城軌交通供電2第1章概論

1、峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成城軌電力牽引與供電制式城軌電力牽引與供電制式城軌供電系統(tǒng)功能及基本要求城軌供電系統(tǒng)功能及基本要求城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介第第1章章 概論概論峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-1 城軌供電系統(tǒng)功能及基本要求城軌供電系統(tǒng)功能及基本要求1. 功能功能 動力源泉動力源泉牽引供電牽引供電 + 動力照明用電動力照明用電系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能供電服務(wù)功能供電服務(wù)功能故障自救功能故障自救功能自我保護功能自我保護功能防誤操作功能防誤操作功能便于調(diào)度功能便于調(diào)度功能控制、顯示和計量功能控制、顯示和計量功能電磁兼容功

2、能電磁兼容功能峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-1 城軌供電系統(tǒng)功能及基本要求城軌供電系統(tǒng)功能及基本要求2. 基本要求基本要求基基本本要要求求安全性安全性供電系統(tǒng)安全關(guān)系到乘客安全、運營供電系統(tǒng)安全關(guān)系到乘客安全、運營人員安全、行車安全、設(shè)備安全人員安全、行車安全、設(shè)備安全可靠性可靠性經(jīng)濟性經(jīng)濟性先進性先進性適用性適用性對電動列車和動力照明負荷的持續(xù)供對電動列車和動力照明負荷的持續(xù)供電能力。應(yīng)滿足電能力。應(yīng)滿足“N-1”N-1”原則。原則。項目全生命周期內(nèi)實現(xiàn)費用的經(jīng)濟合項目全生命周期內(nèi)實現(xiàn)費用的經(jīng)濟合理。應(yīng)以前三個要求為前提。理。應(yīng)以前三個要求為前提。供電系統(tǒng)應(yīng)滿足業(yè)主建設(shè)目的與性能

3、供電系統(tǒng)應(yīng)滿足業(yè)主建設(shè)目的與性能要求。要求。先進性主要體現(xiàn)在設(shè)計理念、系統(tǒng)方先進性主要體現(xiàn)在設(shè)計理念、系統(tǒng)方案、設(shè)備及工藝、管理手段等方面。案、設(shè)備及工藝、管理手段等方面。峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-2 城軌電力牽引與供電制式城軌電力牽引與供電制式1. 電動列車性能要求電動列車性能要求A. 起動加速性能起動加速性能 要求起動加速力大而且平穩(wěn)，即恒定的大的起動力矩，要求起動加速力大而且平穩(wěn)，即恒定的大的起動力矩，便于列車快速平穩(wěn)起動。便于列車快速平穩(wěn)起動。 B. 動力設(shè)備容量利用動力設(shè)備容量利用 列車輕載時，運行速度可以高一些，而列車重載時運行列車輕載時，運行速度可以高一些，而列車

4、重載時運行速度可以低一些。速度可以低一些?！芭ｑR牛馬”特性好。特性好。P=FV=P=FV=常數(shù)。常數(shù)。C. 調(diào)速性能調(diào)速性能 經(jīng)濟、易實現(xiàn)經(jīng)濟、易實現(xiàn)峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-2 城軌電力牽引與供電制式城軌電力牽引與供電制式2. 電動列車牽引系統(tǒng)電動列車牽引系統(tǒng)A. 直流牽引系統(tǒng)直流牽引系統(tǒng)a)a)直流牽引電機直流牽引電機 b)b)控制方式：控制方式：凸輪變阻調(diào)速凸輪變阻調(diào)速斬波調(diào)阻變速斬波調(diào)阻變速斬波斬波調(diào)壓變速調(diào)壓變速 前兩種方式因電能消耗及、溫升等不利，已趨于淘汰。前兩種方式因電能消耗及、溫升等不利，已趨于淘汰。第三種方式采用第三種方式采用GTOGTO調(diào)整直流電機端電壓調(diào)

5、速。可將車調(diào)整直流電機端電壓調(diào)速?？蓪④囕v動能存儲在電抗器，再反饋到電網(wǎng)。目前歐洲、加拿輛動能存儲在電抗器，再反饋到電網(wǎng)。目前歐洲、加拿大、日本、上海（大、日本、上海（DC01DC01）直流電機均采用此種傳動控）直流電機均采用此種傳動控制方式。制方式。c)c)直流牽引系統(tǒng)應(yīng)用少直流牽引系統(tǒng)應(yīng)用少峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-2 城軌電力牽引與供電制式城軌電力牽引與供電制式2. 電動列車牽引系統(tǒng)電動列車牽引系統(tǒng)B. 交流牽引系統(tǒng)交流牽引系統(tǒng)a)a)異步電動機、直線電機異步電動機、直線電機b)b)異步電動機控制方式：異步電動機控制方式：VVVFVVVF（Variable Voltage

6、 and Variable Voltage and Variable FrequencyVariable Frequency，調(diào)頻調(diào)壓），調(diào)頻調(diào)壓） 優(yōu)點：無接點控制，運行可靠，過載能力強；粘著性能優(yōu)點：無接點控制，運行可靠，過載能力強；粘著性能好；結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，保養(yǎng)和維修少。好；結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，保養(yǎng)和維修少。 目前大量應(yīng)用于城市軌道交通車輛。目前大量應(yīng)用于城市軌道交通車輛。c)c)直線電機將傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機的定子和轉(zhuǎn)子展開成直線狀，直線電機將傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機的定子和轉(zhuǎn)子展開成直線狀，轉(zhuǎn)變旋轉(zhuǎn)運動方式為直線運動方式。是轉(zhuǎn)變旋轉(zhuǎn)運動方式為直線運動方式。是2121世紀理想首選世紀理想首選傳動方式。我

7、國廣州傳動方式。我國廣州4 4號線已有應(yīng)用。號線已有應(yīng)用。峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-2 城軌電力牽引與供電制式城軌電力牽引與供電制式3. 供電制式供電制式A. 電流制電流制 電氣化鐵道：單相工頻電氣化鐵道：單相工頻50Hz 25KV50Hz 25KV交流交流 城市軌道交通：直流城市軌道交通：直流B. 電壓等級電壓等級 IECIEC推薦標準電壓：推薦標準電壓：600V600V、750V750V、1500KV1500KV 中國國家標準：中國國家標準：750V750V、1500V1500VC. 饋電方式饋電方式 架空接觸網(wǎng)（鋼性、柔性）架空接觸網(wǎng)（鋼性、柔性） 接觸軌（三軌、四軌）接

8、觸軌（三軌、四軌）峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-2 城軌電力牽引與供電制式城軌電力牽引與供電制式3. 供電制式供電制式應(yīng)用情況：應(yīng)用情況：北京、天津、蘇州、杭州、武漢北京、天津、蘇州、杭州、武漢 DC750V DC750V 三軌三軌上海、廣州、南京、深圳、大連上海、廣州、南京、深圳、大連 DC1500V DC1500V 接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)說明：說明：城市軌道交通都采用直流供電制式。列車功率并不是很大，城市軌道交通都采用直流供電制式。列車功率并不是很大，其供電半徑（范圍）也不大，供電電壓不需要太高；同樣電其供電半徑（范圍）也不大，供電電壓不需要太高；同樣電壓等級下直流制比交流制的電壓損失小

9、；供電線路都處在城壓等級下直流制比交流制的電壓損失小；供電線路都處在城市建筑群之間，供電電壓不宜太高，以確保安全。市建筑群之間，供電電壓不宜太高，以確保安全。峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-3 城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成1. 城軌供電系統(tǒng)組成部分城軌供電系統(tǒng)組成部分峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系2. 系統(tǒng)功能劃分系統(tǒng)功能劃分A. 外部電源外部電源 集中供電、分散供電、混合供電集中供電、分散供電、混合供電B. 主變電所或電源開閉所主變電所或電源開閉所 集中供電集中供電主所主所 分散供電分散供電開閉所，一般與牽引（降壓）所合建開閉所，一般與牽引（降壓）所合建C. 牽引供電系

10、統(tǒng)牽引供電系統(tǒng) 包括牽引變電所和牽引網(wǎng)包括牽引變電所和牽引網(wǎng)1-3 城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系2. 系統(tǒng)功能劃分系統(tǒng)功能劃分D. 動力照明供電系統(tǒng)動力照明供電系統(tǒng) 包括降壓變電所和動力照明配電系統(tǒng)包括降壓變電所和動力照明配電系統(tǒng)E. 雜散電流防護系統(tǒng)雜散電流防護系統(tǒng) 涉及多個專業(yè)，由供電系統(tǒng)負責(zé)涉及多個專業(yè)，由供電系統(tǒng)負責(zé)F. 電力監(jiān)控系統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng) 通過調(diào)度端、通信通道、執(zhí)行端（變電所綜合自動化系通過調(diào)度端、通信通道、執(zhí)行端（變電所綜合自動化系統(tǒng)）完成統(tǒng)）完成“五遙五遙”（遙控、遙調(diào)、遙信、遙測、遙視）（遙控、遙調(diào)、遙信、遙測、遙視）功能。功能。

11、1-3 城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系3. 電壓等級電壓等級 以下電壓屬于供電系統(tǒng)哪些部分？以下電壓屬于供電系統(tǒng)哪些部分？ AC 110(63)KV； AC 35(33，20)KV； AC 10KV； AC 220/380V； DC 1500(750)V； DC 220V； DC 110V1-3 城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成城軌供電系統(tǒng)構(gòu)成峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1. 一次電氣設(shè)備一次電氣設(shè)備 通常把轉(zhuǎn)換與分配電能的設(shè)備和載流導(dǎo)體，如通常把轉(zhuǎn)換與分配電能的設(shè)備和載流導(dǎo)體，如變壓器、整流器和斷路器等稱為一次電氣設(shè)備。變壓器、整流器和斷路器等稱為一次電氣設(shè)

12、備。1-4 城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1. 一次電氣設(shè)備一次電氣設(shè)備A. 轉(zhuǎn)換電能和補償無功的設(shè)備轉(zhuǎn)換電能和補償無功的設(shè)備 變壓器、整流機組、無功補償裝置等變壓器、整流機組、無功補償裝置等B. 通斷電路的開關(guān)電器通斷電路的開關(guān)電器 斷路器、隔離開關(guān)、直流快速開關(guān)、負荷開關(guān)、熔斷器斷路器、隔離開關(guān)、直流快速開關(guān)、負荷開關(guān)、熔斷器C. 防雷與接地裝置防雷與接地裝置 避雷器、防雷線圈、綜合接地系統(tǒng)避雷器、防雷線圈、綜合接地系統(tǒng)D. 載流導(dǎo)體載流導(dǎo)體 母線、連接電纜母線、連接電纜1-4 城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介

13、峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1. 一次電氣設(shè)備一次電氣設(shè)備n變壓器（變壓器（T T）n整流機組（整流機組（UFUF）n斷路器（斷路器（QFQF）n隔離開關(guān)（隔離開關(guān)（QSQS）n負荷開關(guān)（負荷開關(guān)（QLQL）n熔斷器（熔斷器（FUFU）n避雷器（避雷器（F F）1-4 城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介QFQFT TQSQSUFUFFUFUF FQLQL峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系SFSF6 6斷路器斷路器1-4 城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介主變電所用主變電所用110KV110KV開關(guān)（斷路器）開關(guān)（斷路器）主變電所用變壓器主變電所

14、用變壓器QFQFT T峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-4 城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介各類閘刀各類閘刀QSQSQLQL峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-4 城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介35kV35kV交流開關(guān)柜（交流開關(guān)柜（GISGIS）整流變壓器整流變壓器峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-4 城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介直流直流1500V1500V開頭柜開頭柜峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系1-4 城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介動力變壓器動力變壓器0.4KV0.4KV

15、開關(guān)柜開關(guān)柜0.4KV0.4KV斷路器斷路器峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系2. 二次設(shè)備二次設(shè)備 對一次電氣設(shè)備進行控制、監(jiān)測和保護，以保對一次電氣設(shè)備進行控制、監(jiān)測和保護，以保障其正常、安全運行的設(shè)備稱為二次設(shè)備或二障其正常、安全運行的設(shè)備稱為二次設(shè)備或二次系統(tǒng)。次系統(tǒng)。A. 儀用互感器儀用互感器 電壓互感器、電流互感器、直流電流互感器電壓互感器、電流互感器、直流電流互感器B. 測量與計量表計測量與計量表計 測量電壓、電流、功率因數(shù)、有功、無功等表計測量電壓、電流、功率因數(shù)、有功、無功等表計1-4 城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介城軌供電系統(tǒng)一二次設(shè)備簡介峨眉校區(qū)峨眉校區(qū) 電氣工程系電氣工程系2. 二次設(shè)備二次設(shè)備C. 綜合自動化系統(tǒng)綜合自動化系統(tǒng) 迅速反映不正?；蚬收蠣顟B(tài)，自動切換電