軌道交通牽引供變電技術(shù)課件：軌道交通牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì)示例

軌道交通牽引供變電技術(shù)

軌道交通牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì)示例

本章前面幾節(jié)分別講述了軌道交通牽引變電所設(shè)計(jì)各組成部分內(nèi)容、設(shè)計(jì)的一般方法和設(shè)計(jì)的計(jì)算原理、原則等。在此基礎(chǔ)上，為了建立牽引變電所和供變電系統(tǒng)裝置設(shè)計(jì)的完整概念，本節(jié)專門列舉了電氣化鐵道交流牽引變電所和城軌交通直流牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì)兩種示例；對(duì)設(shè)計(jì)的原始資料分析、方案比較與選擇、設(shè)計(jì)程序、步驟等進(jìn)行了詳盡分析和必要闡述。軌道交通牽引供變電技術(shù)一、電氣化鐵道交流牽引變電所主接線設(shè)計(jì)某牽引變電所位于大型編組站內(nèi)，向兩條客貨混運(yùn)復(fù)線電氣化干線鐵路的三個(gè)方向饋電區(qū)段供電，已知按列車正常運(yùn)行情況的計(jì)算容量為10000kV·A（三相變壓器），并以10kV電壓給車站電力、照明、機(jī)務(wù)段等地區(qū)負(fù)荷供電，其計(jì)算容量為3750kV·A。各電壓側(cè)饋出線數(shù)目及負(fù)荷情況如下：25kV10回路（其中1路備用）；兩方向年貨運(yùn)量與供電區(qū)距離分別為60Mt·km，30×25Mt·km，客運(yùn)系數(shù)，100kW·h/10kt·km，軌道交通牽引供變電技術(shù)10kV12回路（其中預(yù)留2回路）。供電電源由系統(tǒng)區(qū)域變電所以雙回路110kV輸電線送電，本變電所位于電氣化鐵路終端，送電線路距離為15km。主變壓器為三相接線，試設(shè)計(jì)牽引變電所（帶有地區(qū)負(fù)荷）電氣主接線。（一）分析負(fù)荷及原始資料由上述資料可知，本牽引變電所擔(dān)負(fù)著重要的牽引負(fù)荷供電任務(wù)（一級(jí)負(fù)荷）。饋線數(shù)目多，影響范圍廣，應(yīng)保證安全可靠的供電。10kV地區(qū)負(fù)荷主要為編組站自動(dòng)化駝峰、信號(hào)自動(dòng)閉塞、照明及其他自動(dòng)裝置等，部分為一級(jí)負(fù)荷，其他包括機(jī)務(wù)段在內(nèi)均為二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)有足夠可靠性的要求。本變電所為終端變電所，一次側(cè)無(wú)通過(guò)功率。軌道交通牽引供變電技術(shù)（二）主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇

三相牽引變壓器的計(jì)算容量是由供電計(jì)算求出的（計(jì)算方法將在“供電系統(tǒng)”課程中討論）。本變電所考慮為固定備用方式，按故障檢修時(shí)的需要，應(yīng)設(shè)兩臺(tái)牽引用主變壓器；地區(qū)電力負(fù)荷應(yīng)有一級(jí)負(fù)荷，為保證變壓器檢修時(shí)不致斷電，也應(yīng)設(shè)兩臺(tái)牽引用主變壓器。

根據(jù)原始資料和各種負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，主變壓器容量與臺(tái)數(shù)的選擇可能有以下兩種方案：軌道交通牽引供變電技術(shù)方案一2臺(tái)10000kV·A牽引變壓器和2臺(tái)6300kV·A地區(qū)變壓器（110kV變壓器最小容量為6300kV·A），一次側(cè)同時(shí)接于110kV母線；方案二2臺(tái)16000kV·A的三繞組變壓器，因10kV側(cè)地區(qū)負(fù)荷與總?cè)萘勘戎党^(guò)15%，采用電壓為110/25/10.5kV，接線為YNdd的兩臺(tái)三繞組變壓器同時(shí)為牽引負(fù)荷與地區(qū)電力負(fù)荷供電。各繞組容量比為100∶100∶50。軌道交通牽引供變電技術(shù)（三）各種方案主接線的擬訂按110kV進(jìn)線和終端變電所的地位，考慮變壓器數(shù)量，各種電壓級(jí)饋線數(shù)目，可依據(jù)供電的需要程度選擇主接線方式。（1）對(duì)于上述方案一，因有4臺(tái)變壓器，考慮110kV母線檢修不致全部停電，采用單母線用斷路器分段的接線方式，如圖9.59（a）所示，每段母線連接一臺(tái)牽引變壓器和地區(qū)變壓器，由于牽引饋線斷路器數(shù)量多且檢修頻繁，牽引負(fù)荷母線采用帶旁路母線的單母線分段（隔離開(kāi)關(guān)分段）接線方式，10kV地區(qū)負(fù)荷母線同樣采用斷路器分段的單母線接線系統(tǒng)。自用電變壓器分別接于10kV兩段母線上（兩臺(tái)）。軌道交通牽引供變電技術(shù)（2）對(duì)于上述方案二，共有2臺(tái)三繞組主變壓器，兩回路專用110kV進(jìn)線，應(yīng)有線路繼電保護(hù)設(shè)備，故采用節(jié)省斷路器數(shù)量的內(nèi)橋接線較為經(jīng)濟(jì)合理，如圖9.59（b）所示。牽引負(fù)荷母線接線和10kV母線接線與方案一的接線相同。（四）技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較與方案選擇

因地區(qū)負(fù)荷占比例較大，且有部分為一級(jí)負(fù)荷，為保證電壓質(zhì)量，主要應(yīng)檢驗(yàn)電壓不對(duì)稱系數(shù)，然后進(jìn)行兩種方案的經(jīng)濟(jì)比較，如圖9.24所示。軌道交通牽引供變電技術(shù)（a）方案一主接線（b）方案二主接線圖9.24各方案主接線圖軌道交通牽引供變電技術(shù)1.電壓不對(duì)稱系數(shù)的計(jì)算（1）由已知牽引負(fù)荷容量，則計(jì)算25kV側(cè)額定電流I2N，兩饋線電流I2a、I2c［見(jiàn)圖9.25（a）］，分別為（a）△形繞組中電流分配軌道交通牽引供變電技術(shù)（b）每相牽引負(fù)荷電流與電壓相量圖（c）三繞組變壓器各側(cè)繞組中電流與電壓相量圖圖9.25三相牽引變壓器各繞組中電流分配及相位關(guān)系以為參考相量，兩饋線電流在△形繞組中分配后，每相繞組電流分別為軌道交通牽引供變電技術(shù)（A）（A）（以為基準(zhǔn)）同理（A）（A）110kV高壓繞組中電流（不計(jì)勵(lì)磁電流時(shí)），即為負(fù)荷電流歸算到高壓側(cè)的值。對(duì)于方案一，僅考慮牽引負(fù)荷，則軌道交通牽引供變電技術(shù)（A）同理（A）對(duì)于方案二，應(yīng)為牽引負(fù)荷與地區(qū)負(fù)荷電流相量和，如圖9.60（c）所示，其值為（A）（A）（A）軌道交通牽引供變電技術(shù)其中電壓變換系數(shù)為（2）高壓110kV繞組中的阻抗壓降，已知參數(shù)為三繞組16000kV·A變壓器 雙繞組10000kV·A變壓器 按計(jì)算公式：（Ω）（——110kV）（Ω）軌道交通牽引供變電技術(shù)分別求得高壓繞組的電阻及電抗為三繞組變壓器：雙繞組變壓器：高壓各相繞組阻抗壓降見(jiàn)圖9.61。由各相阻抗壓降三角形可知：對(duì)于三繞組變壓器，有（kV）（kV）（kV）軌道交通牽引供變電技術(shù)（a）三繞組變壓器（b）雙繞組變壓器圖9.26高壓繞組各相電流與電抗降、電勢(shì)相量圖軌道交通牽引供變電技術(shù)對(duì)于雙繞組變壓器，有（kV）（kV）（kV）（3）高壓110kV繞組感應(yīng)電勢(shì)（E）及不對(duì)稱系數(shù)，按下式計(jì)算：（kV）（kV）（kV）軌道交通牽引供變電技術(shù)正序分量負(fù)序分量（kV）（kV）電壓（勢(shì)）不對(duì)稱系數(shù)：將各方案計(jì)算結(jié)果列于表9.24。表9.24各主接線方案技術(shù)參數(shù)計(jì)算結(jié)果軌道交通牽引供變電技術(shù)。

從上述比較可知，在電壓質(zhì)量方面，方案二較方案一要好，但值都與標(biāo)準(zhǔn)要求有一定差距（見(jiàn)表9.24）。2.變壓器與配電裝置的一次投資與折舊維修費(fèi)（差值部分）（1）方案一2×10000和2×6300kV·A變壓器共4臺(tái)，多增加110kV斷路器4組，按SW3-110少油斷路器計(jì)算，共需（以萬(wàn)元計(jì)）：（萬(wàn)元）軌道交通牽引供變電技術(shù)取10MV·A牽引變壓器和6.3MV·A地區(qū)變壓器近期參考價(jià)分別為100萬(wàn)元/臺(tái)和64萬(wàn)元/臺(tái)，每組斷路器包括斷路器及機(jī)構(gòu)1臺(tái)、內(nèi)附電流互感器1組、隔離開(kāi)關(guān)1臺(tái)，參考價(jià)分別為20萬(wàn)元和2.0萬(wàn)元。（2）方案二2×16000kV·A三繞組變壓器，另增加變壓器前面和跨條隔離開(kāi)關(guān)（110kV）4組，取16MV·A主變壓器參考價(jià)為140萬(wàn)元/臺(tái)，共需：（萬(wàn)元）軌道交通牽引供變電技術(shù)方案一中：110

kV配電間隔數(shù)增加，其占地費(fèi)用不予計(jì)算。每年折舊維修費(fèi)，按一次投資的8%計(jì)，則方案一：方案二：（萬(wàn)元）（萬(wàn)元）3.各方案的年電能損耗費(fèi)（主變壓器正常工作采用兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行方式）（1）方案一采用2×SF1-QY-10000/110型和2×S7-6300/110型三相變壓器，其參數(shù)為牽引變壓器：地區(qū)變壓器：按已知條件，由式（4.14）求牽引負(fù)荷的最大功率損耗時(shí)間：（h）地區(qū)負(fù)荷由圖4.39用插入法查得（地區(qū)負(fù)荷）＝2750h。牽引變壓器和地區(qū)變壓器的年能量損耗和分別由式（4.13）和式（4.12）求得（取無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量）：軌道交通牽引供變電技術(shù)其中，（A），各值已在前面求出：（A2）故（kW·h）牽引用電按每度（kW·h）0.48元計(jì)，則年電能損耗費(fèi)和年能量損耗分別為（萬(wàn)元）軌道交通牽引供變電技術(shù)（KW-h）工業(yè)用電按每度0.40元計(jì)，則年電能損耗費(fèi)為（萬(wàn)元）方案一中年電能總損耗費(fèi)為（萬(wàn)元）軌道交通牽引供變電技術(shù)軌道交通牽引供變電技術(shù)（2）方案二采用2×SFS7-16000/110型三相三繞組變壓器，其參數(shù)：各繞組容量比100∶100∶50；，，，各繞組短路電壓，6.5

，。則由式（4.15）可求得年電能損耗為軌道交通牽引供變電技術(shù)其中（A）

A2已知，，按式（4.16）計(jì)算，則A2軌道交通牽引供變電技術(shù)

（h）代入上述各值后，得到

（kwh）軌道交通牽引供變電技術(shù)年電能損耗費(fèi)（萬(wàn)元）（綜合用電取平均電價(jià)為0.45元/度）。（3）年運(yùn)行費(fèi)用為年折舊維修費(fèi)與年電能損耗費(fèi)之和。方案一（萬(wàn)年/年）方案二（萬(wàn)年/年）

（4）經(jīng)濟(jì)比較表，以方案二為基數(shù)，則方案一凈增數(shù)按式（4.18）計(jì)算，列于表9.25。

表9.25各主接線方案經(jīng)濟(jì)比較表

方案項(xiàng)目方案一多出方案二一次投資/萬(wàn)元416－288＝1280年運(yùn)行費(fèi)/萬(wàn)元81.34－72.48＝8.860軌道交通牽引供變電技術(shù)（5）由技術(shù)經(jīng)濟(jì)全面比較表明，在保證同樣可靠性的前提下，方案一與方案二對(duì)地區(qū)負(fù)荷供電電壓質(zhì)量都滿足要求，但方案二投資和年運(yùn)行費(fèi)用均較低，且節(jié)省占地面積，故推薦采用方案二。二、軌道交通直流牽引變電所設(shè)計(jì)

根據(jù)《城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)》（GB/T10411—2005）規(guī)定，直流牽引變電所的設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以下原則：（1）牽引變電所和降壓變電所的主接線在保證供電可靠性的基礎(chǔ)上應(yīng)力求簡(jiǎn)單、方便運(yùn)營(yíng)。軌道交通牽引供變電技術(shù)（2）牽引變電所應(yīng)由兩個(gè)及兩個(gè)以上相互獨(dú)立的電源供電，當(dāng)任意一回進(jìn)線電源故障時(shí)，另一回進(jìn)線電源應(yīng)能承擔(dān)該所遠(yuǎn)期高峰小時(shí)牽引負(fù)荷和動(dòng)力照明一、二級(jí)負(fù)荷。交流母線宜采用單母線或單母線分段，主接線在安全、可靠及靈活的基礎(chǔ)上應(yīng)力求簡(jiǎn)單。（3）牽引變電所設(shè)備的容量應(yīng)按設(shè)計(jì)最大通過(guò)能力、供電質(zhì)量、變電所運(yùn)行方式變化等因素決定，滿足遠(yuǎn)期高峰小時(shí)負(fù)荷設(shè)計(jì)。當(dāng)任意一座牽引變電所解列時(shí)，仍應(yīng)保證地鐵列車的正常運(yùn)行。（4）牽引整流機(jī)組的負(fù)荷等級(jí)應(yīng)滿足Ⅵ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)工作制等級(jí)的技術(shù)要求：100%額定輸出連續(xù)；150%額定輸出2h；300%額定輸出1min。軌道交通牽引供變電技術(shù)（5）牽引整流變壓器應(yīng)采用干式變壓器，牽引整流機(jī)組冷卻方式宜采用空氣自然冷卻式或強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻式。（6）每座牽引變電所設(shè)置兩套12脈波牽引整流機(jī)組，接于同一段母線上，并聯(lián)運(yùn)行構(gòu)成等效24脈波整流。城軌交通牽引供變電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括直流牽引變電所、主變電所、中壓供電系統(tǒng)和降壓變電所等方面的設(shè)計(jì)。其中直流牽引變電所的設(shè)計(jì)是供變電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，其內(nèi)容廣泛，有些部分如無(wú)功補(bǔ)償、諧波抑制和雜散電流防護(hù)等問(wèn)題，涉及整個(gè)牽引供變電和動(dòng)力供電系統(tǒng)。而直流牽引變電所本身，除直流一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)有其特殊性外，其他都與交流牽引變電所設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法基本相同。本節(jié)就以上幾方面的若干問(wèn)題給予全面系統(tǒng)的介紹。軌道交通牽引供變電技術(shù)（一）直流牽引變電所整流機(jī)組容量和數(shù)量的確定地鐵、輕軌交通直流牽引變電所整流機(jī)組的容量和數(shù)量，應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)期運(yùn)營(yíng)高峰時(shí)期小時(shí)列車編組、行車密度和車輛類型等需要，由牽引供電計(jì)算確定，并需進(jìn)行各種短時(shí)過(guò)負(fù)荷校驗(yàn)。1．牽引變電所容量的計(jì)算首先應(yīng)確定變電所機(jī)組直流總用電量，它是由高峰小時(shí)內(nèi)列車牽引用電量，列車輔助用電量和牽引網(wǎng)絡(luò)功率損失等幾部分組成。在正常運(yùn)行情況下，由于供電區(qū)為雙邊供電的復(fù)線（上、下行方向），故整流器功率可表達(dá)為軌道交通牽引供變電技術(shù)

（9.92）

（9.93）式中，為每輛車控制電器、空壓機(jī)、空調(diào)和電熱器等輔助電器單位小時(shí)用電量，即功率（kW）；m、n分別為供電區(qū)內(nèi)列車數(shù)和列車編組數(shù)目（車輛數(shù)n）；為線損功率，可?。╧W）。2．按事故解列情況選擇校驗(yàn)整流機(jī)組容量直流牽引變電所整流機(jī)組容量，還應(yīng)按整個(gè)區(qū)段中一個(gè)牽引變電所故障而造成事故解列時(shí)，相鄰的兩個(gè)牽引變電所應(yīng)能分擔(dān)其供電區(qū)段在高峰段軌道交通牽引供變電技術(shù)內(nèi)的牽引用電量考慮，按此情況計(jì)算整流機(jī)組直流功率，其計(jì)算式與式（9.92）和式（9.93）相同，但、和相應(yīng)增大。此時(shí)按整流機(jī)組允許過(guò)負(fù)荷1.5倍持續(xù)2小時(shí)的技術(shù)條件，由下式進(jìn)行校驗(yàn)并應(yīng)滿足：（9.94）最后按式（9.94）的校驗(yàn)結(jié)果來(lái)選擇整流機(jī)組容量。（三）直流牽引變電所整流變壓器計(jì)算容量、額定容量和整流機(jī)組數(shù)量的選擇由于整流機(jī)組換相整流工作的特性，整流變壓器的交流功率大于直流輸出功率，按第三章第五節(jié)軌道交通牽引供變電技術(shù)所述三相橋式整流接線的變壓器總計(jì)算容量，經(jīng)式（9.94）校驗(yàn)確定后，則（9.95）根據(jù)計(jì)算容量選擇相近配套的整流變壓器額定容量，整流機(jī)組的變壓器和整流器具有相同的長(zhǎng)時(shí)（2h）和短時(shí)（1min）過(guò)負(fù)荷特性。整流機(jī)組數(shù)量，一般在牽引變電所設(shè)計(jì)2臺(tái)并聯(lián)工作，且應(yīng)采用相同外特性和參數(shù)、統(tǒng)一型號(hào)的整流機(jī)組。等效24脈波整流機(jī)組兩臺(tái)并聯(lián)整流變壓器的連接組別和網(wǎng)側(cè)繞組移相角應(yīng)符合要求。整流機(jī)組選擇，還應(yīng)校驗(yàn)在最大負(fù)荷電流時(shí)牽引網(wǎng)的最低電壓，應(yīng)不低于規(guī)程規(guī)定的允許最低電壓值。軌道交通牽引供變電技術(shù)

某城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)的外部電源方案為集中供電，110/35kV兩級(jí)電壓供電方式，設(shè)有2座110kV主變電所。中壓網(wǎng)絡(luò)采用35kV牽引降壓混合供電網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)線路、車輛和行車組織資料，經(jīng)供電模擬計(jì)算確定該正線某牽引降壓混合變電所牽引負(fù)荷情況如下：①初期正常牽引負(fù)荷功率：2500kW；初期相鄰牽引變電所解列情況下高峰小時(shí)負(fù)荷功率：3500kW。②近期正常牽引負(fù)荷功率：4400kW；近期相鄰牽引變電所解列情況下高峰小時(shí)負(fù)荷功率：6200kW。軌道交通牽引供變電技術(shù)③遠(yuǎn)期正常牽引負(fù)荷功率：5700kW；遠(yuǎn)期相鄰牽引變電所解列情況下高峰小時(shí)負(fù)荷功率：8300kW。根據(jù)遠(yuǎn)期模擬計(jì)算結(jié)果和《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50127—2003）規(guī)定的牽引整流機(jī)組的負(fù)荷等級(jí)應(yīng)滿足VI級(jí)標(biāo)準(zhǔn)工作制等級(jí)的技術(shù)要求，確定的牽引變電所牽引整流機(jī)組安裝容量為2×2700kW，選擇兩套三相橋12脈波整流機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行構(gòu)成等效24脈波整流，整流變壓器接線形式為Dy5d0（相位移＋7.5°）/Dy7d2（相位移－7.5°）。整流機(jī)組空載電壓為1650V，電壓調(diào)整率為6%。整流變壓器容量選為2×3000kVA，原次邊電壓為35kV/1180V，阻抗百分比為8%。軌道交通牽引供變電技術(shù)

在確定的整流機(jī)組容量下按照遠(yuǎn)期相鄰牽引變電所解列，由該變電所越區(qū)供電進(jìn)行校驗(yàn)。供電計(jì)算結(jié)果為，相鄰牽引變電所解列時(shí)該變電所負(fù)荷的功率為8300kW，為整流機(jī)組額定功率的154%，滿足《城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)》（GB/T10411—2005）規(guī)定的“牽引整流機(jī)組的負(fù)荷等級(jí)應(yīng)滿足下列條件時(shí)的牽引負(fù)荷特性：100%額定輸出連續(xù)；150%額定輸出2h；300%額定輸出1min?！?.牽引降壓混合變電所主接線方式比選（1）牽引變電所35kV母線接線。根據(jù)供電系統(tǒng)推薦方案，35kV供電網(wǎng)絡(luò)采用牽引供電系統(tǒng)和動(dòng)力照明配電系統(tǒng)共用35kV環(huán)網(wǎng)方式，同一供電分區(qū)內(nèi)的變電所采用環(huán)狀接線，每座變軌道交通牽引供變電技術(shù)電所引入兩回獨(dú)立電源。根據(jù)國(guó)內(nèi)外城市軌道交通的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，牽引降壓混合變電所35kV母線有單母線分段接線、三段母線接線和雙母線接線3種方式供選擇。①單母線分段接線方式，如圖9.27所示。兩段母線通過(guò)母線分段斷路器相互連接。每段母線設(shè)置一回進(jìn)線電源，向該段母線供電。每段35kV母線均接有1臺(tái)35/0.4kV配電變壓器。兩套牽引整流機(jī)組接于同一段35kV母線上，并聯(lián)運(yùn)行構(gòu)成等效24脈波整流器。正常運(yùn)行時(shí)，母線分段斷路器分閘，兩回35kV進(jìn)線電源分別向所接35kV母線供電。當(dāng)一回進(jìn)線電源故障時(shí)，母線分段斷路器合閘，軌道交通牽引供變電技術(shù)由另一回進(jìn)線電源承擔(dān)該所供電范圍內(nèi)的牽引負(fù)荷和動(dòng)力照明一、二級(jí)負(fù)荷。圖9.27單母線分段接線圖軌道交通牽引供變電技術(shù)當(dāng)母線WB1故障時(shí)，兩套牽引整流機(jī)組和一臺(tái)配電變壓器退出運(yùn)行，由相鄰的牽引變電所承擔(dān)其供電范圍內(nèi)的牽引負(fù)荷，由另一臺(tái)配電變壓器承擔(dān)該所的動(dòng)力照明一、二級(jí)負(fù)荷。當(dāng)母線WB2故障時(shí)，一臺(tái)配電變壓器退出運(yùn)行，由另一臺(tái)配電變壓器承擔(dān)該所的動(dòng)力照明一、二級(jí)負(fù)荷。②三段母線接線，如圖9.28所示。圖9.28三段母線接線圖軌道交通牽引供變電技術(shù)

設(shè)兩段進(jìn)線電源母線和一段牽引整流機(jī)組工作母線。兩段進(jìn)線電源母線分別自35kV供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)經(jīng)環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)“”接入一回電源。牽引整流機(jī)組工作母線接入兩套牽引整流機(jī)組，兩臺(tái)配電變壓器分別接入兩段進(jìn)線電源母線。兩段進(jìn)線電源母線與牽引整流機(jī)組工作母線間分別用斷路器分段，通過(guò)分段斷路器可進(jìn)行兩回電源的自動(dòng)切換。正常運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)分段斷路器合閘，一臺(tái)分段斷路器分閘，兩回35kV進(jìn)線電源分列運(yùn)行，兩臺(tái)配電變壓器分列運(yùn)行，兩套牽引整流機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行。當(dāng)一回進(jìn)線電源退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)母線分段斷路器自動(dòng)投入，則由另一回進(jìn)線電源帶兩套牽軌道交通牽引供變電技術(shù)引整流機(jī)組和兩臺(tái)配電變壓器并聯(lián)運(yùn)行。當(dāng)母線WB1故障時(shí)，一臺(tái)配電變壓器退出運(yùn)行，由另一臺(tái)配電變壓器承擔(dān)該所的動(dòng)力照明一、二級(jí)負(fù)荷。當(dāng)母線WB2故障時(shí)，牽引整流機(jī)組退出運(yùn)行，由相鄰的牽引變電所承擔(dān)其供電范圍內(nèi)的牽引負(fù)荷。當(dāng)母線WB3故障時(shí)，一臺(tái)配電變壓器退出運(yùn)行，由另一臺(tái)配電變壓器承擔(dān)該所的動(dòng)力照明一、二級(jí)負(fù)荷。35kV母線除了單母線分段和三段母線接線方式之外，還有雙母線方式。但雙母線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備數(shù)量多，配電裝置占地面積大，地下變電站不宜采用，一般用于線路斷路器故障、檢修不允許停電的場(chǎng)合。軌道交通牽引供變電技術(shù)單母線分段和三段母線接線兩種方案的比較如表9.26所示。表9.2635kV母線接線比較兩種方案接線簡(jiǎn)單，操作靈活，一次投資少，均滿足要求。但由于三段母線方案中35kV環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)設(shè)備的使用經(jīng)驗(yàn)較少，推薦35kV母線采用單母線分段接線方式。比較項(xiàng)目單母線分段三段母線供電可靠性供電可靠性高供電可靠性高靈活性接線簡(jiǎn)單、操作靈活接線較簡(jiǎn)單、操作較靈活投

資設(shè)備數(shù)量少，占地面積小，投資較少GIS組合電器減少，投資少軌道交通牽引供變電技術(shù)（2）牽引整流機(jī)組進(jìn)線開(kāi)關(guān)方案比選。24脈波整流要求兩臺(tái)12脈波整流機(jī)組一次側(cè)輸入電源具有嚴(yán)格的同期性，以保證其低壓輸出端電壓相位角相差15。如將兩套整流機(jī)組分接不同的母線，電源同期性不能得到保證，電源壓差將導(dǎo)致兩套整流機(jī)組出力不均，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致一套整流機(jī)組過(guò)載受損。因此，應(yīng)將兩套整流機(jī)組接在同一段35kV母線上并聯(lián)運(yùn)行。整流機(jī)組進(jìn)線開(kāi)關(guān)的設(shè)置方案有兩種：一種是采用電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)，一種是采用斷路器。軌道交通牽引供變電技術(shù)①采用電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)。整流機(jī)組進(jìn)線開(kāi)關(guān)采用電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)如圖9.29所示。每臺(tái)整流變壓器的進(jìn)線設(shè)置一臺(tái)電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)，任一套整流機(jī)組回路故障，均啟動(dòng)35kV母線電源側(cè)進(jìn)出線斷路器跳閘。圖9.29整流機(jī)組進(jìn)線開(kāi)關(guān)采用電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)軌道交通牽引供變電技術(shù)在35kV供電網(wǎng)絡(luò)采用分區(qū)環(huán)網(wǎng)供電方式下，A所Ⅰ段母線失電后，與之串接的B、C所Ⅰ段母線也失電，接在A、B、C所Ⅰ段母線上的配電變壓器也同時(shí)失電，事故影響范圍擴(kuò)大（注：此處假定A所為電源側(cè)）。此時(shí)，恢復(fù)A、B、C所Ⅰ段母線供電的步驟為：分開(kāi)整流變壓器進(jìn)線電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)，重合35kV進(jìn)、出線斷路器。由于隔離開(kāi)關(guān)分閘動(dòng)作時(shí)間約4s，再加上進(jìn)線電源斷路器動(dòng)作時(shí)間，非故障區(qū)失電時(shí)間長(zhǎng)約數(shù)十秒（不超過(guò)1min）。②采用斷路器。軌道交通牽引供變電技術(shù)

整流機(jī)組進(jìn)線開(kāi)關(guān)采用斷路器的接線圖，只是將圖9.29中整流機(jī)組進(jìn)線的電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)換成斷路器。每臺(tái)整流變壓器的進(jìn)線設(shè)置一臺(tái)斷路器，任一套整流機(jī)組回路故障，均啟動(dòng)整流變壓器的進(jìn)線斷路器跳閘，不會(huì)影響35kV環(huán)網(wǎng)供電。具有可靠性高、故障影響范圍小、調(diào)度操作靈活、簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。兩種方案在技術(shù)性能、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、投資等方面的概略分析如表9.27所示。軌道交通牽引供變電技術(shù)表9.27牽引整流機(jī)組進(jìn)線開(kāi)關(guān)比較表比較項(xiàng)目采用電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)采用斷路器技術(shù)可行性滿足要求滿足要求可靠性滿足要求，故障時(shí)失電時(shí)間長(zhǎng)高對(duì)系統(tǒng)影響大，事故影響范圍擴(kuò)大小運(yùn)營(yíng)維護(hù)操作復(fù)雜操作靈活，簡(jiǎn)單保護(hù)設(shè)置復(fù)雜，需考慮開(kāi)關(guān)間閉鎖簡(jiǎn)

單綜合投資較

低略

高

綜上所述，整流機(jī)組進(jìn)線開(kāi)關(guān)采用斷路器具有供電可靠性高、對(duì)系統(tǒng)影響小、保護(hù)設(shè)置簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，推薦牽引整流機(jī)組進(jìn)線開(kāi)關(guān)采用斷路器。軌道交通牽引供變電技術(shù)（3）直流母線接線方案比選。直流母線接線形式通常有3種，即單母線接線、具有旁路母線的單母線接線和雙母線接線。①單母線接線形式。設(shè)置1套直流單母線，進(jìn)線電源回路和饋線用電回路分別與單母線連接，如圖9.30所示。該接線形式的特點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性能好，并具有較高的可靠性，但直流母線故障時(shí)將使本牽引變電所的直流電源解列，設(shè)備和母線檢修時(shí)需要短時(shí)停電。軌道交通牽引供變電技術(shù)圖9.30單母線接線圖②具有旁路母線的單母線接線形式。軌道交通牽引供變電技術(shù)該接線形式是在單母線接線形式的基礎(chǔ)上增設(shè)1套旁路母線和