浅谈地铁供电系统的构成及形式
地铁列车辅助供电系统介绍
地铁列车辅助供电系统介绍一、地铁列车辅助供电系统概要目前从我国地铁列车的供电系统来看，我国大部分地铁列车辅助供电系统都是以输入电路、逆变器、输出电路、控制模块以及电池组成。
（一）输入电路辅助供电输入电路主要包括电路熔断器、输入虑波器等构成，其中荣电器负责当地铁列车后极电路产生过载或者出现短路的情况下及时断电的一种装置。
虑波器其主要作用在于控制以及过滤前极电路产生的共模高频干扰信号。
（二）逆变器逆变器中包括一个具有转变电压的受控三项电桥，通过该电桥将电压转地铁列车接触网电压转变成为列车工作需要的三项交流380V并且运用并联的方式进行电流输出，逆变器通常情况下一固定的频率进行工作。
受控三项电桥安装在一个具有散热功能的散热器上，散热器中装有开关、二极管以及驱动板等相应设备。
主控制器产生的驱动信号接入到驱动板，从而通过控制设备进行逆变器380V输出。
二极管用来关断瞬间输出变压器自感电动势反加到直流环节造成电源污染。
（三）输出电路在地铁列车的辅助输出电路中，辅助输出电路包括辅助输出变压器、正弦滤波器以及熔断器等相应设备组成。
其供电的过程是，列车接触网电压经过输出变压器后，将接触网电压转变成为列车使用电压，将输出电压经由正弦滤波器后，在经由输出接触器以及熔电器进行供电。
通常情况下，地铁列车通常都是将滤波器固定在变频器与电机之间，。
当系统检测到逆变器的输出电压同列车所用的380V 电压在同一频率之后，那么输出电路中的接触器将会闭合。
而熔断器主要负责电压过高以及过流等保护工作。
（四）控制模块地铁列车的辅助供电系统的控制模块主要包含主控制器、模块控制器以及输入输出节点等设备注重。
控制模块在辅助供电系统中负责对供电系统进行全方位控制，同时也负责上级控制通讯以及对不同变流器进行电压以及电流的控制与调节。
当控制模块检测到地铁列车发生辅助供电系统故障时，那么控制模块将下达关闭辅助逆变器的命令。
主模块控制器通常情况下配备两个微处理器。
城市轨道交通供电系统的组成与各部分功能
• 城市轨道交通供电系统一般包括外部电源、主变电站、牵 引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统。
• 牵引供电系统包括牵引变电所、牵引网。 • 动力照明供电系统包括降压变电所、动力照明配电系统。
三、城市轨道交通供电的负荷分类
城市轨道交通系统是一个重要的用电负 荷，按规定定为一类负荷，即由两路电 源供电，当一路电源发生故障中断供电 时，另一路应能保证轨道交通重要负荷 的全部用电需求。 • 城市轨道交通系统中牵引用电负荷为一 级负荷
七、直流牵引供电
• • • •
接触网（轨）： 馈电线： 回流线：从钢轨返回牵引变电所的导线。 电分段：为了便于检修和缩小事故范围、 将接触网分成若干段。 • 轨道：利用走行轨作为牵引电流回流的电 路
2.牵引变电所的设计原则
• 正线任一个牵引变电所故障时，其相邻牵引变电所应采取 越区供电方式，担负其该区段的全部牵引负荷。此负荷应 满足远期高峰小时负荷。
•
3.
五,中压环网供电系统
城市轨道交通中压交流环网系统供电系统的形式:
1. 牵引供电和动力照明系统采取相对独立的供电网络,电压等级可以相同 也可以不同.(上海地铁采取本方式供电,且动力照明供电网全线各站采 取10KV电网供电,即各站都有一个10KV配电所.而牵引供电采取 33KV(或35KV)电压进行供电.即各牵引变电所都是一个35KV变电所.
• 牵引变电所的数量及其在线路上的位置，应满足在事故情 况下越区或单边供电时接触网的电压水平。（对于1500V 直流系统：DC1000V~1800V) • 在任何运行方式下，接触网最高电压不得高于最高电压， 高峰小时负荷时，全线任一点的电压不得低于最低值。
牵引系统的供电方式
• 单边供电：城市轨道交通接触网在每个牵引变电所附近由 电分段进行电气隔离，分成两个供电分区，每个供电分区 称为一个供电臂。如果列车只从所在供电臂的一个牵引变 电所获得电能，这种供电方式称为单边供电。 • 双边供电：如果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。 • 一般设计只在车辆段内采取单边供电，正线均采用双边供 电方式。
试论城市轨道交通供电系统的供电方式
试论城市轨道交通供电系统的供电方式城市轨道交通供电系统是指提供城市地铁、轻轨、有轨电车等交通工具运行所需的电力系统。
城市轨道交通供电系统的供电方式是影响城市轨道交通运行效率和安全的重要因素之一。
本文将从供电方式的选择、特点和发展趋势等方面进行试论。
一、供电方式的选择城市轨道交通供电系统的供电方式主要包括集中供电和分散供电两种形式。
集中供电是指由一处供电站通过接触网或第三轨直接向整个线路供电的方式，而分散供电则是通过多个分布在线路上的供电设备向不同区域供电。
在选择供电方式时，需要考虑以下因素：1. 线路长度和运营形式：对于较长的线路或者复杂的线网，集中供电方式可以减少供电设备的数量和维护成本，提高供电效率。
而对于短线路或者不同线路之间需要频繁换乘的情况，分散供电方式可以降低因单一供电站故障导致的线路停运风险。
2. 车辆类型和技术要求：不同类型的轨道交通车辆对供电系统的要求也不同，例如传统的地铁列车可能需要直流供电，而一些新型的轻轨车辆可能采用交流供电。
供电方式的选择需要充分考虑到车辆的技术要求。
3. 城市规划和环境影响：城市轨道交通供电系统的建设需要与城市规划和环境保护相协调，选择合适的供电方式可以减少对城市环境的影响。
在实际应用中，根据不同的情况和需求，城市轨道交通供电系统往往采用集中供电和分散供电两种方式的结合，以兼顾运行效率和安全性。
1. 集中供电：集中供电方式具有供电范围广，设备集中的特点，可以减少供电设备的数量和维护成本。
由于供电站统一供电，能够保证线路的稳定性和可靠性，减少供电故障对运营的影响。
集中供电也存在单点故障风险较大的问题，一旦供电站故障，将导致整条线路的停运，影响交通运营。
2. 分散供电：分散供电方式采用多个供电设备向不同区域供电，具有灵活性和抗干扰能力强的特点，一旦某个供电设备故障，不会影响整个线路的运营。
分散供电方式可以根据线路的实际情况进行布置，更好地满足不同区域的供电需求。
地铁供电系统介绍.
2.2 牵引及降压变电所
牵引变电所：牵引变电所将35kV交流电经变压器、整流器 转换为直流1500V/750V，给接触网/接触轨 供电。
降压变电所：降压变电所将35kV交流电降压为400V，提 供车站的动力和照明电源，同时也是跟随变 电站的进线电源；
跟随变电所：无变压器，是降压变电站400V侧在地理上的 延伸，是为离降压变电站较远的设备供电。
故障运行
主所故障
当一座主变电所故障退出运行（不考虑35kV母线同时故障）时， 由另一座主为故障主所区域牵引及动力照明供电。
小东庄
× 华北陶瓷
牵引所
降压所
牵引所
牵引所
降压所
牵引所
三、 供电系统运行方式
故障运行
35kV进线故障
当牵引降压混合变电所或降压变电所任一路35kV进线电 缆故障退出运行时，合上该所的35kV母联断路器，由另 一路电缆负责本所全部负荷的供电。
引 及 降 压 变 电
控 （ 综
散 电 护流 腐 蚀
所
合
防
主变电所 牵引降压变电所
接触网
2.1 主变电所及中压网络
主变电所：将110kV电网电压降为35kV/10kV，给牵引变电站和降压变电 站供电。
2.2 牵引及降压变电所
牵引变电所
降压变电所
牵引降压混合变电所
一、 供电方式分类
集中供电方式
城市电网
分散供电方式
主变电所
城市电网
牵引所
降压所
牵引所
牵引所
降压所
牵引所
混合供电方式
二、 供电系统构成及功能
地铁供电系统包括给地铁运行主体的车辆及辅助系 统（如通信、信号、动力照明、环境控制等）提供电 能的牵引供电和变配电系统。
地铁供电系统简介.
置的牵引变电所、降压变电所供电并形成环网。
3.混合供电方式：指一条轨道交通线路，一部分采用集中 供电方式，另一部分采用分散供电方式。
地铁供电系统简介
1 . 供电方式分类
目录
2 . 供电系统构成及功能
3 . 供电系统运行方式
4 . 变电设备简介
一、
供电方式分类
供电分散供电方式 混合供电方式
一、 供电方式分类
1.集中供电方式：在线路的适当位置，根据总容量要求设
主变电所，由城市电网区域变电所以高压（如110kV）向
三、 供电系统运行方式
牵引所整流机组故障
故障运行
牵引所一套整流机组退出，另一套整流机组继续运行的运行方式： 牵引变电所一套整流机组故障时，考虑整流机组具有2小时、 150%的过负荷能力，允许牵引变电所整流机组单机组运行。 整流机组负荷等级应满足GB10411-2005规定，即： 100％额定负荷──连续 150％额定负荷──2小时 300％额定负荷──1分钟
三、 供电系统运行方式
主所 每座主变电所的两路电 源进线和两台主变压器同时 分列运行，负担各自供电分 区的牵引负荷和动力照明负 荷。
正常运行
三、 供电系统运行方式
牵引变电所
正常运行
牵引变电所中的两套整流机组并联工作组成等效24脉波整流方 式；正线相邻牵引变电所对正线牵引网实行双边供电。
三、 供电系统运行方式
主 变 电 站
中 压 网 络
接 触 网
[全]地铁供电系统运行方式
![[全]地铁供电系统运行方式](https://img.taocdn.com/s3/m/d6290bea0912a21615792924.png)
地铁供电系统运行方式一、基本组成与功能轨道交通供电系统，由城市电网区域变电所以高压110kV向主变电所供电，经降压并在沿线结合牵引变电所、降压变电所进线形成35kV组成的中压环网，由环网供沿线设置的牵引变电所经降压整流为直流电750V，从而对电动列车供电；车站机电设备则由降压变电所降压为380/220V对动力、照明等供电。
这种供电方式的中压网络的电压等级应根据用电容量、供电距离、城市电网现状及发展规划等因素，经技术[供电中心1] 经济综合比较后确定。
分散供电方式是指不设主变电所，而直接由城市电网区域变电所的35kV或10kV中压输电线直接向城市轨道交通沿线设置的牵引变电所、降压变电所供电并形成环网。
采用这种方式的环境必须是城市电网比较发达，在有关车站附近有符合可靠性要求的供电电源。
其中压网线的电压等级应与城市电网相一致。
在这种方式下，可设置电源开闭所，并可与车站变电所合建。
混合供电方式，顾名思义就是上两种的混合，即指一条轨道交通线路，一部分采用集中供电，另一部分采用分散供电。
牵引降压变电所是为城市轨道交通运营提供所需电能的系统，他不仅为城市轨道交通电动列车提供牵引用电，而且还为城市轨道交通运营服务的其他设施提供电能，如照明、自动扶梯、自动售票、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警系统等。
二、变电所及其运行方式1．变电所分类及要求城市轨道交通供电系统中一般设置三类变电所，即主变电所、降压变电所及牵引降压混合变电所。
主变电所是指采用集中供电方式，接受城市电网110kV电压等级的电源，经其降压后以中压35kV供给牵引变电所和降压变电所的一种城市轨道交通变电所。
降压变电所从主变电所获得电能并降压变成低压交流电。
牵引变电所从主变电所获得电能，经过降压和整流变成电动列车牵引所需要的直流电流。
在有牵引变电所和降压变电所的站点，为方便运行管理，降低工程造价，合并建成牵引降压混合变电所。
当由其他变电所引入中压电源而独立设置降压变电所时，可称为跟随式降压变电所。
城市轨道交通工程供电系统及设备组成
城市轨道交通工程供电系统及设备组成城市轨道交通供电系统是城市轨道交通运营的动力源泉，负责电能的供应与传输。
城市轨道交通的供电系统主要由外电源、牵引供电、动力照明、杂散电流腐蚀防护系统、电力监控系统组成。
外电源城市轨道交通供电系统的外电源主要取自外部电力系统的城市供电网，通常有三种形式：集中式供电、分散式供电、混合式供电。
集中式供电和分散式供电的分别是是否具有为整个城市轨道交通供电系统提供电源的主变电所。
集中式供电使用城市供电网的高压电网，提高了城市轨道交通供电系统的电源电压和容量，专网专供，使城市轨道交通供电系统的可靠性进一步提高。
分散式供电直接从城网分散地引入多路中压电源作为城市轨道交通电源，与城网电力资源共享，该方式要求城网有比较多的中压电源点。
混合式供电吸收了集中式供电与分散式供电方案的各自优点，系统方案灵活，使供电系统完善和可靠。
牵引供电系统牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网。
牵引变电所的站位和容量设置，遵循供电合理，运营方便，满足高峰运营时最大负荷的需要进行设计。
牵引变压器和配电变压器一般均采用空气自冷式干式变压器，根据《地铁设计规范》“电力电缆与控制电缆，在地下敷设应采用低烟无卤阻燃电缆，在地上敷设时可采用低烟阻燃电缆。
为应急照明、消防设施供电的电缆，明敷时应采用低烟无卤耐火铜芯电缆或矿韧绝缘耐火电缆”。
变电所的主开关根据电压选择六氟化硫气体灭弧开关或真空开关。
为了抑制直流牵引负荷产生的谐波电流注入城市电网，牵引整流机组采用双机组12 脉波并列运行构成等效24 脉波整流，以满足供电部门关于抑制高次谐波注入电网的要求。
采用多相整流，增加直流侧输出电压脉波数的等效24 脉波整流，是解决城市轨道交通牵引负荷谐波的最佳方案。
相对于在电网侧加装滤波装置，该方案结构简单、成本低、运营管理方便，同时提供给车辆的直流电压更加平稳，有利于车辆运行。
根据车辆受电模式不同，牵引供电的牵引网采用两种形式：第三轨—集电靴模式和架空接触网- 受电弓模式，利用车辆走行轨回流。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析城市轨道交通供电系统是指城市地铁、有轨电车等轨道交通系统所采用的供电设备及技术。
城市轨道交通供电系统的可靠性和高效性对于城市交通运输的安全、快捷和可持续发展至关重要。
本文将对城市轨道交通供电系统及电力技术进行分析，主要包括供电系统的类型、供电技术的发展和应用等方面。
一、供电系统的类型1.第三轨供电系统：第三轨供电系统是最常见的供电方式之一，通常由两条位于铁路两侧的电流导体构成，通过电动车上的集电靴与第三轨接触来提供电能。
由于第三轨直接暴露在外部环境中，容易受到外界因素的干扰，如积雪、雨水等，因此对供电设备的维护和保养工作要求较高。
2.集电弓供电系统：集电弓供电系统是利用车辆上的集电弓通过与架空线接触来获取电能的方式。
集电弓供电系统具有安全稳定、维护方便等优势，适用于高速铁路等大规模轨道交通系统。
二、供电技术的发展和应用1.直流供电：早期的城市轨道交通供电系统多采用直流供电方式，常见的电压等级为600V和750V。
直流供电系统相对简单，但由于电流无法有效传输，导致输电距离受限。
2.交流供电：随着电力技术的发展，城市轨道交通供电系统逐渐采用交流供电方式。
交流供电系统可以通过变压器将电压升高，实现较长距离的输电，提高供电线路的利用率。
3.混合供电：为了兼顾直流供电和交流供电的优点，提高供电系统的灵活性和可靠性，一些城市轨道交通供电系统采用混合供电方式，即直流供电和交流供电相结合。
利用这种方式，可以根据实际情况调整供电方式，提高供电系统的运行效率。
除了供电系统的类型和技术，城市轨道交通的电力技术还涉及到换流技术、接触网技术、保护技术等方面。
例如，为了减少能耗，一些城市轨道交通系统引入了再生制动技术，将由车辆制动产生的能量回馈到电网中，以提高能源利用效率。
总的来说，城市轨道交通供电系统及电力技术的发展旨在提高供电系统的可靠性、效率和经济性。
未来，随着科技的不断进步，我们可以预期城市轨道交通供电系统将进一步发展，应用更高效的供电技术，实现智能化和可持续发展。
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浅谈地铁供电系统的构成及形式
发表时间：2017-01-20T09:45:47.700Z 来源：《基层建设》2016年31期作者：李玉
[导读] 随着科学技术的发展，各大城市在大力建设地铁的同时，对供电系统的研究也不断深入。
本文结合电气自动化在地铁中的应用，着重了解地铁供电原理，预防电力短路造成的安全事故，确保地铁安全运营。
深圳市地铁集团有限公司运营总部
摘要：地铁供电系统的安全是保障地铁车辆正常运行的基础。
随着科学技术的发展，各大城市在大力建设地铁的同时，对供电系统的研究也不断深入。
本文结合电气自动化在地铁中的应用，着重了解地铁供电原理，预防电力短路造成的安全事故，确保地铁安全运营。
关键词：地铁;供电;短路
1、地铁供电系统构成
根据功能的不同，地铁供电系统一般划分为以下几部分：外部电源;主变电所;牵引供电系统;动力照明系统;杂散电流腐蚀防护系统;电力监控系统。
1.1外部电源
外部电源是地铁供电系统主变电所接入的城市电网电源，其中形式分别有混合式供电、集中式供电、分散式供电等，而集中式通常是从城市电网110kV或66kV侧引入两回电源。
比如北京地铁采用110kV外部电源，沈阳地铁采用66kV外部电源，但是必须至少有一回电源为专线。
1.2主变电所
主变电所的功能是接受城网高压电源，经降压为牵引变电所、降压变电所提供中压电源（通常为35kV或10kV），主变电所适用于集中式供电。
主变电所接线方式为线变式或桥型接线。
1.3牵引供电系统
牵引供电系统的功能是将交流中压经降压整流变成直流1500V或直流750V电压，为地铁列车提供牵引供电，系统包括牵引变电所与牵引网，牵引网包括接触网与回流网。
接触网有架空接触网（直流1500V）和接触轨（直流1500V或750V）两种悬挂方式，大多数工程利用走行轨兼作回流网;少数工程单独设置回流轨。
1.4动力照明供电系统
动力照明供电系统的功能是将交流中压（35kV或10kV）降压变成交流220/380V电压，为运营需要的各种机电设备提供电源。
1.5杂散电流腐蚀防护系统
杂散电流腐蚀防护系统的功能是减少因直流牵引供电引起的杂散电流并防止其对外扩散，尽量避免杂散电流对城市轨道交通主体结构及其附近结构钢筋、金属管线的电腐蚀，并对杂散电流及其腐蚀保护情况进行监测。
1.6电力监控系统
电力监控系统的功能是实时对地铁变电所、接触网设备进行远程数据采集和监控。
在城市轨道交通控制中心，通过调度端、通信通道和变电所综合自动化系统对主要电气设备进行四遥控制，实现对整个供电系统的运营调度和管理。
2、地铁运营供电形式
地铁供电主要有第三轨供电和接触网供电。
2.1第三轨供电是在钢轨的左侧铺设一条特殊的“受流轨”，与轨道平行的第三轨，形状与钢轨相似，截面的形状亦为“工”字形，但体积小，直流电作为牵引动力。
列车运行时靠车辆底部的电刷接触受流轨而传导电力。
价格低廉，技术含量低，易于铺设，安全系数低。
2.2接触网供电，电网在列车上方，通过受电弓直接输入直流电，类似于电车。
此法安全系数高，技术含量高，接触网铺设难度大，费用高。
3、为预防各种地铁电力故障，常采取馈线保护措施，形成自动化断电，从而降低损失。
3.1电力故障主要有短路故障、过负荷故障、过压故障等。
3.2针对电力故障所采取的馈线保护措施，主要有：大电流脱扣保护、电流上升率及电流增量保护、定时限过流保护、双边联跳保护、接触网热过负荷保护、自动重合闸保护等。
3.2.1大电流脱扣保护
大电流脱扣主保护被用于快速切除近端短路的故障，通常安装在断路器本体内。
工作原理为：假设列车在所有正常运行状况时的最大瞬时工作电流为Im，定值整定为I>KIm（其中，K为安全系数），一旦检测到瞬时电流超过定制，会立即跳闸，切断电源。
3.2.2电流上升率及电流增量保护
此馈线主保护使用比较广泛，它能切断近端短路电流，也能切除大电流脱扣保护不能切除的故障电流较小的远端短路故障。
工作原理为：电流上升率及电流增量保护由瞬时跳闸和延时跳闸两个原件并列组成，任何一个原件都可以直接跳闸。
3.2.3定时限过流保护
定时限过流保护有两个定值，启动电流I和延时时间T。
当电流超过I时，保护启动，定时器也同时启动，在定时器时限未到达的这段时间内，若电流超过定制，则在定时器时限T到达后跳闸;反之，若电流回落至定值以下，保护返回。
3.2.4双边联跳保护
对于采用双边供电的接触网，应用比较广泛。
对于同区间供电的两个变电站，由第一个感知到短路故障电流的站发出跳闸命令，跳开本站开关，同时发出联跳命令给联跳装置，再由联跳装置向临站发出跳闸信号，临站收到信号后，跳开开关。
3.2.5接触网热过负荷保护
本保护措施，主要是消除热过负荷故障，不一定是短路故障影响。
工作原理：根据接触网的电阻率、电阻率修正系数、长度、横截面积、电流，计算出接触网的发热量，从而根据接触网和空气的比热等热负荷特性及通风量的等环境条件，由公式给出接触网的电缆温度Tmax。
当电缆温度超过Tmax时，则跳开该接触网空点开关，开关跳
开后，电缆冷却后温度低于Tmax时重新合上开关。
3.2.6自动重合闸保护
根据《地铁设计规范》中规定“直流馈线应设自动重合闸装置”。
对非永久性短路故障，自动重合闸是提高供电质量的重要手段。
4、结束语
供电设施的安全运营是地铁顺畅运行的保障，但是供电设施在地铁运营中出现故障，要采取切实有效的方法最大限度的降低损失。
这就需要在地铁的前期设计和后期运营中做好相关故障排除和后期故障处理措施，对不同的供电设施及路段实行不同的处理措施，以达到切实有效保障地铁运营的目的。
参考文献：
[1]张华英。
《地铁直流牵引供电系统保护配合的探讨》.电气化铁路.2001
[2]徐劲松、高劲、江平、周捷。
《浅析地铁直流牵引变电所的保护原理》电气化铁路.2003.6
[3] 龚孟荣.地铁供电系统设计及仿真研究[D].西南交通大学，2013.
[4] 沈丽莉.地铁供电系统可靠性评估与安全评价方法的研究[D].大连交通大学，2013.。