城市軌道交通供電系統(tǒng)第一章-城市軌道交通供電系統(tǒng)概述課件

1、第一章城市軌道交通供電系統(tǒng)概述第一節(jié)電力牽引制式一、電力牽引制式種類1.牽引制式概述電力牽引制式是指牽引供電系統(tǒng)向電動(dòng)車組或電力機(jī)車供電所提供的電流和電壓的制式。目前電力牽引制式按電流分，有直流制式和交流制式；按相數(shù)分，有單相和三相。表1-1城市軌道交通電壓種類表1-1城市軌道交通電壓種類一、電力牽引制式種類2.饋電方式、牽引制式與受流方式 不同的牽引制式有不同的電壓等級(jí)，無論電壓等級(jí)如何,總是需要把電能饋送到機(jī)車上，而針對(duì)各種牽引制式，世界各國的電氣工程師們研究出了不同的饋電方式。對(duì)于不同的饋電方式,受流設(shè)備（車輛）的受流方式也不一樣。(1)架空式架空式適合所有不同的牽引制式。(2)第三軌第

2、三軌適用于直流牽引制式，牽引電壓相對(duì)較低。表1-3第三軌系統(tǒng)電壓制式圖1-1倫敦第四軌系統(tǒng) 如圖1-1所示。一個(gè)上部接觸第三軌安裝在線路的一邊，提供420V的直流電源(3)第四軌第四軌適用于直流牽引制式，牽引電壓相對(duì)更低。(4)三相系統(tǒng)19021976年在意大利，曾經(jīng)運(yùn)行了多條三相牽引網(wǎng)供電的軌道線路。二、目前國內(nèi)發(fā)展概況表1-4國內(nèi)城市軌道交通供電制式 目前我國城市軌道交通供電系統(tǒng)饋電方式與牽引制式的組合共有四種：DC 1500V架空式、DC 1500V接觸軌、DC 750V架空式、DC 750V接觸軌。而架空式系統(tǒng)又分為柔性接觸網(wǎng)和剛性接觸網(wǎng)。直流接觸軌也有上部、下部、側(cè)面接觸三種方式，而

3、以下部為佳。三、牽引制式選擇原則1)供電制式與客流量相適應(yīng)。2)供電安全可靠。3)便于安裝、維護(hù)及事故搶修。4)牽引網(wǎng)使用壽命長，維修工作量小，是降低軌道交通運(yùn)營成本的重要條件。5)城市軌道交通是城市的基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)注重環(huán)境和景觀效果。第二節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)一、城市軌道交通供電系統(tǒng)概況1.電源組成 城市軌道交通供電系統(tǒng)的電能來源于國家電網(wǎng)，而國家電網(wǎng)的電能來源于各種發(fā)電廠。2.外部電源系統(tǒng)城市電網(wǎng) 電力網(wǎng)簡稱電網(wǎng)，由輸電線路、配電線路和變電所組成。 輸電線路是向用戶傳輸電能的通道，一般來說其電壓較高，即采用高壓傳輸，其特點(diǎn)是線路較長，覆蓋區(qū)域廣。配電線路是向用戶分配電能的通道，其電壓相對(duì)較低

4、，也就是通常說的低壓配電線路，其特點(diǎn)是線路較短。由此可見，不同的電網(wǎng)，其電壓等級(jí)也不一樣。一、城市軌道交通供電系統(tǒng)概況 (1)集中式供電指軌道交通從城市電網(wǎng)引入較高電壓等級(jí)的電源(如110kV、)，經(jīng)主變電站進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，將外部電源降壓(如35kV或10kV)后，由主變電站集中向牽引變電所和降壓變電所供電的外部電源引入模式。 (2)分散式供電是相對(duì)于集中式供電而言的，是指軌道交通不設(shè)主變電站，由沿線城市變電站直接向牽引變電所和降壓變電所提供中壓(35kV或10kV)電源的供電模式。 (3)混合式供電混合式供電將前兩種供電方式結(jié)合起來，一般以集中式供電為主，個(gè)別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式供電

5、的補(bǔ)充，使供電系統(tǒng)更加完善和可靠。一、城市軌道交通供電系統(tǒng)概況圖1-2城市軌道交通供電系統(tǒng)示意圖3.城市軌道交通供電系統(tǒng)構(gòu)成 城市軌道交通供電系統(tǒng)的電源一般取自國家電力系統(tǒng)，即取自于所在城市電網(wǎng)，也就是說城市軌道交通供電系統(tǒng)是嫁接在城市電網(wǎng)上的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，它是一個(gè)特殊的大用電戶。城市軌道交通供電系統(tǒng)分為外部電源系統(tǒng)和內(nèi)部電源系統(tǒng)。內(nèi)部電源系統(tǒng)是城市軌道交通供電系統(tǒng)的主體，主要由以下部分構(gòu)成：中壓環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)和低壓變配電系統(tǒng)。城市軌道交通供電系統(tǒng)示意圖如圖1-2所示。一、城市軌道交通供電系統(tǒng)概況 (1)中壓環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)城市軌道交通電力能量直接取自城市或區(qū)域電網(wǎng)。 (2)牽

6、引供電系統(tǒng)它是城市軌道交通供電系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)向軌道交通車輛提供電能，其主要作用是降壓、整流和傳輸電能。 (3)低壓變配電系統(tǒng)它負(fù)責(zé)向信號(hào)設(shè)備、照明、通風(fēng)、排水、制冷設(shè)備饋送電能，其主要作用是降壓、分配和傳輸電能。二、城市軌道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.根據(jù)變電所供電接線方式劃分(1)環(huán)網(wǎng)供電主變電所向沿線的所有牽引變電所和降壓變電所供電。圖1-3雙環(huán)網(wǎng)供電接線示意圖二、城市軌道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(2)單邊供電當(dāng)軌道線路沿線附近只有一側(cè)有電源時(shí)，常采用單邊供電。圖1-4單邊供電接線示意圖二、城市軌道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(3)輻射型供電輻射型供電接線示意圖如圖1-5所示。圖1-5輻射型供電接線示意圖二、城市軌

7、道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.根據(jù)變電所結(jié)構(gòu)形式劃分 城市軌道交通供電系統(tǒng)從110kV或者220kV系統(tǒng)獲取電能，一般采取供電分區(qū)方式向它的下一級(jí)負(fù)荷供電，中壓環(huán)網(wǎng)電壓等級(jí)為交流35kV和10kV，有時(shí)只有35kV環(huán)網(wǎng)。這一系統(tǒng)由于低壓變配電系統(tǒng)和牽引供電系統(tǒng)相互關(guān)系的不同，又分了許多模式。(1)獨(dú)立模式城市軌道交通供電系統(tǒng)獨(dú)立模式如圖1-6所示。圖1-6城市軌道交通供電系統(tǒng)獨(dú)立模式二、城市軌道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(2)聯(lián)合模式一般來說，牽引系統(tǒng)和動(dòng)力照明信號(hào)供電系統(tǒng)是相互分開的，根據(jù)實(shí)際情況，也可以把牽引系統(tǒng)和動(dòng)力照明信號(hào)供電系統(tǒng)融合到一個(gè)變電所，形成一體化混合結(jié)構(gòu)，即牽引降壓混合變電所，如圖1-7所示

8、。圖1-7城市軌道交通供電系統(tǒng)聯(lián)合模式1二、城市軌道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1-8城市軌道交通供電系統(tǒng)聯(lián)合模式2二、城市軌道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.根據(jù)外部電源方式劃分 中壓環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)的作用是接受城市電網(wǎng)的電能，然后再合理科學(xué)地把電能饋送給各變電所。根據(jù)接收電能的不同方式，外部電源系統(tǒng)分為集中式供電、分散式供電和混合式供電。(1)集中式供電集中式供電示意圖如圖1-9所示。圖1-9集中式供電示意圖二、城市軌道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1-10分散式供電示意圖(2)分散式供電由于目前35kV 電網(wǎng)趨于淘汰，因此這一模式主要從10kV系統(tǒng)獲得電能。二、城市軌道交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(3)混合式供電所謂混合式供電就是將集中式供電和分散式供電聯(lián)合起來為城市軌道交通供電系統(tǒng)供電的一種模式