地铁变配电系统设计
地铁变电站PLC自动化系统设计

地铁变电站PLC自动化系统设计本文将介绍关于地铁变电站的PLC自动化系统设计,文章将从以下几个方面展开:设计目的、设计内容、系统构架、技术方案和实施效果。
一、设计目的随着城市化进程的不断加快,地铁作为城市轨道交通的代表,得到了广泛的应用。
地铁变电站是地铁系统中的重要组成部分,用于提供交流或直流电源来供应地铁运行所需的能量。
传统的变电站通常需要大量的人员来操作,由人来操控的变电站存在安全系数不高、效率低下、易出现故障等问题。
而自动化系统的出现,可以解决这些问题。
因此,本文的设计目的是利用PLC自动化技术,对地铁变电站进行自动化控制,提高变电站的运行效率和安全性,降低操作成本,节省人力资源。
二、设计内容1.系统功能要求地铁变电站PLC自动化系统需要具备以下功能要求:(1)对变电站运行状态进行实时监测和控制;(2)能够自动实现数据采集和处理,将数据呈现给用户;(3)可以记录、存储和查询历史数据;(4)具备智能化控制,能够自动调节变电站的输出功率和能耗,适应线路负载的变化。
2.系统构架根据系统功能要求,地铁变电站PLC自动化系统的构架主要包括三个层次,分别是人机接口层、控制层和现场层,其具体构架。
(1)人机接口层该层主要包括交互式人机界面、综合管理信息系统和通信接口。
用户可以通过该层对地铁变电站PLC自动化系统进行操作和监控,实现对系统的有效控制。
(2)控制层该层主要包括PLC控制器、通信模块和网络结构。
PLC控制器是地铁变电站自动化控制的核心,负责监控、控制变电站的运行状态;通信模块主要用于实现不同设备之间的通讯和数据共享;网络结构则是PLC自动化系统的基础架构,负责将各模块之间连接起来。
(3)现场层该层主要包括变电站设备和传感器。
传感器用于采集变电站运行的各项数据,包括电力信息、电气信息、机械信息等。
这些数据通过通信模块传回PLC控制器进行处理和管理。
3.技术方案(1)PLC控制器选型由于地铁变电站的复杂性和安全性要求较高,因此需要选用较高性能的PLC控制器。
地铁变电站PLC自动化系统设计

地铁变电站PLC自动化系统设计引言随着城市交通的发展,地铁的运营已经成为人们生活中重要的组成部分。
地铁线路有着很高的要求和安全性,地铁变电站是地铁线路中非常重要和必要的设施。
地铁变电站的自动化系统的设计十分关键,它对地铁线路的安全和高效运营有着至关重要的作用。
本文着重介绍了地铁变电站自动化系统的设计思路和技术方案,旨在帮助需要设计此类系统的工程师更好地完成项目。
设计目标地铁变电站自动化系统设计的首要目标是确保地铁线路的安全和高效稳定运行。
除此之外,系统设计还需要考虑以下方面:1.实现自动化控制:通过PLC程序自动化控制,实现系统自动调节和运维监控。
2.提高工作效率:减少人工干预的频率,节约人力资源成本的同时提高工作效率。
3.提高系统可靠性:设计安全保护措施,保证系统在任何异常情况下都能自动停机保护以避免事故和损失。
技术方案控制系统硬件方案在控制系统硬件方案设计中,使用的是可编程逻辑控制器(PLC)和人机界面(HMI)两部分来实现接受和执行来自上位机的指令,并根据机房温度、湿度、电压、电流等检测数据进行数值处理。
PLC选型地铁变电站自动化系统的PLC选型应该是基于稳定性、可靠性、功能扩展性三个方面来考虑。
在产品的稳定性、数据安全,硬件和软件一体化,可远程监控等方面要求颇高,因此,我们选用全佳PLC。
HMI选型HMI又称人机接口,是人与机器之间一个重要的交互界面,主要用于显示变电站运行状态数据,监视变电站实时运行状态。
地铁变电站自动化系统的HMI选型需要考虑到其接口受环境因素影响较大,因此需要寻找防护措施良好、结构紧凑、触摸灵敏、稳定、寿命长等特点的硬件。
控制系统软件方案地铁变电站自动化系统软件方案采用Siemens公司的PLC模块及其专业的PLC编程软件Step 7工具,整体运行环境为CentOS 7.0。
主要功能如下:1.自动化控制:通过PLC程序实现对变电站的自动化控制,通过定期抓取和监测接收来的数据,进行实时控制和根据指令完成相关的功能操作。
武汉地铁4号线低压配电系统设计总结

( 1 )与供 电 系统 的接 口 接 口位 置 为 3 5 / 0 . 4 k V 降压 变 电所 低 压 出 线 柜 下端头 ,变压器、低压开关柜 由供变 电系统完成, 低压出线柜 下端 头以后部分 由低压配 电专业完成 。
1 . 地 下 车 站 低 压 配 电系 统 由 3 5 / 0 . 4 k V 降 压变 电所 ( 牵 引 降压 混 合 变 电 所、跟随所 ) 、设于车站两端的 0 . 4 k V 通 风空 调 电
B A S 按 照 智 能 照 明 的 控 制 模 式 达 到 控 制 照 明 的 目的 。
6 . 与 其 他 系 统 的接 口
武汉轨道交通 4号线全长约 1 6 . 6 k m ,设地铁车 站l 5座 ,于 2 0 1 3年 l 2月 开通 运 营 。现 对 其 系 统 方
案进行介绍。
p r o b l e m i n i t , p ov r i in d g c o mp a r a t i v e ef r e r e n c e t o he t d e s i n g o f l o w- v o l t a g e d i s r t i b u t i o n i n o t h e r a r e a s a n d s u b s e q u e n t l i n e s .
需要 达 到控 制 目的 的 一 、 二 级 通 风 空调 负荷 , 均 由通 风 空 调 电控 室 单 回路 供 电 。 5 . 智 能 照 明系 统
公共区动力设备 ,如查询机 、售卖机 、安检机 、
直 饮 机 等 设 备 的 配 电 由低 压 配 电专 业 负 责 。
公共 区、 出入 口的照明设置智能照明控 制系统,
地铁牵引供电系统设计

地铁牵引供电系统设计The Design of Subway Power SupplySystem摘要牵引供电系统是城市轨道交通系统中最为重要的基础能源设施,其功能是为轨道交通系统中的电力车辆供电,确保轨道交通列车车辆的正常运行。
通过对供电方案的比较,**地铁供电系统采用集中供电方式,系统包含电业局地区变电所与轨道交通主变电所之间的输电线路、轨道交通供电系统内部牵引降压输配电网络、直流牵引供电网和车站低压配电网;牵引供电系统由主变电所、高压/中压供电网络、牵引供电系统、电力监控系统、接触网系统、杂散电流防护和接地系统、供电车间等组成。
轨道交通供电系统的主要功能如下:接受、分配电能:主变电所的主变压器将110KV高压电变换成20KV中压电、20KV 供电网络将电能分配到每一个车站和车辆段内的牵引变电所和降压变电所。
关键字:集中供电方式牵引变电所DC1500V接触轨20kV中压AbstractTraction power supply system of urban rail transit system is the most important basic energy facilities, its function is providing power for rail transit system, ensure the normal operation of rail transit vehicle. Through the comparison of the power supply scheme, shijiazhuang metro power system uses centralized power supply mode, system contains the transmission lines between area substation and rail traffic main substation, Traction step-down power transmission and distribution network of rail transport power supply system, DC traction supply network and station low voltage distribution network; tractive power supply system is composed of main substation, high-pressure/medium voltage power supply network, tractive power supply system, electric power monitoring and management system, overhead contact system, stray current protection and grounding system, Power supply workshop and so on. The main function of rail transport power supply system is in the below:Accept, distribution of the main substation power: main transformer will convert to a 20KV 110 kv high-voltage power supply network in 20KV piezoelectric, energy allocated to each station and maximize the traction substation and step-down in substation.Key words: entralized power supply system traction substation DC1500V contact rail 20kV medium voltage目录第1章绪论 (4)1.1 供电系统的功能 (4)1.2 供电系统的构成 (5)1.3 供电系统电磁兼容 (6)第2章电源与主变电所 (7)2.1 电源 (7)2.2 主变电所 (9)2.3 中压供电网路 (10)第3章牵引供电系统 (11)3.1 牵引供电运行方式 (11)3.2 牵引供电系统保护 (14)3.3 牵引变电所 (18)3.4 牵引网 (21)第4章杂散电流 (22)4.1 概述 (23)4.2 杂散电流的产生 (23)4.3 杂散电流的防护 (23)第5章牵引供电计算 (24)5.1 概述 (24)5.2 平均运量法 (25)5.3 用平均运量法对罗家庄牵引变电所的计算 (26)第6章直流短路计算 (29)6.1 概述 (29)6.2 电路图法 (30)6.3 对罗家庄站两边的供电区间进行短路计算 (32)第7章结论 (34)参考文献 (35)谢辞.................................................................................... 错误!未定义书签。
地铁供电系统设计

地铁供电系统第一节概述一、地铁供电方式地铁的供电电源要求安全可靠,通常由城市电网供给。
目前,国内各城市对地铁及城市轨道交通的供电一般有三种方式,即分散供电方式、集中供电方式、分散与集中相结合的混合供电方式。
分散供电方式是指沿地铁线路的城市电网(通常是10KV电压等级)分别向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。
其前提条件是城市电网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量,并能满足地铁牵引供电的可靠性要求。
如早期的北京地铁采取的就是这种供电方式。
集中供电方式是指城市电网(通常是110KV或66KV电压等级)向地铁的专用主变电所供电,主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电,地铁自身组成完整的供电网络系统。
近几年新建的地铁系统多采用集中供电方式,如上海、广州、深圳地铁等。
分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合,可充分利用城市电网的资源,节约投资,但供电可靠性不如集中供电方式,管理亦不够方便。
集中和分散两种不同供电方式的比较如表1-3-1所示,分散与集中相结合的供电方式优缺点介于两者之间。
表1-3-1 地铁供电方式的比较供电方式优 点缺 点集中供电方式l 供电可靠性高,受外界因素影响较小;l 主变电所采用110/35KV 有载自动调压变压器,并有专用供电回路,供电质量好;l 地铁供电可独立进行调度和运营管理;检修维护工作相对独立方便;l 可提高地铁供电的可靠性和灵活性;l 牵引整流负荷对城市电网的影响小;l 只涉及城市电网几个220KV 变电站的增容改造,工程量较小,相对易于实现。
l 投资较大。
分散供电方式l 投资较小;l 便于城市电网进行统一规划和管理。
l 因同时受110KV 和10KV 电网故障影响,故受外界因素影响较多;l 10KV 电网直接向一般用户供电,引起的故障几率大,可靠性较低;l 与城市电网的接口多,调度和运营管理环节增多,故障状态下的转电不方便;l 牵引整流机组产生的高次谐波直接进入10KV 电网对其他用户的影响较大;l 要求城市电网的变电所应具有足够的备用容量,以满足地铁牵引供电的要求;涉及较多110KV 变电站的增容改造,工程量较大。
地铁环控系统配电设计

浅析地铁环控系统配电设计摘要:本文从地铁车站低压配电设计出发,着重阐述了环控系统不同负荷级别设备的配电设计方案,并根据笔者所积累的地铁项目设计经验,对环控系统配电方案进行了比较分析。
关键词:低压配电;环控系统;单母线分段;双电源自动切换1 前言在地铁设计中,低压配电专业主要为综合监控系统、通信系统、信号系统、屏蔽门系统、火灾自动报警系统、环境与设备监控系统、通风空调系统(环控系统)、给排水系统、自动扶梯与电梯等配电,其中,环控系统负荷在地铁车站总负荷中占很大比重,本文将着重阐述在地铁车站低压配电中环控系统的配电设计。
2 环控系统概述环控系统主要包括隧道通风系统(含防排烟系统)、车站大系统(含防排烟系统)、车站小系统(含防排烟系统)和空调水系统。
隧道通风系统主要为区间隧道和车站隧道服务,车站大系统为车站公共区服务,车站小系统为车站设备管理用房服务,空调水系统为给车站提供冷源。
3 环控系统负荷级别划分环控系统按其不同的用途和重要性分为一级负荷、二级负荷、三级负荷:1、在发生火灾(只考虑一处发生火灾)和事故时,仍继续运行的设备,如:隧道风机、射流风机、大系统排烟风机、小系统排烟风机及相应的补风机等为一级负荷;2、除一类负荷外的其他风机、柜式空调器、备用空调系统、与风机空调机组非联动的电动风阀、与火灾和事故通风无关的电动风阀等为二级负荷;3、除一、二类负荷外的其他通风空调系统设备,包括:冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、水处理设备、电动蝶阀、电动二通阀等为三级负荷。
4 环控电控室位置选择标准车站一般在车站两端各设一个环控电控室,非标准车站根据车站实际情况,可考虑只设一个大环控电控室,或设若干个环控电控室。
在和土建专业进行配合时,笔者认为环控电控室的位置选取需考虑以下几点:1.环控电控室的位置应尽量靠近环控机房;2.同端的环控电控室和0.4kv低压开关柜室之间尽量避免有泵房、洗手间;3.环控电控室和0.4kv低压开关柜室之间的电缆或封闭式密集母线槽敷设路径,以及环控柜运输路径,要保证畅通;4.环控电控室应避免设置在洗手间、泵房或扶梯基坑下方,以免存在漏水漏油等安全隐患;5.环控电控室中部应避免有结构柱,如四周有结构柱时,要按照结构柱的内侧边沿考虑柜子摆放空间;6.环控柜数量根据车站实际负荷以及车站低压配电与照明技术要求来定,并预留一两个柜位,柜子排列按照《10kv及以下变电所设计规范》gb 50053-94来考虑。
轨道交通系统供电系统设计与实现

轨道交通系统供电系统设计与实现轨道交通是现代城市化发展的重要标志,它不仅代表着城市交通的先进和高效,还是解决城市交通拥堵和能源消耗问题的有效途径。
而其中,轨道交通系统的电力供应系统是整个系统的重要组成部分,直接影响着整个系统的安全性、稳定性和运行效率。
本文将着重从轨道交通系统供电系统的设计和实现两个方面进行探讨和阐述。
一、轨道交通系统供电系统设计1.供电系统的基本架构在轨道交通系统中,供电系统的基本架构主要由几大部分组成:高压区、变电所、牵引变电所、接触网、架空线缆、回流路等。
高压区是供电系统整个的总枢纽,要通过高压输电线路将高压电能传输到相应的变电所进行变压、变流等处理,通过牵引变电所将直流电供给动车组或列车运行。
同时,接触网是轨道交通电力供应系统中最为重要的组成部分,它主要负责将供电系统的能量传给地面的轨道车辆,并进行双向传输。
在中国,新增铁路和城市轨道交通绝大部分都是采用了交流接触网、直流接触网或者双重供电。
不同的供电形式适用于不同的动车组或地铁车辆类型。
2.供电系统的设计方案供电系统的设计方案有着基本的技术原则和技术规范。
在设计过程中应该合理选择供电模式和相应的配电参数,保证建设成本和运行成本的平衡,不仅能够满足轨道交通系统的运行要求,还能保证车站、车站间线的正常供电。
设计者需要首先考虑电力功率的需求,根据实际情况要进行特定计算。
然后就是确立整个供电系统的安全性和可靠性,这个原则要求电力供应系统的设计和制造严格按照国家标准和技术规范,保证整个系统的稳定性和完整性。
最后,还要考虑系统的可维护性和维修性,这个要求在轨道交通系统中尤为重要。
在设计中,要考虑人员的心理和心理状态等因素,保证维修人员能够快速、有效地处理问题。
二、轨道交通系统供电系统实现1.供电系统的关键技术轨道交通系统供电系统的实现离不开一些关键技术的支持。
首先,要求轨道车辆必须具备高效的电力转换技术,以最大限度地实现电能的利用效率。
北京地铁四号线低压配电系统设计总结

北京地铁四号线低压配电系统设计总结沈文杰(北京市市政工程设计研究总院,北京 100082)摘要目前轨道交通发展越来越迅速,四号线作为贯穿北京南北的重要地铁线路,有着举足轻重的地位。
目前四号线已进入施工安装阶段,将于2009年9月通车运营,笔者针对四号线低压配电系统的设计进行介绍总结,希望能够为以后的轨道交通建设提供一个比较的平台,使地铁中的低压配电系统越做越完善。
本文着重介绍总结四号线的低压配电系统的设计工作,包括系统的工作模式、系统的接口及其处理办法、低压系统的设备选择、低压系统计算书及施工图纸的设计以及在施工过程中遇到的问题及解决方案。
关键词:低压配电系统;接口;母线;TN-S接地系统;安装调试The Summary of Beijing 4th Metro Line Power Supply SystemsShen Wenjie(Beijing General Municipal Engineering Design & Research Institue, Beijing 100082)Abstract The development of Metro Transmission becomes more and more fast. The Beijing 4th Metro Line as the important project of running from north to south plays a important role. Now it has got to the construction and installation step and will get to work in September next year. The author mainly summarized and introduced the Power Supply Systems for other lines having a reference and make this system better and better. The article mainly introduced the design of low-voltage system, including the work mode, the interface with different systems, the choice of equipments, the calculation of system and construction design, the problems meted in construction procession.Key words:power supply systems;interface;bus bar;TN-S earthing system;installation and adjusting1系统描述1.1简介低压配电专业顾名思义,为车站低压设备提供电源。
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地铁变配电系统工程设计
摘要:本文针对地铁变配电系统工程,详细论述了地铁降压变电所的主接线和运行方式、继电保护、测量与计量等,以及低压配电系统和照明配电系统的设计技术。
关键词:地铁变配电系统工程设计
1.引言
地铁车站一般分为地下二层,地下一层称为站厅层,地下二层称为站台层,每层均分为公共区和两端的设备区。
公共区是乘客购票、乘车的区域,设备区则是各种专业的设备机房,如BAS、FAS、AFC(自动售检票)、通信、信号、泵房、气体灭火、照明配电室、环控机房、环控电控室、牵引/降压变电所、蓄电池室、屏蔽门管理室、车站控制室等。
上海轨道交通明珠线二期工程共设17座地下车站和1座地面车辆段,线路全长22公里,与明珠线一期工程的中段连接,构成环线。
明珠线二期工程供电系统采用集中供电的110/35/10kV三级电压供电方式,由主变电所、牵引供电系统、变配电系统和电力SCADA系统组成。
全线设两座110/35/10kV主变电所,向牵引供电系统(35kV)和变配电系统(10kV)供电。
由于地铁牵引、车站动力多为一级负荷,因此每座主变电所均由城市电网提供两回独立电源。
变配电系统由10/0.4kV降压变电所、低压配电系统与照明配电系统组成。
降压变电所在规模较大的车站设置二座,以车站中心为界,每座变电所各提供半个车站和单侧相邻半个区间的负荷用电。
而规模较小的车站则设置一座,提供整个车站和两侧相邻半个区间的负荷用电。
2.地铁降压变电所设计
2.1主接线
全线的降压变电所被分成若干个供电分区,每一个供电分区均从主变电所的35/10kV主变压器,就近引入两路10kV电源。
在各供电分区设有网络开关,正常运行时该开关分断,形成10kV开口双环网络供电形式。
每座降压变电所的两路电源分别由主变电所或相邻降压变电所10kV不同母线引入,接至两段母线,同时在降压变电所的每段母线设一路出线电源,向相邻降压变电所供电。
降压变电所10kV侧接线采用单母线分段型式,设置母联断路器。
降压变电所设两台10/0.4kV动力变压器,分别接自不同10kV母线上。
变压器容量的容量满足一台退出运行时,另一台能负担远期的一、二级负荷。
图一为降压变电所的主接线。
图一降压变电所的主接线
2.2运行方式
正常运行时,两路10kV进线电源分别向两段母线供电,母联断路器打开,两段母线分段运行。
当一段母线进线电源失电时,进线断路器分闸,母联断路器自动合闸。
低压母线为单母线分段运行方式,当一路电源故障时,母联分段开关自投,由另一路电源电源供一、二级负荷用电。
2.3控制、继电保护和自动装置
(1)控制
降压变电所10kV断路器采用SCADA远动控制、变电所集中控制和就地控制;
0.4kV进线、母联断路器和三级负荷总开关采用SCADA远动控制和就地控制;自动扶梯馈线开关带分励脱扣器,分励按钮与FAS系统输出继电器的常开接点并联,以实现火灾情况下FAS系统可将其断开。
(2)继电保护
继电保护要满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性要求,并力求简化保护配置;供电系统各级保护应考虑配合关系。
降压变电所10kV系统的继电保护装置采用微机型综合保护测控单元,实现保护、测量、信息采集与控制、开关间的联锁与联动、通信等功能,通过光纤以太网络接口接入全所综合自动化系统并上传至控制中心,保护功能具有独立性,不依赖于网络。
具体保护配置如下:
10kV进、出线——线路差动保护、过电流保护、零序电流保护、过电压保护、低电压保护
10kV母联——限时电流速断保护、零序电流保护
动力变压器——电流速断保护、过电流保护、过负荷保护、零序电流保护、温度保护(变压器内部保护)、过电压保护、低电压保护
0.4kV低压进线柜、母联柜和环控一、二、三级负荷馈电柜均设过载、短路瞬时、短路延时及接地保护,其他低压柜设过载、短路瞬时及接地保护。
(3)自动装置
10kV、0.4kV母联断路器设置自动投入装置/功能,自投功能可在当地/远方进行投入/退出。
交流所用电母联断路器设置自动投入、进线设来电自复功能。
直流所用电的两路交流进线设置自动投入功能。
2.4测量和计量
变电所的所有测量和计量均在开关柜当地显示并通过变电所综合自动化系统将主要数据送到控制中心,具体设置如下:
10kV进/出线电流、10kV母线电压、动力变压器一次侧电流/有功功率/有功电度、动力变压器二次侧电流、0.4kV母线电压、0.4kV馈线电流、交流所用电
系统进线电流及母线电压、直流所用电系统母线电压。
2.5功率因素补偿
变电所采用低压集中自动补偿方式,每段0.4kV母线上装设电容自动补偿装置,对系统进行无功功率补偿,使补偿后的功率因数大于0.9。
2.6所用电系统
(1)交流所用电系统由降压变电所所0.4kV两段母线分别引入相互独立的两路电源,作为交流所用电系统的进线电源,两路电源互为备用。
交流所用电系统采用单母线分段接线型式,供全所交流所用电负荷。
(2)直流所用电系统用于提供降压变电所控制、操作、继保电源及事故照明电源。
正常运行时,充电单元负责全所直流用电,蓄电池在浮充电状态。
交流失电后,变电所内的蓄电池组容量应保证所内经常性负荷、冲击负荷、事故照明负荷停电1小时的放电容量及事故放电末期最大冲击负荷容量(按4台断路器同时动作考虑)的要求。
直流系统操作电压为DC220V,采用高频开关电源。
2.7过电压保护
供电系统在运行过程中会遭受暂态过电压、操作过电压、雷电过电压的侵袭,使设备绝缘直接破坏或不断劣化,最终引发事故。
过电压保护装置可有效限制过电压水平,保护重要设备。
过电压保护属于系统范畴,体现在供电系统中可能遭受过电压的各个环节,降压变电所作为供电系统的主要组成部分应采取如下过电压保护措施:
(1)变电所每段10kV母线对地间设置一台避雷器,位于地面的变电所房屋(如车辆段)按建筑物防雷规定设置避雷带或避雷针。
(2)在动力变压器0.4kV侧和向重要设备供电的末端配电箱(BAS、FAS、AFC、通信、信号等)的各相母线上,装设电涌保护器(SPD)。
2.8防雷与接地
考虑雷电过电压下的绝缘配合合理,受避雷器保护的设备,其额定雷电冲击。