1、第一章城市轨道交通供电系统概述第一节电力牵引制式一、电力牵引制式种类1.牵引制式概述电力牵引制式是指牵引供电系统向电动车组或电力机车供电所提供的电流和电压的制式。目前电力牵引制式按电流分，有直流制式和交流制式；按相数分，有单相和三相。表1-1城市轨道交通电压种类表1-1城市轨道交通电压种类一、电力牵引制式种类2.馈电方式、牵引制式与受流方式 不同的牵引制式有不同的电压等级，无论电压等级如何,总是需要把电能馈送到机车上，而针对各种牵引制式，世界各国的电气工程师们研究出了不同的馈电方式。对于不同的馈电方式,受流设备（车辆）的受流方式也不一样。(1)架空式架空式适合所有不同的牵引制式。(2)第三轨第
2、三轨适用于直流牵引制式，牵引电压相对较低。表1-3第三轨系统电压制式图1-1伦敦第四轨系统 如图1-1所示。一个上部接触第三轨安装在线路的一边，提供420V的直流电源(3)第四轨第四轨适用于直流牵引制式，牵引电压相对更低。(4)三相系统19021976年在意大利，曾经运行了多条三相牵引网供电的轨道线路。二、目前国内发展概况表1-4国内城市轨道交通供电制式 目前我国城市轨道交通供电系统馈电方式与牵引制式的组合共有四种：DC 1500V架空式、DC 1500V接触轨、DC 750V架空式、DC 750V接触轨。而架空式系统又分为柔性接触网和刚性接触网。直流接触轨也有上部、下部、侧面接触三种方式，而
3、以下部为佳。三、牵引制式选择原则1)供电制式与客流量相适应。2)供电安全可靠。3)便于安装、维护及事故抢修。4)牵引网使用寿命长，维修工作量小，是降低轨道交通运营成本的重要条件。5)城市轨道交通是城市的基础设施，应注重环境和景观效果。第二节城市轨道交通供电系统一、城市轨道交通供电系统概况1.电源组成 城市轨道交通供电系统的电能来源于国家电网，而国家电网的电能来源于各种发电厂。2.外部电源系统城市电网 电力网简称电网，由输电线路、配电线路和变电所组成。输电线路是向用户传输电能的通道，一般来说其电压较高，即采用高压传输，其特点是线路较长，覆盖区域广。配电线路是向用户分配电能的通道，其电压相对较低，
4、也就是通常说的低压配电线路，其特点是线路较短。由此可见，不同的电网，其电压等级也不一样。一、城市轨道交通供电系统概况 (1)集中式供电指轨道交通从城市电网引入较高电压等级的电源(如110kV、)，经主变电站进行电压转换，将外部电源降压(如35kV或10kV)后，由主变电站集中向牵引变电所和降压变电所供电的外部电源引入模式。(2)分散式供电是相对于集中式供电而言的，是指轨道交通不设主变电站，由沿线城市变电站直接向牵引变电所和降压变电所提供中压(35kV或10kV)电源的供电模式。(3)混合式供电混合式供电将前两种供电方式结合起来，一般以集中式供电为主，个别地段引入城市电网电源作为集中式供电的补充
5、，使供电系统更加完善和可靠。一、城市轨道交通供电系统概况图1-2城市轨道交通供电系统示意图3.城市轨道交通供电系统构成 城市轨道交通供电系统的电源一般取自国家电力系统，即取自于所在城市电网，也就是说城市轨道交通供电系统是嫁接在城市电网上的一个相对独立的子系统，它是一个特殊的大用电户。城市轨道交通供电系统分为外部电源系统和内部电源系统。内部电源系统是城市轨道交通供电系统的主体，主要由以下部分构成：中压环网供电系统、牵引供电系统和低压变配电系统。城市轨道交通供电系统示意图如图1-2所示。一、城市轨道交通供电系统概况 (1)中压环网供电系统城市轨道交通电力能量直接取自城市或区域电网。(2)牵引供电系
6、统它是城市轨道交通供电系统的核心，负责向轨道交通车辆提供电能，其主要作用是降压、整流和传输电能。(3)低压变配电系统它负责向信号设备、照明、通风、排水、制冷设备馈送电能，其主要作用是降压、分配和传输电能。二、城市轨道交通供电系统结构1.根据变电所供电接线方式划分(1)环网供电主变电所向沿线的所有牵引变电所和降压变电所供电。图1-3双环网供电接线示意图二、城市轨道交通供电系统结构(2)单边供电当轨道线路沿线附近只有一侧有电源时，常采用单边供电。图1-4单边供电接线示意图二、城市轨道交通供电系统结构(3)辐射型供电辐射型供电接线示意图如图1-5所示。图1-5辐射型供电接线示意图二、城市轨道交通供电
7、系统结构2.根据变电所结构形式划分 城市轨道交通供电系统从110kV或者220kV系统获取电能，一般采取供电分区方式向它的下一级负荷供电，中压环网电压等级为交流35kV和10kV，有时只有35kV环网。这一系统由于低压变配电系统和牵引供电系统相互关系的不同，又分了许多模式。(1)独立模式城市轨道交通供电系统独立模式如图1-6所示。图1-6城市轨道交通供电系统独立模式二、城市轨道交通供电系统结构(2)联合模式一般来说，牵引系统和动力照明信号供电系统是相互分开的，根据实际情况，也可以把牵引系统和动力照明信号供电系统融合到一个变电所，形成一体化混合结构，即牵引降压混合变电所，如图1-7所示。图1-7
8、城市轨道交通供电系统联合模式1二、城市轨道交通供电系统结构图1-8城市轨道交通供电系统联合模式2二、城市轨道交通供电系统结构3.根据外部电源方式划分 中压环网供电系统的作用是接受城市电网的电能，然后再合理科学地把电能馈送给各变电所。根据接收电能的不同方式，外部电源系统分为集中式供电、分散式供电和混合式供电。(1)集中式供电集中式供电示意图如图1-9所示。图1-9集中式供电示意图二、城市轨道交通供电系统结构图1-10分散式供电示意图(2)分散式供电由于目前35kV 电网趋于淘汰，因此这一模式主要从10kV系统获得电能。二、城市轨道交通供电系统结构(3)混合式供电所谓混合式供电就是将集中式供电和分散式供电联合起来为城市轨道交通供电系统供电的一种模式，其示意图如图1-11所示。图1-11混合式供电示意图二、城市轨道交通供电系统结构表1-5集中式供电和分散式供电的比较本 章 总 结本章主要学习了电力牵引制式、受流模式以及城市轨道交通供电系统结构，通过本章的学习将对城市轨道交通供电系统有一个全面的了解。
