地鐵變電所各個設(shè)備的作用

1、一.1500V直流開關(guān)柜概述直流1500V供電系統(tǒng)中，由1500V直流開關(guān)柜、整流變壓器、整流器、排流柜等 主要設(shè)備組成。1500V直流開關(guān)柜為具有標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)等級的金屬封閉結(jié)構(gòu)，包含正極柜（進(jìn)線柜）、饋線柜和負(fù)極柜。斷路器或電動隔離開關(guān)的操作設(shè)備和控制、測量、保護(hù)元件，以及母 排、電源和輔助連接等二次元件。這些設(shè)備除完成當(dāng)?shù)乜刂?、測量保護(hù)功能所需的必 要元件外，還裝設(shè)為實現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控所必須的各種轉(zhuǎn)換開關(guān)和數(shù)據(jù)傳輸、電光轉(zhuǎn)換所必 須的元件，如協(xié)議轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換模塊等。直流快速斷路器均提供直接瞬時過電流脫 扣器和間接快速脫扣器 ，裝于斷路器 本體內(nèi)，由 綜合測控保護(hù)裝置 或機(jī)械裝置 操控。 每個直流斷

2、路器所有輔助接點(diǎn)均接到 低壓室端子排 上，且具有“ 運(yùn)行”、“ 試驗”、 “移開”三個明顯的 位置和標(biāo)志。手車入柜后有 兩個機(jī)械定位 ：試驗位 和運(yùn)行位，兩 個位置均能由 帶扭轉(zhuǎn)彈簧 的機(jī)械鎖定 解鎖連桿 可靠鎖定。1. 1500V 直流開關(guān)柜（1） 饋線柜饋線柜是安裝于1500V直流正極母線 與接觸網(wǎng)上網(wǎng)隔離開關(guān) 之間的設(shè)備，其內(nèi)配置 1500V正極母線、直流快速斷路器、分流器以及微機(jī)綜合保護(hù)控制裝置 Sitras Pro （該 裝置為多CPUS構(gòu)方式，實現(xiàn) 保護(hù)、監(jiān)視、控制、測量、通信 等功能），實現(xiàn)向牽引網(wǎng) 直流饋電的控制和保護(hù)。（2）進(jìn)線柜（正極柜）進(jìn)線柜是用于連接 整流器閥側(cè)正極 與

3、1500V正極母線間的開關(guān)設(shè)備，實現(xiàn) 整流機(jī)組 向1500V直流正極母線 饋電的控制。進(jìn)線柜采用 電動隔離開關(guān)，其合/分操作與 35KV整 流變開關(guān)有硬接線的電氣聯(lián)鎖。還有一組PLC S7-200，可對正極柜內(nèi)的電動隔離開關(guān) 進(jìn)行控制，并實現(xiàn)各柜信號收集、電流采集及正極電動隔離開關(guān)的控制功能。（3）負(fù)極柜負(fù)極柜是連接于 整流器閥側(cè)負(fù)極 與回流鋼軌 之間的開關(guān)設(shè)備，柜內(nèi)裝設(shè) 手動隔離 開關(guān)，開關(guān)柜前部設(shè)可鎖住的金屬門，上部有一個低壓元件室。負(fù)極柜內(nèi)還設(shè)置一套 Simatic S7-300 PLC ，用于框架故障保護(hù) 、信息（隔離開關(guān)位置等 ）采集和變電所綜合 自動化系統(tǒng)進(jìn)行通信，具有與當(dāng)?shù)?PC

4、機(jī)和所內(nèi)綜合自動化SCAD系統(tǒng)進(jìn)行通信的兩個獨(dú) 立的標(biāo)準(zhǔn)通信接口。該設(shè)備安裝在負(fù)極柜 低壓小室 中。2. 整流變壓器、整流器主要作用是將35KV的交流電轉(zhuǎn)換成1180V的交流電，與整流器結(jié)合在一起, 再將交流電轉(zhuǎn)換成1500V的直流電，用于列車的運(yùn)行。3. 排流柜是雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)中的重要設(shè)備，主要是由硅二極管 D1、可調(diào)節(jié)電 阻R1、固定限流電阻R2自動排流部分、顯示部分和保護(hù)部分組成。利用硅二 極管的正向?qū)ǚ聪蚪刂沟奶匦?，實現(xiàn)雜散電流的極性排流。直流接觸器CZ用于控制排流支路是否投入使用，R、C回路用于抑制主回路 通斷時產(chǎn)生的尖峰脈沖。禾用硅二極管的單向?qū)щ娦钥梢宰柚箯呢?fù)母線到收集

5、網(wǎng)的逆向排流，快速熔斷器Fu用于出現(xiàn)短路負(fù)載時對排流柜及柜內(nèi)元器件的保 護(hù)。電流傳感器M用于檢測排流回路中的排流電流量的大小，并通過排流柜控制 器控制IGBT1斷的占空比，以實現(xiàn)對排流電流大小的控制。當(dāng) IGBT關(guān)斷時，排 流回路串聯(lián)了電阻R1和R2,電阻較大，排流電流較小。當(dāng)IGBT導(dǎo)通時，僅串入 阻值較小的R2,排流較大。R2用于限制排流的瞬時電流，以保護(hù)IGBT。電阻R1 和IGBT構(gòu)成了排流支路的電阻調(diào)節(jié)電路，保證了設(shè)備既處于可靠安全的工作狀 態(tài)，又能夠根據(jù)設(shè)備的排流能力，盡可能地將更多的雜散電流通過負(fù)母線回 收。排流柜控制器與雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)之間可通過通信電纜聯(lián)系，以實現(xiàn)與雜 散電流

6、監(jiān)測系統(tǒng)的信息互換。雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行電位檢測，當(dāng) 檢測被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)的極化電位處于安全狀態(tài)時，雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)向排流 裝置發(fā)出停止排流的命令。當(dāng)需要排流時，監(jiān)測系統(tǒng)確定排流量，并把排流量 的數(shù)值傳給排流柜控制器。控制器檢測排流電流小于給定值時，控制IGBT連續(xù)導(dǎo)通；當(dāng)檢測排流電流大于給定值時，控制IGBT連續(xù)關(guān)斷。正常情況下，IGBT 的導(dǎo)通占空比將排流電流量控制在規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。FU UC1 R1*R?C2IGBT二. 10Kv開關(guān)柜概述設(shè)備有綜合保護(hù)裝置、消諧器、測控表計、繼電器、溫控器、加熱器、轉(zhuǎn) 換開用來接受和分配電能的電氣設(shè)備，配電裝置包括控制電器（斷路器、隔離 開

7、關(guān)、負(fù)荷開關(guān)）、保護(hù)電器（熔斷器、避雷器等）、測量電器（電流互感 器、電壓互感器、零序電流互感器）以及母線和載流導(dǎo)體。按電壓等級分為：一次和二次設(shè)備，一次設(shè)備有斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷 開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、零序電流互感器、避雷器、接地開關(guān)、帶電 顯示器等；二次設(shè)備有綜合保護(hù)裝置、消諧器、繼電器、溫控器、加熱器、轉(zhuǎn) 換開關(guān)和按鈕等。1. 斷路器用來接通和斷開有載或無載線路及電氣設(shè)備，以及發(fā)生短路故障時，自動 切斷故障或重新合閘，起到控制和保護(hù)兩種作用。參數(shù)有額定電壓、額定短路 開斷電流、額定電流。2. 接觸器分為交流接觸器和直流接觸器。交流接觸器 主要有電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅 弧裝置等組

8、成， 廣泛用作電力的開斷和控制電路。它利用主接點(diǎn)來開閉電路，用 輔助接點(diǎn)來執(zhí)行控制指令。主接點(diǎn)一般只有常開接點(diǎn)，而輔助接點(diǎn)常有兩對具 有常開和常閉功能的接點(diǎn)，小型的接觸器也經(jīng)常作為 中間繼電器 配合主電路使 用。直流接觸器，一般用于控制直流電器設(shè)備，線圈中通以直流電，直流接觸 器的動作原理和結(jié)構(gòu)基本上與交流接觸器是相同的。但無法開斷短路電流，必 須加短路保護(hù)，一般用高壓熔斷器。3. 互感器分為電流互感器（CT、電壓互感器（PT）,主要與儀表配合測量線路上的電流、電壓、功率、電能，與繼電器配合對線路及變配電設(shè)備進(jìn)行定量保護(hù) （例如短路、過流、過壓、欠壓等故障保護(hù)），流互二次不能開路，壓互二次 不

9、能短路。由于采用了互感器，使測量儀表和繼電器均接在互感器的二次側(cè)與 系統(tǒng)的高壓隔離，從而保證了操作人員和設(shè)備的安全。電流互感器的二次側(cè)額定電流為 5A或1A, 5P20表示一次電流增大到20 倍時，CT誤差不得超過5%,流互的動熱穩(wěn)定性（熱穩(wěn)定：CT在 1S內(nèi)，承受短 路電流的熱作用而無機(jī)械損傷的一次電流有效值；動穩(wěn)定：一次線路發(fā)生短路 時，CT所能承受的無機(jī)機(jī)械損傷的最大電流峰值），一般動穩(wěn)定電流為熱穩(wěn)定 電流的倍。電壓互感器的二次側(cè)額定電壓為 100V, 般分為全絕緣（試驗時，可進(jìn) 行工頻耐壓試驗，包括相 -相型和相 -地型）和半絕緣（試驗時，不能進(jìn)行工頻 耐壓試驗，但可進(jìn)行二次側(cè)的感應(yīng)耐

10、壓，只有相 - 地型），在準(zhǔn)確級上分為測量 級、計量級和保護(hù)級三種，一般將級定位測量級，級定量計量級，3P、6P定位保護(hù)級。對于35KV電壓互感器，額定絕緣水平 95/185KV，表示最高工作電 壓，工頻耐壓95KV 雷電沖擊耐壓185KV注：零序流互一次接被保護(hù)線路的三相，正常情況下，一次上無電流，故 二次也無感應(yīng)電流：當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時，一次流互上電流增大，故二 次線圈將感應(yīng)出電流，從而帶動繼電器使保護(hù)裝置動作。4. 避雷器是一種限制電氣設(shè)備絕緣上承受過電壓的保護(hù)電器?？梢韵拗评讚暨^電 壓、操作過電壓。用來限制電壓的幅值，并聯(lián)在保護(hù)電器和地之間，當(dāng)產(chǎn)生過 電壓時，過壓的作用使避雷器動

11、作而放電，使導(dǎo)體通過電阻或直接與大地相 連，雷電流通過避雷器流入大地，達(dá)到限制過電壓幅值的目的。交流避雷器（避雷器額定電壓（KV /標(biāo)稱放電電流下最大殘壓（KV） +標(biāo)稱放 電電流 （KA）。5. 接地開關(guān)電路檢修時，合上接地開關(guān)，保證操作人員的人身安全。分為拉桿操作和 錐齒輪操作。與接地相 顯示器的作 該裝置不但6. 帶電顯示器、傳感器 帶電顯示器由傳感器和顯示器組成。傳感器安裝于電纜室內(nèi)， 連，作用是將帶電體的高電壓分壓，取出一部分低壓分給顯示器。 用是顯示高壓回路帶電狀況的作用，有提示性和強(qiáng)制閉鎖性兩種。 可以指示高壓回路帶電狀況，而且還可以與電磁鎖配合，強(qiáng)制閉鎖，從而實現(xiàn) 帶電時無法關(guān)

12、合接地開關(guān)、防止誤入帶電間隔，從而提高了配套產(chǎn)品的防誤性 能。7.位置指示器直觀的顯示斷路器、電壓互感器、隔離手車等設(shè)備的位置或狀態(tài)。8.綜合繼電器保護(hù)裝置作為開關(guān)柜的核心部件之一，主要任務(wù)有：監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行， 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常運(yùn)行時，繼電保護(hù)裝置能作出判斷并發(fā)出相應(yīng)的信號或報警； 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生足以損害電氣設(shè)備或危及系統(tǒng)安全運(yùn)行的故障時，繼電保護(hù)裝置 應(yīng)能可靠的動作，使故障斷路器分閘，防止事故的擴(kuò)大；實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自 動化和遠(yuǎn)動化，例如自動重合閘、遙信、遙測、遙調(diào)和遙控。9. 消諧器及小電流選線裝置消除線路及設(shè)備中的一次諧波，可以有效地限制鐵磁諧振現(xiàn)象。10. 繼電器是一種電控制器件。它具

13、有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關(guān)系。通常應(yīng)用于自動化的控制電路中，它實際上是 用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“ 自動開關(guān) ”。 根據(jù)電壓、電流、溫度、速 度或時間等物理的變化來接通或切斷電路的電器。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、 安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。11. 溫控器、加熱器溫控器可以根據(jù)工作環(huán)境的溫度變化，在開關(guān)內(nèi)部發(fā)生物理形變，從而產(chǎn) 生某些特殊效應(yīng)，產(chǎn)生導(dǎo)通或者斷開動作的一系列自動控制元件。而加熱器與 溫控器結(jié)合使用，當(dāng)環(huán)境溫度過低時，可以加熱；當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到一定值時， 它就停止工作。三.400V供電系統(tǒng)主要設(shè)備有配電變壓器、400V開關(guān)柜、溫控器、加熱器、

14、按鈕等。400V開關(guān)柜有電源濾波柜、母聯(lián)柜、有源濾波柜、 400V抽屜。主要作用是 實現(xiàn)對動力、照明、消防系統(tǒng)等 380/220V 設(shè)備進(jìn)行供電。有源濾波柜：由指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個主要部分組 成。指令電流運(yùn)算電路實時監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字 信號，送入高速數(shù)字信號處理器（DSP對信號進(jìn)行處理，將諧波與基波分離， 并以脈寬調(diào)制（PWM信號形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖，驅(qū)動 IGBT 或IPM功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補(bǔ)償電流注入電 網(wǎng)，對諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消，主動消除電力諧波。四其他設(shè)備其他設(shè)備有蓄電池屏、交流屏、直流屏、自動化屏、再生能系統(tǒng)、上網(wǎng)柜 等。1. 再生能系統(tǒng)：由直流快速斷路器、電動隔離開關(guān)、斬波柜、電阻柜、逆 變器、逆變變壓器等組成。當(dāng)處于再生制動狀態(tài)的列車回饋出去的電流不能完 全被其他列車或用電設(shè)備吸