 布置牵引变电所设备 牵引变电所从主变电所或电源开闭所获得电能，降压整流为等效24脉波直流电，并通过直流快速开关设备向牵引网供电，不间断地为电动列车提供牵引动力所需的电能。本任务通过介绍牵引变电所的设置及主要设备等相关知识，使学生能完成对牵引变电所（及牵引降压混合变电所）设备布置方案的设计；并通过实训现场对变压器、GIS开关柜的检查维修操作

40、，使学生掌握牵引变电所的设置、变电所内设备布置及主要设备的基本维护和故障检修等基本技能。LOGO51项目三正文牵引供电系统 牵引变电所根据其设置场所和结构形式可分为地上牵引变电所、地下牵引变电所。一、牵引变电所的种类 地上牵引变电所：在地下车站没有空间设置牵引变电所或地面及高架线路需要设置牵引变电所，同时得到城市规划许可时，可设置地上牵引变电所。相比地下牵引变电所，地上牵引变电所可大大缩减建设成本。 地下牵引变电所：结合地下车站站台建设，通常可设置与车站站台端部、车站线路外侧或傍建于车站通风道处。 此外，还有根据实际需要而设置的地下区间牵引变电所、箱式牵引变电所等类型。任务二 布置牵引变电所设

41、备LOGO52项目三正文牵引供电系统 牵引变电所的设置应遵循以下原则。1牵引变电所的设置原则任务二 布置牵引变电所设备二、牵引变电所的设置 （1）牵引变电所的设置应根据牵引网的电压等级、电压损失、杂散电流的防护、电缆敷设及土建造价等众多因素综合考虑，统筹规划。 （2）牵引变电所应尽量均匀分布，以便于牵引整流机组统一规格，有利于设备的维护管理及降低维护成本；房屋的布置应便于设备的运输、接线及电缆敷设，同时兼顾人员和设备的安全。LOGO53项目三正文牵引供电系统任务二 布置牵引变电所设备 （3）牵引变电所要有足够的容量，以满足城市轨道交通供电的发展需要；设备的选择应立足与国产设备，设备的技术性能应

42、达到国内先进水平。 （4）牵引变电所应满足牵引负荷的要求，在远期高峰负荷时，当一牵引变电所退出，接触网最低电压应高于1 000 V，钢轨最高电位应低于120 V。LOGO54项目三正文牵引供电系统 不同的运行方式对牵引变电所的设置要求也不相同，具体如下。 （1）单整流机组双边供电。各牵引变电所均只设置一套整流机组，同一供电分区由相邻的两座牵引变电所各引一路馈线同时供电，牵引网电压质量好且能耗较低。2牵引变电所的设置要求任务二 布置牵引变电所设备1）运行方式的要求注意 此种运行方式主要在法国巴黎和日本东京等地采用，我国目前尚未采用。LOGO55项目三正文牵引供电系统 （2）双整流机组双边供电。在

43、供电系统正常工作时，各牵引变电所的两套整流机组均投入运行，馈电方式与单整流机组双边供电方式相同，当一套整流机组退出运行时，由另外一套整流机组负责该变电所所有负荷的供电。 （3）大双边供电。在供电系统正常工作时，正线牵引网由两个相邻牵引变电所施行双边供电；当某一牵引变电所退出运行时，相关正线牵引网由该牵引变电所相邻的两个牵引变电所通过直流母线或纵向联络开关等施行越区供电。任务二 布置牵引变电所设备LOGO56项目三正文牵引供电系统 我国规定的牵引网标称电压为750 V和1 500 V两种，其电压波动范围分别为500900 V和1 0001 800 V。为了保证线路各区段的电压稳定性，牵引变电所应

44、根据实际情况合理布点。牵引变电所的布点通常采用以下几种方法。 以线路中车站间距最大的两个车站设置牵引变电所作为布点基点，牵引变电所的设置结合车站尽可能沿线均匀分布。任务二 布置牵引变电所设备2）电压损失的要求LOGO57项目三正文牵引供电系统 以线路两端车站设置牵引变电所作为布点基点，沿线路向中间推进，结合车站依次设置牵引变电所；或以线路末端车站设置牵引变电所作为布基点，向首端推进，结合车站依次设置牵引变电所。 根据沿线电压损失情况，合理设置区间牵引变电所。在地面线路中，当某一牵引变电所退出运行时，由与之相邻的牵引变电所为该变电所负荷供电，此时若线路电压损失超标，则应考虑设置区间牵引变电所；在

45、地线线路中，由于土建费用较高、运营管理不便等原因，通常不考虑设置区间牵引变电所。任务二 布置牵引变电所设备LOGO58项目三正文牵引供电系统 杂散电流的影响与牵引变电所的分布有关，在其他条件相同时，牵引变电所的分区长度越长，产生的杂散电流就越大；牵引变电所的分区长度越短，产生的杂散电流就越小。任务二 布置牵引变电所设备3）杂散电流防护的要求 牵引变电所在选址时应满足以下各项要求。 （1）电源引入方便。 （2）尽可能与降压变电所合建。 （3）尽可能沿线路附近设置。 （4）尽可能减少土石方工程量，避开易塌方、高填方等区域。 （5）尽量避开空气污秽、土壤电阻率过高和有剧烈震动的区域。 （6）交通便利

46、，设备运输、维护管理及人员生活等较为方便。 （7）应与城市规划相协调。4）选址的要求LOGO59项目三正文牵引供电系统任务二 布置牵引变电所设备 牵引变电所由高压交流电受、配电系统和直流受、馈电系统两大部分，以及作为交、直流系统交换设备的整流机组等组成。牵引变电所主要设备有整流机组、高压开关设备、互感器、操动机构、配电装置等。三、牵引变电所的主要设备LOGO60项目三正文牵引供电系统 整流机组是牵引变电所最重要的设备，又称整流变压器，每个牵引变电所设置两套整流机组。整流机组的设计容量应能满足牵引供电的供电需求，在初、近期，当牵引变电所内的一套整流机组因故障退出运行时，另一套整流机组能够继续运行

47、；在远期，当牵引变电所的两套整流机组都退出运行时，该牵引变电所退出运行，则由相邻的两座牵引变电所越区供电，以保证牵引网能连续供电。整流机组的负荷特性应满足表3-1所示的各项要求。任务二 布置牵引变电所设备表3-1 整流机组的负荷特性要求负荷条件100%额定电流150%额定电流300%额定电流正常工作持续时间连续工作2 h1 min1整流机组LOGO61项目三正文牵引供电系统 整流机组主要由变压器和整流器组成，用来将环网电缆35 kV交流电压降为1 180 V交流电压，经整流后输出1 500 V直流电压，经断路器和电动隔离开关为牵引网提供直流牵引电源。任务二 布置牵引变电所设备LOGO62项目三

48、正文牵引供电系统 牵引变电所配置的变压器的工作原理与主变电所配置的主变压器的工作原理大致相同，只是在变压器类型的选择以及额定容量、额定电压、额定电流、空载损耗、空载电流、负载电流、阻抗电压、温升等相关技术参数方面有所不同。 以干式变压器为例，如图3-13所示，其内部没有充装绝缘油，铁芯和绕组一般外露接装。因此，干式变压器的结构更为简单，更便于维护和检修，也不存在漏油危险及与之相关的环境污染问题，较为适用于地下变电所、地铁站等场所。牵引变电所通常采用此类变压器。任务二 布置牵引变电所设备1）变压器图3-13 干式变压器LOGO63项目三正文牵引供电系统 干式变压器在型号制定时采用电力系统统一的规

49、则。 例如，SCB101 000 kVA/10 kV/0.4 kV，其中第一个字母S表示该变压器为三相变压器，而D则表示为单相变压器；第二个字母C表示绕组采用的是环氧树脂浇注成形的固体绝缘介质，而G表示干式自冷式，J表示为油浸自冷式；第三个字母B表示绕组为箔绕组，而R表示为缠绕式绕组，L表示为铝绕组，Z表示为有载调压；10为设计序号；1 000 kvA为该变压器的额定容量；10 kV为一次额定电压，0.4 kV为二次额定电压。任务二 布置牵引变电所设备LOGO64项目三正文牵引供电系统任务二 布置牵引变电所设备读一读 干式变压器除采用浇注环氧树脂作为绝缘介质外，还有真空绝缘和六氟化硫气体绝缘等

50、形式，其各自特点如下。 （1）环氧树脂绝缘：机械强度好，安装维护更方便；耐受短路电流、过电压冲击性能好，绝缘温升等级高，防潮耐腐性好，更适合恶劣环境下工作；噪声小，损耗低，可自熄防火，可靠性高，运行寿命长。 （2）真空绝缘：绝缘层薄，器件组合更紧凑，质量稳定，绝缘性好。 （3）六氟化硫气体绝缘：绝缘性好，不易燃烧，散热性好；体积相对较大，密封条件要求较高。LOGO65项目三正文牵引供电系统 整流器主要由大功率二极管、散热器、保护器件、故障显示器件、通信接口等组成。整流器在选型时应满足可靠性高、噪声小、谐波污染小、维修简单等基本要求，通常还应具有过电流和过电压保护功能。 整流器柜一般采用无焊接全