城轨供变电工程讲座.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,城轨供变电工程,城市轨道交通工程,INTRODUCE OF SUBWAY POWER SUPPLY SYSTEM,主 要 内 容,1.,系统构成及功能,2.,电源及供电系统,3.,变电所,4.,接触网,电力监控,区间动力照明,UPS,电源整合,8.,杂散电流腐蚀防护及接地,9.,供电车间,10.,施工配合,11.,供电系统施工要点,12.,概算编制,1.系统构成及功能,1),系统构成,供电系统由外部电源、主变电所、,35kV,供电网络、牵引变电所、降压变电所、牵引网系统、动力照明配电系统、电力监控（,SCADA,）系统、杂散电流腐蚀防护系统、防雷与接地系统、供电车间构成。,2),系统功能,（,1,）主变电所：主变电所将从城市公用电网引入的,110kV,交流电源降压成适合轨道交通供电系统使用的交流电源，并通过轨道交通中压供电网络，将电能分配到每一座牵引变电所和降压变电所。,（,2,）,35kV,供电网络：城市轨道交通供电系统自主变电所主变压器低压侧馈出至牵引,/,降压变电所高压侧馈入的供电网络，起着纵向把上级的主变电所和下级的牵引,/,降压变电所连接起来，横向把全线的各个牵引,/,降压变电所连接起来的作用。,（,3,）牵引变电所：将,35kV,电压降压整流为地铁列车使用的,DC1500V,电压。,2),系统功能,（,4,）降压变电所：将,35kV,电压降压为,220/380V,电压。每座车站（车场、控制中心）一般设置一座降压变电所，规模较大的车站（车场、控制中心）应根据具体情况增设跟随式降压变电所，负责车站（车场、控制中心）及相应区间的供电。降压变电所均与同址的牵引变电所合建为牵引降压混合变电所（简称牵引变电所）。,（,5,）牵引网系统：将来自牵引变电所的,DC1500V,电压提供给地铁列车。,（,6,）动力照明配电系统：将,220/380V,电压提供给全线的动力、照明设备。,（,7,）电力监控（,SCADA,）系统：在地铁控制中心，通过调度端（电力调度系统）、通信通道和执行端（变电所综合自动化系统），对全线供电系统的主要电气设备实现遥控、遥信、遥测和遥调功能。,2),系统功能,（,8,）杂散电流腐蚀防护系统：减少因直流牵引供电引起的杂散电流数量并防止其对外扩散，尽量避免杂散电流对地铁本身及其附近结构钢筋、金属管线的电化学腐蚀，并对杂散电流进行监测。,（,9,）防雷与接地系统：对沿线容易受到过电压侵入而损坏，从而影响系统运行的供电系统电气设备，提出设置过电压保护装置的要求。全线设置统一的、高低压兼容、强弱电合一的接地系统，为设备及人身安全提供防护。,（,10,）供电车间：负责全线供电设备的运营管理和维护。,2,电源及供电系统,交流供电系统方案,主变电所设置方案,2,电源及供电系统,单线模式下主变电所设置方案,根据,杭州市轨道交通建设规划图（,2050,）,、以及轨道交通供电系统的供电要求、,35kV,供电网络的供电半径和类似工程的经验，经分析、研究和估算，提出的杭州市轨道交通规划线网各线单独考虑情况下需设置的受电点见表。,杭州市轨道交通规划线网各线长度及需设置受电点数,注：由于,4,号线只有一座主变电所，需要考虑引入备用电源。,在杭州市轨道交通规划线网各线单独考虑情况下，整个杭州市轨道交通规划线网需设置,19,座,110/35kV,主变电所（不含,1,处备用电源），既占用了大量城市电网的电力资源，又大量占用了城市土地资源，工程实施难度很大。,2,电源及供电系统,网络共享模式下主变电所设置方案,鉴于规划线网的,8,条轨道交通线路存在多处相交换乘关系，因此，站在整个规划线网高度，对杭州市轨道交通规划线网所需的受电点进行统一设置，实现轨道交通供电系统“资源共享”，节约城市有限、宝贵的电力资源和土地资源，对建设节约型社会，具有积极的现实意义。,为了科学、合理的配置杭州市轨道交通外部电源的位置、数量、容量和资源共享等，通过,杭州市轨道交通规划线网主变电所布局规划及选址研究,专题，提出了杭州市轨道交通规划线网的供电规划，为杭州市轨道交通配套的电力工程建设提供设计依据，达到资源共享、节约投资、减少浪费和合理分配资源的目的。研究成果对计划,2020,年前实施的,110kV,主变电所进行接入系统方案研究和选址规划。,经研究，在资源共享模式下，杭州市规划线网供电系统共需配置,13,座主变电所。,2,电源及供电系统,地铁,1,号线主变电所设置方案,交流供电系统方案,富春路站,是,1,、,4,号线的换乘车站，富春路主变电所除为,1,号线供电外，还为,4,号线供电。附近已建有,220kV,景芳变电站和秋涛变电站。,火车东站,是,1,、,4,号线的换乘车站，距离,1,、,5,号线换乘车站艮山门站约,3.5km,，火车东站主变电所除为,1,号线供电外，还为,5,号线供电、并为,4,号线提供备用电源，实现资源共享。已建有,220kV,运河变电站和石南变电站。,下沙中心站,位于下沙支线的负荷中心，并靠近,8,号线，下沙中心主变电所除为,1,号线供电外，还为,8,号线提供备用电源。城市电网在附近已建有,220kV,白洋变电站、以及在下沙中心站附近规划有于,2007,年建成的,220kV,月牙变电站，可满足下沙中心主变电所的用电需求。,汽车城站,位于临平支线的负荷中心，汽车城主变电所为,1,号线专用主变电所。城市电网在汽车城站附近已建有,220kV,乾元变电站、以及规划于,2007,年建成的,220kV,横岭变电站，可满足汽车城主变电所的用电需求。,2,电源及供电系统,1号线主变电所分布示意图,根据1号线的负荷分布、工程实施情况以及资源共享模式下主变电所设置方案的研究结论，结合城市电网规划和市政规划，,1 号线在富春路站、火车东站、下沙中心站、汽车城站附近各设 1座110/35kV主变电所。,主变电所主接线,主变电所110kV侧采用内桥接线方式；35kV侧采用单母线分段接线方式，并设置母线分段断路器。,2,电源及供电系统,主变电所运行方式,1）正常运行方式：,每座主变电所的110kV桥断路器、35kV母线分段断路器打开，两回110kV进线电源、两台主变压器和两段35kV母线分列运行。,主变电所运行方式,2）非正常运行方式,（1）一回110kV进线电源解列：由另一回110kV进线电源带两台主变压器承担该所供电范围内的全部负荷。,（2）一台主变压器解列：由另一台主变压器承担该所供电范围内的一、二级负荷。,（3）一座主变电所解列：由另一座主变电所承担该两座主变电所供电范围内的一、二级负荷。,调度关系,城市轨道交通主变电所属于用户变电站，杭州电力部门与用户将签订调度协议，确定杭州电力调度所只与轨道交通调度中心发生调度业务关系，还是由杭州电力调度所直接调度。,原则上110kV线路接地闸刀及以上设备为杭州电力调度所调度设备，110kV进线闸刀及以下设备为用户调度设备，110kV进线闸刀、110kV桥开关和110kV主变压器中性点接地闸刀为杭州电力调度所许可设备。,2,电源及供电系统,主流牵引供电制式,直流牵引供电系统,1,、,DC1500V,架空接触网供电、走行轨回流,2,、,DC750V,、,1500V,接触轨供电、走行轨回流,其它还有,DC1500V,接触轨供电、负极轨回流等,2,电源及供电系统,牵引变电所布点原则,直流牵引供电系统,1）牵引变电所应尽量设置在车站、车辆段、停车场，以方便运营维护。,2）牵引变电所布点必须满足远期运营高峰小时列车运行的要求。,3）牵引变电所的设置应充分考虑初、近、远期工程的衔接。,4）牵引网额定电压为DC1500V，牵引网最高、最低电压应满足地铁设计规范 （GB50157-2003）的规定。,5）正常运行时，正线牵引网双边供电。当一座牵引变电所解列时，由相邻的牵引变电所越区供电。车辆段、停车场牵引变电所解列时，由正线邻近的牵引变电所越区供电；正线牵引变电所解列时，不考虑车辆段、停车场牵引变电所向正线越区供电。,6）每座牵引变电所设置两套12脉波牵引整流机组，接于同一段35kV母线上并联运行构成等效24脉波整流。,7）牵引变电所设备容量选择时，全线只考虑有任意一座牵引变电所解列的情况。牵引整流机组负荷等级满足地铁设计规范（GB50157-2003）的规定，即：,100%额定负荷连续,150%额定负荷2h,300%额定负荷1min。,2,电源及供电系统,牵引变电所布点方案,直流牵引供电系统,牵引变电所的布点方案应根据杭州地铁,1,号线工程的牵引供电制式、电动车组特性及编组、车站分布、线路平纵断面、车场设置情况、运营组织要求等特点，经牵引供电计算后确定。,通过牵引供电计算，并对计算结果进行分析、研究，确定杭州地铁,1,号线全线正线共设,20,座牵引变电所（其中一、二期工程范围内设,15,座牵引变电所），牵引变电所最大间距为,4.770km,、最小间距为,2.415km,、平均间距为,3.170km,。正常运行方式下，满足供电技术要求，全线牵引变电所分布均匀，供电设备能力利用充分。,2,电源及供电系统,直流牵引供电系统,牵引变电所布点方案,降压变电所设置方案,每座车站设置一座降压变电所。,车辆段和停车场各设一座降压变电所和一座跟随式降压变电所。,在区间风井处设置跟随式降压变电所。,2,电源及供电系统,2,电源及供电系统,中压网络方案,采用分区环网方案，技术成熟、可靠，运行管理经验丰富。,地铁1号线供电系统图,1.,电缆通过车站,1),岛式站台,(1),站台板外沿下设置电缆敷设通道，该通道不小于,5001000(mm),（宽,高）。,(2),在落轨梯处，楼梯内侧与电缆安装墙体间的净距不应小于,500mm,。,2),侧式站台,车站站台外沿下设置电缆敷设通道,该通道不小于,5001000(mm),（宽,高）。,2.,电缆在地下区间的敷设,1,）在单洞单线隧道内，中压环网电缆在区间中一般敷设在行车方向左侧隧道壁上，电缆支架通过锚栓固定（具体强度要求由专业间配合确定），安装高度为隧道断面中部（具体位置可根据限界开放资料配合调整）。,2,）在单洞双线隧道内，供电环网电缆可采用吊顶方式敷设，具体形式视断面形式而定。,电缆敷设的要求,2,电源及供电系统,3.,电缆在车辆段的敷设要求,1,）变电所内电缆敷设在变电所下方的电缆夹层内。,2,）变电所外电缆敷设在地面电缆沟的单侧或两侧（视具体情况再定）电缆支架上，电缆支架通过锚栓固定（具体强度要求由专业间配合确定）。,3,）电缆敷设在地面电缆沟中时考虑防积水措施。,4.,电缆在人防门处的敷设要求,在人防门处，环网电缆敷设采用穿管预埋方式。敷设电力电缆管线的每个隧道壁侧，须各预埋,20,根,100mm,（内径）的非磁性钢管。,电缆敷设的要求,2,电源及供电系统,5.,主变电所区间段,1,）主变电所至区间电缆敷设采用电缆沟，尽量避免穿管直埋方式，只有在特别困难的局部地方采用穿管直埋方式。,2,）电缆进入区间隧道处设电缆竖井，并满足电缆敷设及检修的要求。,3,）电缆竖井的设计、竖井与地面电缆沟及隧道的衔接以及防水措施请土建专业考虑。,6.,电缆敷设孔洞防火封堵要求,电缆敷设完毕后，根据防火规范要求，需对电缆沟、槽、管、洞实施阻火封堵，减少小动物（鼠类）进入设备房造成事故和控制火灾蔓延范围。,电缆敷设的要求,2,电源及供电系统,（1）正常运行方式,主变电所的35kV母线分段断路器打开，每座主变电所的两回110kV电源、两台主变压器和两段35kV母线分列运行，35kV母线向各自供电分区的变电所（牵引降压混合变电所和降压变电所）供电,。,系统运行方式,2,电源及供电系统,（2）非正常运行方式,a）当任意1座主变电所的1台变压器组故障时,1,台变压器组故障,35kV,母线分段断路器合闸,切除该所供电范围内的三级负荷,2,电源及供电系统,（2）非正常运行方式,b）当任意1座主变电所解列时,任意,1,座主变电所解列时,环网联络开关合闸,切除故障和支援供电主变电所供电范围内的三级负荷,2,电源及供电系统,2,电源及供电系统,系统无功补偿与谐波分析,经计算，在初、近、远期运营高峰小时的不同运行方式下，由地铁供电系统经主变电所注入电力系统的各次谐波电流均满足国标要求，各主变电所所内不需要考虑滤波措施。,但为确保地铁供电系统与城市电网的安全兼容，主变电所的土建工程预留滤波装置的设置条件，以便将来根据实际运行情况下的谐波监测结果来确定是否采取滤波措施。,2,电源及供电系统,需用功率及年用电量,需用功率（,kW,）,年用电量（单位：,10,4,kWh,）,3 变电所,牵引降压混合变电所典型主接线图,3,变电所,35kV,侧采用单母线分段接线。,每座牵引变电所设,2,套,12,脉波整流机组，接于同一段,35kV,母线，并联运行构成等效,24,脉波整流。,2,台配电变压器分别接于两段,35kV,母线。,DC1500V,母线为单母线接线，整流器正极通过直流快速断路器与正母线相连，负极通过手动隔离开关与负母线相连。,正线每座牵引变电所一般设置,4,回,DC1500V,馈线，馈线开关采用直流快速断路器。,0.4kV,母线采用单母线分段接线。,每段,35kV,母线设一组电压互感器。,35kV,母线、,DC1500V,母线分别设置避雷器。,牵引变电所手车式直流快速断路器在车辆段集中备用。,变电所主接线,降压变电所典型主接线图,3,变电所,变电所主接线,35kV,侧采用单母线分段接线，两段母线通过断路器连接，每段母线设置一回进线电源。,2,台配电变压器分别接于两段,35kV,母线。,0.4kV,母线采用单母线分段接线，两段母线通过断路器连接。,每段,35kV,母线设一组电压互感器。,35kV,母线、,DC1500V,母线分别设置避雷器。,3,、区间风井跟随所主接线及运行方式,变电所主接线,35kV,侧采用线路变压器组接线。,0.4kV,母线采用单母线接线方式，两路低压进线断路器自动切换。,正常运行时，由其中一台配电变压器供电、另一台配电变压器处于热备用状态。两台配电变压器的容量均按负担全部动力照明负荷设计。,当一路电源故障或供电的变压器退出运行时，通过两台进线低压断路器故障自动切换到另一台变压器供电。,区间跟随式降压变电所典型主接线图,无功补偿,1,）在降压变电所两段,0.4kV,母线上设置电容集中补偿装置。,2,）采用可控硅替代传统的接触器，实现电容器组的动态投切。,3,）补偿电容器采用三角形接线，并设置串连电抗器。,4,）设置自动无功补偿智能监控装置，补偿后的功率因数,0.9,。,谐波治理,1,）补偿电容及电抗器兼有对谐波的抑制功能即混合滤波。,2,）在每段,0.4kV,母线上设置一套有源滤波装置。,3,变电所,在运营初期，当一套整流机组故障退出后，允许另一套整流机组单独运行。,当正线一座牵引变电所解列时，由正线相邻牵引变电所越区供电。,当车辆段牵引变电所解列时，由相邻正线牵引变电所越区供电。,当一台配电变压器退出运行时，由另一台配电变压器承担该所供电范围内的动力照明一、二级负荷。,变电所运行方式,3,变电所,正常运行时，两段,35kV,母线和两台配电变压器分列运行；两套牵引整流机组并联运行，正线相邻牵引变电所对其间接触网双边供电；车辆段牵引变电所单独向其接触网供电。,当一回,35kV,进线电源解列时，由另一回,35kV,电源承担其供电范围内的全部负荷。,生产房屋及设备平面布置,牵引变电所一般设置整流变压器室,2,间，,35kV,开关柜室、,DC1500V,开关柜室（含排流柜和整流器柜）、控制室、储藏室各,1,间。降压变电所一般设置,35kV,开关柜室、,0.4kV,开关柜室、控制室、储藏室各,1,间。困难时，可将各开关柜室合并。,3,变电所,3,变电所,生产房屋平面布置,3,变电所,生产房屋及设备平面布置,3,变电所,生产房屋及设备平面布置,3,变电所,生产房屋及设备平面布置,降压变电所典型设备平面布置图,3,变电所,生产房屋及设备平面布置,3,变电所,生产房屋及设备平面布置,1,）变电所应尽量设置在站台层，且靠近车站一端。车辆段牵引变电所设置在车场咽喉区。降压变电所应设置在车站的重负荷端。,2,）当变电所位于非站台层时，应预留设备吊装设施（如吊装孔及承力装置），并考虑设备运输及设备运输通道，并设置两个垂直贯通变电所设备用房电缆夹层与站台板下夹层的电缆竖井。,3,）牵引变电所与降压变电所合建为牵引降压混合变电所。在整体布局上，牵引部分靠近区间，降压部分靠近车站负荷中心。,4,）变电所不宜贴临积水场所，其上方不应设置厕所、洗手间等易积水房屋。,5,）变电所设备房内严禁设置水管，且不应有无关管线通过。,6,）环控通风的进出口严禁设置在变电所设备上方。,3,变电所,变电所布置原则,牵引变电所生产房屋组成,3,变电所,变电所生产房屋组成,降压变电所生产房屋组成,3,变电所,变电所生产房屋组成,跟随式降压变电所生产房屋组成,1,）为了最大限度的减少房屋面积，可结合车站建筑结构、布局，将部分功能单元房屋合在一起。,2,）设备用房内不应设置立柱，如建筑结构上有特别需要时，需经变电所专业确认。,3,）变电所内应留有大型设备的专用进出口和运输通道。,4,）变电所设备层下必须设置敷设电力电缆用的电缆夹层，电缆夹层净高按设计规范不得低于,1.9m,（困难情况下不小于,1.3m,），夹层内要有防护进水、排水措施。,5,）设备用房必须满足防火、防汛、防雨水、防小动物的要求。,6,）结合各车站布局，也可将检修室与储藏室合并为变电所检修兼储藏室。,3,变电所,变电所对房屋的要求,1,）变电所房屋最低净空要求,（,1,）整流变压器室净高,4.0m,（,2,）其它各类开关柜室（包括,0.4kV,）净高,3.8m,（,3,）控制室净高,3.0m,（,4,）检修室,/,储藏室净高,3.0m,（,5,）跟随所,0.4kV,开关柜室（含配电变压器）净高,4.0m,2,）变电所房屋耐火等级要求,整流变压器室、各开关柜室、控制室耐火等级不低于一级；检修室,/,储藏室耐火等级不应低于二级。,灭火装置或器材的灭火介质不应对设备产生腐蚀、破坏等危害，并应适于在变电所电气房间内使用。,（,1,）变电所设备房内应设置防灾报警装置,（,2,）变电所设备房内应设置气体灭火装置,（,3,）变电所内应配置便携式干粉灭火器材,3,变电所,变电所对房屋的要求,3,）地板承载,结构承载应满足,35,110kV,变电所设计规范（,GB50059-92,）,的要求。,变电所房屋及设备运输路径上的土建结构应能承受设备运输、就位、运行过程中动、静荷载的要求，动、静荷载按实际发生的最严重情况考虑。,3,变电所,变电所对房屋的要求,4,）门窗及运输门洞,（,1,）变电所应设防火门，内部设备房屋间的门应双向开启，变电所与外界相通的门应向外开启；且当门处于打开位置时应能保证剩余通道允许人员通过；,（,2,）处于变电所设备运输通道上的墙体应根据设备外形尺寸预留门洞，设备运输完毕后封堵；,（,3,）开间小于,7m,的房屋，应至少设置,1,个巡视门；开间大于,7m,的房屋，至少设置,2,个巡视门，分别设置在房屋两端，也可在运输门洞封堵时预留,1,个门作为人员进出通道；,（,4,）变电所门窗不允许灰尘、雨水及小动物进入；,3,变电所,变电所对房屋的要求,5,）变电所地面、墙壁等的要求,（,1,）装修层厚度统一为,100mm,，采用聚氨酯自流平材料、水磨石或高标号水泥抹面、压光；,（,2,）变电所设备基础预埋件埋设于变电所装修层中，预埋件高度不大于,100mm,，预埋件通过膨胀螺栓固定于结构板上；变电所装修层必须在变电所设备基础预埋件施工完成后才能进行施工。,（,3,）设备房地面装修层、墙壁、顶棚等建筑物应满足膨胀螺栓的固定要求；,（,4,）各设备室内墙面和顶棚应涂料处理，防止起灰脱落；,（,5,）变电所地面应平整、耐磨且难于透水，强度应满足设备安装、运输要求。,3,变电所,变电所对房屋的要求,6,）孔洞要求,3,变电所,变电所对房屋的要求,7,）电缆敷设要求,（,1,）电缆支架采用锚栓固定，变电所用房侧墙及屋顶、电缆夹层侧墙及底板、电缆竖井侧壁、站台外沿下隔墙、区间隧道壁等电缆敷设路径上的构筑物强度应满足电缆支架安装要求，具体强度要求由专业间配合确定。,（,2,）车站站台层底纵梁应采用下翻形式，变电所电缆夹层范围内不应设置隔墙，可以采用小梁与立柱的方式。,3,变电所,变电所对房屋的要求,继电保护和自动装置,3,变电所,“电力设备和线路应装设反应短路故障和异常运行的继电保护和自动装置。”,各级保护和自动装置应相互协调配合，以适应不同的运行方式，满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性要求，并力求简化。,框架泄漏保护,3,变电所,直流供电设备采用绝缘安装，当直流设备（如整流器）内的直流,1500V,正极对设备外壳发生泄漏时，如不及时清除，容易将故障扩大为,1500V,正极通过设备外壳对负极间的短路事故，而直流系统的短路电流非常大，正、负极短路时的短路电流可达数万安培，短路电流对直流设备将造成严重危害。,框架泄漏保护与钢轨电位限制装置,3,变电所,列车起动及运行时，可能会引起钢轨对地电位的升高，此时钢轨电位限制装置和框架泄漏保护的电压元件均启动，但由于直流系统是正常运行情况，框架保护不应动作，故应使框架泄漏保护电压元件的动作时间整定值比钢轨电位限制装置的动作时间整定值长。,电气测量与计量,3,变电所,变电所保护测量典型配置图,3,变电所,交流自用电系统,采用单母线接线方式，从两段,0.4kV,母线各引入一回电源，两回电源互为备用，并设置备用电源自动投切装置。,3,变电所,直流自用电系统,由交流屏引入一回电源，整流为,220V,直流电源。直流母线采用单母线接线。,3,变电所,3,变电所,4 牵引网,牵引网：接触网、接触轨,1,）接触网,接触网悬挂类型,4,牵引网,接触网悬挂类型,4,牵引网,刚性悬挂垂直安装示意图,刚性悬挂水平安装示意图,接触网悬挂类型,4,牵引网,柔性悬挂单支柱安装示意图,柔性悬挂门形架安装示意图,接触网供电分段原则,有牵引变电所的车站，上下行接触网在靠近牵引变电所的车站端设置电分段，电分段采用绝缘锚段关节。,正线间渡线设置电分段，电分段采用分段绝缘器。折返线、存车线与正线间设置电分段，电分段采用分段绝缘器。,车辆段与正线间设置电分段，电分段采用分段绝缘器。车辆段各供电分区之间设置电分段，电分段采用分段绝缘器。,车辆段各库线入口处设置电分段，电分段采用分段绝缘器。除库内接触网隔离开关采用手动带地刀外，其余均采用电动。,4,牵引网,接触网分段绝缘器,4,牵引网,接触网供电分段原则,4,牵引网,为了缩小事故范围，配合小交路运营，在前述方案的基础上，有折返功能的车站，上下行接触网在车站两端均设置电分段和电动隔离开关。,正线上、下行接触网分别设置贯通的架空地线。,接触网系统的所有不带电金属部分均连至架空地线，架空地线与牵引变电所的接地网连接。,地面空旷地带，架空地线抬高兼作避雷线，并每隔,200m,左右通过放电间隙接地。,地面区段接触网的隔离开关、避雷器、放电间隙等设备应设置接地极，接地电阻不大于,10,。,接触网在隧道口设置避雷器。,地面牵引变电所,DC1500V,馈电电缆上网处设置避雷器。,地面区段接触网每隔,300m,左右设置避雷器。,防雷措施：,接地方式：,接触网防雷接地措施,4,牵引网,特殊区段接触网设置方案,刚柔过渡段：采用切槽汇流排贯通式刚柔过渡方式。防淹门处：采用架设刚性悬挂独立小锚段方式。人防门处：采用刚性悬挂直接通过方式。人防门处汇流排采用外包接头连接，便于拆卸。,4,牵引网,对区间隧道的要求,1),地下区段架空刚性接触网悬挂于区间隧道顶部、车站线路上方隧道顶部或风管底部，矩形隧道内接触网安装净空（距轨面）不得低于,4500mm,。,2),列车受电弓上方至隧道壁顶区域为接触网系统安装区域。,3),接触网悬挂点间距一般为,6,10m,，隧道壁顶应可以打孔或者预留锚栓位置。,4,牵引网,对车站建筑结构的要求,1),接触网悬挂在车站结构风管底部安装时，风管底部距轨面高度应不小于,4500mm,，风管底部应考虑接触网悬挂安装固定方式，在风管底板上可采取预留螺栓、钻孔或焊接方式进行安装，采用钻孔方式时，所采用螺杆锚栓须浅埋，以不影响结构风管的功能。具体安装方式由专业间配合确定。,2),在设置牵引变电所的车站，接触网上网隔离开关设置于车站进站端。,3),车站用房中，尽可能在每个车站增加接触网材料用房（至少要保证每两个车站设一间接触网材料用房），且设置于车站所有用房最外侧，高,4m,，宽不小于,3m,，贯穿上下行隧道。对轨行区开两个门，门洞尺寸,1.8m2m,，在不超出限界的情况下向外侧开门，材质使用普通钢板门。,4),车辆段库门应满足接触网正常通过且满足对地绝缘距离要求。,4,牵引网,对高架桥的要求,1,号线牵引供电系统采用,DC1500V,架空接触网供电、走行轨回流方式，其中地面及高架区段采用柔性架空接触网。为了满足列车大电流的需要，正线地面及高架区段接触网采用全补偿简单链型悬挂（根据计算，需设置,1,根承力索、,2,根接触线、,2,根辅助馈线，另设置,1,根接地线）。接触导线的悬挂高度一般为,4.6m,，结构高度一般为,1.0m,。该方案接触网系统简洁，上下行接触网独立架设，施工、运营维护方便；对线间距无影响（一般采用,3.6,米线间距），便于全线桥梁结构的形式统一和批量预制。,4,牵引网,对高架桥的要求,4,牵引网,接触网在高架桥上的预埋件包括接触网支柱锚栓、拉线底板锚栓两类，各类锚栓预埋位置及荷载须满足要求。,对高架桥的要求,4,牵引网,对高架桥的要求,4,牵引网,对高架桥的要求,4,牵引网,对高架车站的要求,4,牵引网,对高架车站的要求,4,牵引网,2）接触轨,接触轨悬挂方式 上部授流方式下部授流方式,4,牵引网,接触轨采用钢铝复合接触轨,4,牵引网,接触轨附件,4,牵引网,中间接头,中间接头（铝合金鱼尾板）用于接触轨间、接触轨与膨胀接头间、接触轨与端部弯头间的连接。保证接触轨的机械和电气的连续性。,膨胀接头,膨胀接头用于接触轨锚段间的连接，保证两段接触轨机械和电气的连续性，补偿接触轨随温度变化引起的伸缩。,中心锚结,中心锚结（防爬器）设在接触轨锚段中部，防止接触轨顺线路方向的自由爬行。,接触轨附件,4,牵引网,电缆连接板,电缆连接板用于直流电缆与接触轨的连接。,端部弯头,端部弯头设在断轨端部，保证列车集电靴平滑搭接或离开接触轨。,接触轨附件,4,牵引网,绝缘支架,绝缘支架采用玻璃钢整体绝缘支架，具有足够的机械强度、绝缘耐压水平，并具有抗紫外线、阻燃、低毒、耐腐蚀、耐老化的性能，适合于隧道和露天环境使用。,防护罩,全线接触轨均设置防护罩。防护罩采用GRP（玻璃钢）材质，要求绝缘性能好、难燃、低毒、耐腐蚀、抗紫外线和耐老化，具有足够的机械强度。可使用标准商业洗涤剂对防护罩进行清洗。,接触轨布置,4,牵引网,跨距 最大跨距为5米。在端部弯头、膨胀接头、馈线上网点处及曲线半径小于200m区段跨距适当减小。锚段长度 地面一般为75m，地下一般为105m。接触轨布置原则 尽量少断轨，保证连续性。正线接触轨一般布置在行车方向的左侧，在道岔区等个别地段布置在行车方向的右侧，车站范围内接触轨布置在站台对侧。车场内曲线半径小于150m区段，接触轨布置在曲线外侧，库内接触轨根据车辆检修工艺要求布置。,人身安全防护措施,4,牵引网,设置接触轨防护罩。,对带电区域设置文字和图形警示标志。,月检库内设置滑触线。,架设接触轨的库内线路，在无接触轨侧设置集电靴防护罩。,架设接触轨的库内线路，设置显示接触轨带电状况的红绿标志灯，并与该列位接触轨手动隔离开关柜联锁。,对车场内公共区和工作区采用防护栅网进行隔离。,5 电力监控,系统构成,5,电力监控,车辆段设置接触网隔离开关集中监控系统。,在车辆段,DCC,设置车辆段电力调度工作站。,主站系统、通信通道、供电复示系统纳入综合监控系统。,控制中心,5,电力监控,变电所综合自动化系统（被控站）主要由控制信号屏、各开关柜内的测控保护单元、及所内通信网络等组成。,变电所综合自动化系统,5,电力监控,变电所综合自动化系统,5,电力监控,车辆段接触网隔离开关集中监控系统及DCC电调工作站,设置车辆段接触网隔离开关集中监控系统，提高供电系统的自动化水平和管理效率。,车辆段,DCC,电调工作站用于调度人员对车辆段供电设备的监视和控制。,5,电力监控,主要技术指标,遥控命令传输时间3S,遥信变位传输时间3S,站间SOE事件分辨率：15ms,遥控、遥调正确率99.9%,遥信正确率99.9%,遥测综合误差1.5%,双机自动切换时间20S,画面调用响应时间3S,系统可利用率99.8%,控制中心电力调度系统主要技术指标,5,电力监控,信号正确率：99.9%,站内SOE事件分辨率：5ms,画面响应时间：2s,变电所内网络通信速率：19.2kbps,变电所内网络传输距离：2.0km,数据传输误码率：在信噪比为17dB的情况下，不大于0.00001,变电所自动化系统年可用率：99.8%,变电所自动化系统中各装置平均无故障工作时间：100000h,产品电磁兼容性能满足国家有关标准不低于IV级,产品绝缘强度及耐压性能满足远动终端设备等国家有关标准。,变电所综合自动化系统主要技术指标,5,电力监控,6,区间动力照明系统,6.,区间动力照明系统,区间动力照明系统为区间所有用电设备提供低压电源，包括区间一般照明、应急照明，双向指示照明、动力检修箱、通信设备配电箱及废水泵控制箱等。,区间疏散指示照明采用智能集中控制系统，控制系统主机接收来自,FAS,系统的火警联动信号，执行联动预案，控制疏散指示灯具的指示方向。,控制系统主机,中心接入器,路由器,超五类双屏蔽通讯电缆,FAS,联动信号,超五类双屏蔽通讯电缆,6.,区间动力照明系统,7 UPS,电源整合系统,7.UPS,电源整合系统,UPS,电源整合系统采用一体化,UPS,双冗余配置整合方式。各车站、控制中心、停车场及定修段,UPS,电源整合系统主要由,2,套,UPS,电源装置（含整流器、逆变器、输出隔离变压器、电池断路器、静态旁路开关、外部手动旁路开关）、负载同步控制器、智能控制单元、智能配电柜（含采用单母线分段方式设置的输出母线）和,2,套蓄电池组成。,（,1,）系统设置两套完全相同的,UPS,电源装置，每套,UPS,电源装置的容量应能满足被整合弱电系统负荷总容量的要求，即每台,UPS,电源装置按,100,容量进行配置。,（,2,）蓄电池按,2,套（每套,2,组）配置，分别接入,2,套,UPS,电源装置。,2,套蓄电池的总容量应满足失电后被整合各弱电系统负荷,100%,的供电需求。,8,杂散电流腐蚀防护及接地,杂散电流对金属电化学腐蚀的原理,电介质,Fe,电流进入,电流进入,Fe3+,Fe2+,8,杂散电流腐蚀防护,杂散电流的概念,RAIL,OHL,钢轨电位分布,阴极区,阴极区,阳极区,8,杂散电流腐蚀防护,杂散电流的概念,阳极区,阴极区,阴极区,OHL,RAIL,道床钢筋,隧道钢筋,8,杂散电流腐蚀防护,杂散电流腐蚀防护的基本措施,杂散电流防护系统对地铁设施采取的措施从其作用上来讲是有主次之分的，一方面是主要措施，是从根本上减少从钢轨上泄漏电流、直接减少对钢轨及结构钢筋腐蚀的措施，另一方面是辅助、备用措施，是从腐蚀程度上缓解、在主要措施作用降低时备用措施起到缓解用的措施。,主要措施包括：,加大钢轨对的泄漏电阻的措施,如：在钢轨下加绝缘垫、采用绝缘扣件、与钢轨连接电缆需对地绝缘、电化区段钢轨与非电化区段钢轨隔离等。,减小钢轨纵向电阻的措施,如：在钢轨缝需要铜电缆连接、采用重型钢轨、钢轨纵向间焊接电阻大小要求、均流线连接等。,道床杂散电流收集网,指利用道床内部本身的钢筋网，在电气上焊接成网，对收集网纵向电阻有一定要求，从而控制杂散电流从钢筋网上溢出密度使电气腐蚀控制在钝化状态。,8,杂散电流腐蚀防护,降低回流系统电阻，增大钢轨泄漏电阻。利用整体道床结构钢筋形成杂散电流主收集网。利用地下车站和区间隧道结构钢筋形成杂散电流辅助收集网。盾构区间采用隔离法，在盾构区间两端辅助收集网采用电缆连接。过江段隧道适当加大主收集网截面。在正线牵引变电所设置排流柜。,杂散电流腐蚀防护方案,8,杂散电流腐蚀防护,1,）连通法：要求每个盾构管片内的结构钢筋间及结构钢筋与连接螺栓间应可靠焊接，管片间用连接螺栓连接，使整个区间隧道盾构管片内的结构钢筋实现可靠的电气连接，形成杂散电流辅助收集网的一部分。,2,）隔离法：充分利用了盾构管片的结构及安装特点，由于盾构隧道是由纵向,1.2,1.5m,长的管片构成，管片间存在防水橡胶垫圈，且管片内部结构钢筋同管片之间的连接螺栓通过素混凝土隔离，隔断了管片间的电气连接，使得每片管片内钢筋所收集的杂散电流数量非常小，从而实现管片内部结构钢筋的钝化腐蚀状态，达到防护目的。,杂散电流泄入地下后进入金属结构的大小同其与城市轨道交通线路平行方向的长度平方成正比。,对于明挖隧道、矿山法施工隧道，其结构钢筋的纵向焊接成网可最大限度的收集杂散电流，防止杂散电流继续扩散至城市轨道交通设施之外。同时，由于其本身钢筋的截面较大，很容易控制结构钢筋在腐蚀钝化状态，从而达到防腐蚀目的。对于盾构管片而言，实现管片间电气连接难度较大，通过管片隔离的措施，同样可以实现管片内部结构钢筋的腐蚀钝化状态。反之，若强行将其钢筋连接而实际工程中无法全部实现，将造成平行于线路具有一定长度的钢筋收集更多的杂散电流，反而降低其防护效果。,因此，对于盾构管片采用隔离法是有利的。,盾构区间杂散电流防护的隔离法与连通法,8,杂散电流腐蚀防护,1,）地铁主体结构的防水层，必须具有良好的防水性能和电气绝缘性能，防水材料的体积电阻率,108m,。,2,）在车站、区间隧道内应设有畅通的排水措施，不允许有积水现象。,3,）为保护地下车站和区间隧道结构钢筋不受杂散电流腐蚀及减少杂散电流继续向地铁外部扩散，除盾构区间外，利用地下车站、区间隧道的表层结构钢筋的可靠电气连接（焊接），建立杂散电流辅助收集网，收集泄漏的杂散电流。具体要求如下：,（,1,）车站结构钢筋,车站底板、中板、顶板的横向结构钢筋应进行搭接焊，并和车站边墙的竖筋相焊接；车站纵向钢筋应进行搭接焊。焊接长度应不小于钢筋直径的,6,倍。车站内每隔,5m,选用底板、中板、顶板内表层的一根横向钢筋和所有纵向钢筋焊接。,车站结构的变形缝两侧采用,50mm5mm,的铜排和侧墙表面结构钢筋焊接后引出铜排连接端子，并在上面打,14,的孔，以便通过,95mm,2,的直流铜电缆连接，从而将变形缝两侧的车站结构钢筋连成一个电气整体。,在有牵引变电所的车站，从牵引变电所附近的车站结构收集网钢筋引出排流端子，以便通过电缆与牵引变电所内的排流柜连接。排流端子可以利用靠近牵引变电所的车站结构的变形缝连接端子。,杂散电流腐蚀防护与地下车站、区间隧道专业（一）,8,杂散电流腐蚀防护,（,2,）明挖区间隧道结构钢筋,明挖区间隧道每个结构段的内层纵向钢筋若有搭接，应进行搭接焊,，明挖区间每个隧道结构段的,两端采用铜排和辅助收集网的纵向结构钢筋焊接后，在左右两侧的侧墙上引出铜排连接端子,，并在上面打孔，用于电气连接（通过直流铜电缆连接）及测量。,（,3,）盾构区间隧道盾构管片结构钢筋,对于盾构区间隧道区段，采用隔离法对盾构管片结构钢筋进行保护，各管片之间要求互相绝缘，不得有电气连接,。,杂散电流腐蚀防护与地下车站、区间隧道专业（二）,8,杂散电流腐蚀防护,1,）为了保护高架区段