地铁供电.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,*,地铁供电,地铁供电系统的作用,地铁供电系统是为地铁运营提供所需电能的重要系统。地铁列车是电力牵引的电动列车，其动力就是电能。此外，为地铁运营服务的辅助设施包括照明、通风、空调、排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等，也都依赖并消耗电能。在地铁运营中，供电一旦中断，而且还会危及旅客生命安全和造成财产损失。因此，高度安全、可靠而又经济合理地供给电力是地铁正常运营的重要保证和前提。,地铁供电方式,地铁供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力系统和地铁供电系统实现输送或变换，然后以适当的电压等级供给地铁各类用电设备。在地铁供电系统中，根据具体情况，其供电方式可采用以下两种不同的供电方式：集中式供电方式或分散式供电方式。,集中式供电方式,设置地铁专用高压主变电站，发电厂或地方区域变电所对地铁主变电站供电，经主变电站降压后，分别以不同的电压等级以环网的形式对牵引变电所和降压变电所供电。，如上海地铁和广州地铁均采用集中式供电方式，但上海地铁环网电压为33,KV,（,供牵引变电所用）和10,KV,（,供降压变电所用），而广州地铁的环网电压只有一种电压等级：33,KV,。,集中式供电方式,分散式供电方式,不设置地铁专用高压主变电站，由沿地铁线路附近的城市电网的区域变电所直接对地铁牵引变电所和降压变电所供电。供电系统组成,发电厂,主变电所,降压所,牵引变电所,DC1500V,接触网,AC400V,车站设备,负荷分类,一级负荷：平时由两路互为备用的独立电源供电，以实现不间断供电。如：列车牵引、事故照明、通信系统、信号系统、防灾报警系统等等，事故照明还设置蓄电池作为应急电源。,二级负荷：平时由两路互为备用的独立电源供电，当地铁电源只有一路电源时，允许将其从电网中切除。如：一般照明、通风机、污水泵等。,三级负荷：平时由一路电源供电，当该电源故障时，可中断供电；当地铁电网只用一路电源供电时，应将其从电网中切除。,电器设备的作用,变压器：变压器是一种传送和变换电流电能的静止变换器。按用途可分为升压 降压变压器；按相数可分为单相 三相或多相变压器；按线圈型式可分为单线圈（自耦变压器），双线圈和三线圈变压器。按调压方式可分为无载调压（不带负载调压）和有载调压变压器；绝缘方式可分为干式、油浸式变压器等。,电器设备的作用,断路器：断路器是一种能对电路进行控制（开断 关合）和保护的高压电器。它有断弧能力，可以切断负载电流和短路电流。断路器按绝缘和熄弧介质可分为油断路器、六氟化硫（,SF6）,断路器、真空断路器、空气断路器。,隔离开关：隔离开关是一种没有熄弧装置的高压电器，它不能切断负荷电流和短路电流，可在无负荷电流时接通和断开电路，断开时能起到隔离电压作用，对运行、操作和检修提供方便和安全。停电时应先合隔离开关、后合断路器。,电器设备的作用,母线：母线是一种汇总和分配电能的导电线。在室外用软母线（钢芯铝绞线）；室内用硬母线（铝排或铜排）。母线一般用颜色标记，三相交流系统中，,A,相黄色，,B,相绿色，,C,相红色；直流系统中：正极红色，负极蓝色；零线及地线黑色。,电器设备的作用,熔断器：熔断器是一种过负荷和短路电流导致熔体发热熔断的保护电器。低压熔断器一般是插入式纤维管、瓷关熔断器。高压熔断器有：充石英砂瓷管熔断器，室外用角式和跌落式熔断器。任何一种熔断器在电流超过其最小熔断电流时都会熔断，其熔断时间将随电流增大而缩短。,电器设备的作用,电压互感器：又称压变，是电气测量、控制和保护回路用的变压器。电压互感器一次侧并联在高压回路上，二次侧额定电压一般为100,V。,并联在二次侧的电压表可间接指示一次电压值，二次电压也可在控制和保护回路中作电源或电压信号用。它有双绕组和三绕组、单相和三相、干式和油浸式、浇注式和瓷箱式、户外和户内式等之分。,电器设备的作用,电流互感器：它是电气测量、控制和保护回路用的变流器。电流互感器一次线圈串联在高压回路中，二次线圈额定电流一般为,5,A,或1,A。,串联在二次线圈回路中的电流表可间接指示一次电流值，二次电流也可在控制和保护回路中作电源或电流信号用。,电器设备的作用,避雷器：它是防止从线路侵入的雷电波损坏电气设备绝缘的保护电器。,整流器：它是一种与整流变压器组合成整流机组的电流变换器。,继电保护装置：在电力系统出现故障或不正常工作状态时能使断路器跳闸或发出报警信号的自动装置，称为继电保护装置。,电器主接线,变电所的电气主结线是指由变压器、断路器、隔离开关、母线等及其导线所组成的接受和分配电能的电路。电气主结线反映了变电所的基本结构和功能。在运行中，它能表明电能的输送和分配关系，以及电气设备的运行方式，成为实际运行操作的依据。,对电气主结线的基本要求,安全性需符合国家标准和有关设计规范的要求，能充分保障人身和设备的安全。,可靠性能满足各级负荷特别是一、二级负荷对供电可靠性的要求。,灵活性能适应各种运行所要求的结线方式，便于检修，切换操作简便而且便于扩建。,经济性在满足以上要求的前提下，尽量是主结线简单、投资少、运行费用低。并能节约电能和有色金属消耗量。,主变电所,主变电所是由上一级的城市电网区域变电所获得高压（110,KV,或220,KV,）,电能，经其降压后以中压供给牵引变电所和降压变电所的一种地铁变电所。为保证地铁牵引等一级负荷的用电，对于集中式供电方式下，应设置两座或以上的主变电所为宜。,广州地铁：坑口、广和主变。,牵引变电所,牵引变电所从城市电网或地铁主变电所获得电能，经降压和整流变成所需的直流电。牵引变电所的容量和设置的距离是根据牵引计算的结果，并作经济技术比较后确定的。一般设置在沿线若干车站及车辆段附近，相邻牵引变电所之间在24公里左右。,广州地铁：西朗、车辆段,B,所、芳村,A,所、,长寿路,A,所、,烈士陵园,A,所、,体育西,B,所、,广州东,A,所。,降压变电所,一般在车站附近设置降压变电所和配电房。为了保证供电可靠，降压变电所采用单母线结构，两台降压变电所的低压侧也采用单母线分段和母联开关。在低压侧对一、二级负荷采用双电源或交叉供电，三级负荷采用单电源供电。,广州地铁全线共有25个降压变电所。,牵引变电所供电方式,牵引供电系统一般由电动客车、牵引变电所、接触网、钢轨及回流线等四部分组成。地铁列车运行过程中，电能从牵引变电所经馈电线送到接触网，再经接触网通过列车的受电弓送到列车，再经走行轨、回流线流回牵引变电所。由接触网、馈电线、轨道和回流线组成的供电网络总称为牵引网。,供电示意图,1,1牵引变电所,列车,牵引变电所供电方式,牵引变电所向接触网供电方式有两种：单边供电和双边供电。,地铁接触网在每个牵引变电所附近断开，分成两个供电分区，每个供电分区也称为一个供电臂，如列车只从所在供电臂上的一个牵引变电所获得电能，这种供电方式则称为单边供电。如一个供电臂同时从相邻两个牵引变电所获得电能，则称为双边供电。,牵引变电所供电方式,在采用双边供电时，当某一牵引变电所故障退出运行时，该段接触网就成为了单边供电。当相邻两个牵引变电所都不能向某一区段供电时，则可通过闭合故障牵引变电所处接触网的联络隔离开关（越区隔离开关），实施越区供电。,接触网,接触网是电气化铁道牵引供电系统的主要组成部分，它把从牵引变电所获得的电能输送给电力机车（电客车），它的状态与电气化铁道的行车密切相关.,它没有备用，长年暴露于铁路线路上方，经受污染、腐蚀和机车受电弓的摩擦，运行条件极为恶劣。因此对接触网的要求也极为严格.,接触网运行条件,在各种恶劣环境条件下应能不间断供电，保证电力机车（电客车）在最大运行速度时正常取流。,器材要有足够的强度（机械强度和电气强度）和相应的抗腐蚀能力；零件要尽量标准化、系列化，扩大互换性。,结构合理，方便施工和运营。,接触网发生事故后，通过抢修应能尽快恢复供电。,接触网组成,接触悬挂：支持接触网包括承力索、吊弦、接触线。,支持装置：支持接触悬挂，包括腕臂、拉杆和绝缘子。,定位装置：保证接触线与受电弓相对位置在规定范围内。,支柱和基础承受接触悬挂和支持装置的负荷，并将接触悬挂固定在规定高度,。,接触网悬挂方式,接触网的悬挂方式分为简单悬挂和链型悬挂两种。简单悬挂是一种直接将接触线固定在支持装置上的悬挂方式，有简单接触悬挂和弹性简单接触悬挂两种形式。,接触网悬挂方式,简单悬挂结构简单、用料省、维修简单，但弛度大，弹性不均，使行车速度受限制。弹性简单接触悬挂在弛度和弹性方面有改善，行车速度可得到提高。,链形悬挂是接触线通过吊弦悬挂到承力索，承力索固定在支持装置上的悬挂方式，有简单链形和弹性链形等多种形式。,接触网悬挂方式,正线、试车线接触网采用具有一根承力索和两根接触线组成的全补偿简单链形悬挂，车辆段内则采用无张力补偿的弹性简单悬挂单接触线结构。,架空地线贯通全线，将接触网所有的不带电的金属与牵引接地系统连接。,接触网悬挂方式,链形悬挂接触网的结构高度：地面区间正线和试车线为1000,mm，,地面车站为500,mm，,矩形隧道为270,mm，,圆形隧道为235,mm，,马蹄形隧道为267.5,mm。,接触网距轨面的高度：隧道内不小于4040,mm，,隧道外正线和试车线一般为5000,mm，,车辆段线一般为5350,mm。,供电分区,各供电分区之间设有电分段、隔离开关，正线电分段一般采用绝缘锚段关节形式，其余电分段采用分段绝缘器形式；隔离开关分手动、电动两种，一般正线沿线采用电动隔离开关，车辆段、折返线内采用手动隔离开关。,变电所综合自动化和远动系统,以计算机为基础，实现电网变电所的现代化管理，是发展的必然趋势。它包含微机保护、调度自动化和当地基础自动化。可实现电网安全监控、电量非电量监测、参数自动调整、中央信号、当地电压无功综合控制，电能自动分时统计、事故跳闸过程自动记录、事件按时排序、事故处理提示、快速处理事故、微机控制免维护蓄电池和微机远动一体化功能。它为推行无人值班提供了强大的技术支持,。,变电所综合自动化的基本功能,能随时在线监视正常运行情况的电网运行参数，设备运行状况；自检、自诊断设备本身的异常情况；发现设备异常变化或装置内部异常时，立即自动报警并闭锁相应的出口，以防止事态扩大。,电网出现事故，应快速采集、判断、决策，迅速消除事故，使故障限制在最小范围。,完成电网在线计算、存储、统计、分析报表、远传和保证电能质量的自动和遥控调整工作。,变电所综合自动化的基本功能,上述功能要求必须建立在以继电保护为基础的变电所综合自动化，这个系统的特点是具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化和运行管理智能化。,其结构有分布分散式和分布结构集中式组屏两种。而随着计算机和通信技术的发展，分布分散式是发展的趋势。,远动系统,远动监控设备是调度端与各被监控端之间实现遥控、遥信、遥测和遥调功能的设备。调度端一般设置在控制中心内（,OCC），,一般称为主站，被监控端设置在变电所内，一般称为分站或远方终端（,RTU）。,调度端与被监控端通过通信通道传送遥控、遥信、遥测和遥调信息。,远动系统,遥控调度端对被监控的各种断路器和其它主要开关的远距离控制。,遥信对被监视的各种断路器和其它主要开关的位置（分或合）信号，状态预告信号和事故信号的远距离监视。,遥测对被监视的变电所内各种交直流电压、电流、功率、电度量等的远距离测量。,遥调调度端对被监控的各种必要设备的远距离调整。,