地鐵變電所各個(gè)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(jí)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(dòng)隔離開關(guān)的操作設(shè)備和控制、測(cè)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(cè)量保護(hù)功能所需的必要元件外，還裝設(shè)為實(shí)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(shí)過(guò)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(cè)控保護(hù)裝置或機(jī)械裝置操控。每個(gè)直流斷路器所有輔助接點(diǎn)均接到低

2、壓室端子排上，且具有“運(yùn)行”、“試驗(yàn)”、“移開”三個(gè)明顯的位置和標(biāo)志。手車入柜后有兩個(gè)機(jī)械定位：試驗(yàn)位和運(yùn)行位，兩個(gè)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CPU結(jié)構(gòu)方式，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、監(jiān)視、控制、測(cè)量、通信等功能），實(shí)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1500V正極母線間的開關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)整流機(jī)組向1500V直流正極母線饋電的

3、控制。進(jìn)線柜采用電動(dòng)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(duì)正極柜內(nèi)的電動(dòng)隔離開關(guān)進(jìn)行控制，并實(shí)現(xiàn)各柜信號(hào)收集、電流采集及正極電動(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行通信，具有與當(dāng)?shù)豍C機(jī)和所內(nèi)綜合自動(dòng)化SCADA系統(tǒng)進(jìn)行通信的兩個(gè)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

4、、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(dòng)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?，?shí)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(shí)產(chǎn)生的尖峰脈沖。利用硅二極管的單向?qū)щ娦钥梢宰柚箯呢?fù)母線到收集網(wǎng)的逆向排流，快速熔斷器Fu用于出現(xiàn)短路負(fù)載時(shí)對(duì)排流柜及柜內(nèi)元器件的保護(hù)。電流傳感器M用于檢測(cè)排流回路中的排流電流量的大小，

5、并通過(guò)排流柜控制器控制IGBT通斷的占空比，以實(shí)現(xiàn)對(duì)排流電流大小的控制。當(dāng)IGBT關(guān)斷時(shí)，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(shí)，僅串入阻值較小的R2，排流較大。R2用于限制排流的瞬時(shí)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(guò)負(fù)母線回收。排流柜控制器與雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之間可通過(guò)通信電纜聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)與雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息互換。雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行電位檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)的極化電位處于安全狀態(tài)時(shí)，雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)向排流裝置發(fā)出停止

6、排流的命令。當(dāng)需要排流時(shí)，監(jiān)測(cè)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?？刂破鳈z測(cè)排流電流小于給定值時(shí)，控制IGBT連續(xù)導(dǎo)通；當(dāng)檢測(cè)排流電流大于給定值時(shí)，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)。二10Kv開關(guān)柜概述設(shè)備有綜合保護(hù)裝置、消諧器、測(cè)控表計(jì)、繼電器、溫控器、加熱器、轉(zhuǎn)換開用來(lái)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、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)）、保護(hù)電器（熔斷器、避雷器等）、測(cè)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(jí)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

7、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(lái)接通和斷開有載或無(wú)載線路及電氣設(shè)備，以及發(fā)生短路故障時(shí)，自動(dòng)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)、滅弧裝置等組成，廣泛用作電力的開斷和控制電路。它利用主接點(diǎn)來(lái)開閉電路，用輔助接點(diǎn)來(lái)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(duì)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

8、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(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)基本上與交流接觸器是相同的。但無(wú)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(cè)量線路上的電流、電壓、功率、電能，與繼電器配合對(duì)線路及變配電設(shè)備進(jìn)行定量保護(hù)（例如短路、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓等故障保護(hù)），流互二次不能開路，壓互二次不能短路。由于采用了互感器，使測(cè)量?jī)x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(shí)，CT誤差不得超過(guò)5，流互的動(dòng)熱穩(wěn)定性(熱穩(wěn)

9、定：CT在1S內(nèi)，承受短路電流的熱作用而無(wú)機(jī)械損傷的一次電流有效值；動(dòng)穩(wěn)定：一次線路發(fā)生短路時(shí)，CT所能承受的無(wú)機(jī)機(jī)械損傷的最大電流峰值)，一般動(dòng)穩(wěn)定電流為熱穩(wěn)定電流的2.5倍。電壓互感器的二次側(cè)額定電壓為100V，一般分為全絕緣（試驗(yàn)時(shí)，可進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，包括相-相型和相-地型）和半絕緣（試驗(yàn)時(shí)，不能進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，但可進(jìn)行二次側(cè)的感應(yīng)耐壓，只有相-地型），在準(zhǔn)確級(jí)上分為測(cè)量級(jí)、計(jì)量級(jí)和保護(hù)級(jí)三種，一般將0.2級(jí)定位測(cè)量級(jí)，0.5級(jí)定量計(jì)量級(jí)，3P、6P定位保護(hù)級(jí)。對(duì)于35KV電壓互感器，額定絕緣水平40.5/95/185KV，表示最高工作電壓40.5KV，工頻耐壓95KV，雷電沖擊耐壓

10、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(wú)電流，故二次也無(wú)感應(yīng)電流：當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，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(dòng)繼電器使保護(hù)裝置動(dòng)作。4.避雷器是一種限制電氣設(shè)備絕緣上承受過(guò)電壓的保護(hù)電器。可以限制雷擊過(guò)電壓、操作過(guò)電壓。用來(lái)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(guò)電壓時(shí)，過(guò)壓的作用使避雷器動(dòng)作而放電，使導(dǎo)體通過(guò)電阻或直接與大地相連，雷電流通過(guò)避雷器流入大地，達(dá)到限制過(guò)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(shí)，合上接地開關(guān)，保證操作人員

11、的人身安全。分為拉桿操作和錐齒輪操作。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)，與接地相連，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。顯示器的作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。該裝置不但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(shí)現(xiàn)帶電時(shí)無(wú)法關(guān)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(shí)，繼電保護(hù)裝置能

12、作出判斷并發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)或報(bào)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(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能可靠的動(dòng)作，使故障斷路器分閘，防止事故的擴(kuò)大；實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和遠(yuǎn)動(dòng)化，例如自動(dòng)重合閘、遙信、遙測(cè)、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(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。 根據(jù)電壓、電流、溫度、速度或時(shí)間等物理的變化來(lái)接通或切斷電路的電器。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換

13、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(dòng)作的一系列自動(dòng)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(guò)低時(shí)，可以加熱；當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到一定值時(shí)，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、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(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)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(gè)主要部分組成。指令電流運(yùn)算電路實(shí)時(shí)監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)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(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消，主動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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)備吸收時(shí)，