地铁供电系统介绍.参考资料
城市轨道交通供电系统详解.
城市轨道交通供电系统详解第一章电力牵引供电系统综述一、电力牵引的制式对牵引列车的电动车辆或电力机车特性的基本要求:1、起动加速性能要求起动加速力大而且平稳, 即恒定的大的起动力矩, 便于列车快速平稳起动。
2、动力设备容量利用对列车的主要动力设备——牵引电动机的基本性能要求为, 列车轻载时, 运行速度可以高一些, 而列车重载时运行速度可以低一些。
这样无论列车重载或轻载都可以达到牵引电动机容量的充分利用, 因为列车的牵引力与运行速度的乘积为其功率容量,这时近于常数。
3、调速性能列车运输,特别是旅客运输,要求有不同的运行速度,即调速。
在调速过程中既要达到变速, 还要尽可能经济, 不要有太大的能量损耗, 同时还希望容易实现调速。
低频单相交流制是交流供电方式, 交流电可以通过变压器升降压, 因此可以升高供电系统的电压, 到了列车以后再经车上的变压器将电压降低到适合牵引电动机应用的电压等级。
由于早期整流技术的关系, 这种制式采用的牵引电动机在原理上与直流串激电动机相似的单相交流整流子电动机。
这种电动机存在着整流换向问题,其困难程度随电源频率的升高而增大,因此采用了“低频”单相交流制,它的供电频率和电压有 25 HZ、 6.5~11 kV和 1632HZ 、 12~15 kV等类型。
由于用了低频电源使供电系统复杂化, 需由专用低频电厂供电, 或由变频电站将国家统一工频电源转变成低频电源再送出, 因此没有得到广泛应用, 只在少量国家的工矿或干线上应用。
“工频单相交流制” 。
这种制式既保留了交流制可以升高供电电压的长处, 又仍旧采用直流串激电动机作为牵引电动机的优点, 在电力机车上装设降压变压器和大功率整流设备, 它们将高压电源降压, 再整流成适合直流牵引电动机应用的低压直流电, 电动机的调压调速可以通过改变降压变压器的抽头或可控制整流装置电压来达到。
工频单相交流制是当前世界各国干线电气化铁路应用较普遍的牵引供电制式。
轨道交通供电系统简介
集中式供电的外部电源引自城市高压电网，电压等级高， 输电容量大，抗干扰能力强，电网电压波动小。 另外，城轨主变 电站一般装设有载调压装置，因此中压侧电压相对稳定，供电 质量高。 1.1.1.2 供电可靠性
定值时，发出报警信号。 主变差动保护：主变压器两端输入的CT电流矢量差，当达
到整定值时，主变高低压两侧开关跳闸。 主变瓦斯保护：瓦斯保护是变压器内部故障的主保护，对
变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部 断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。 当油浸式 变压器内部发生故障时，电弧会将使绝缘材料分解并产生大 量的气体，从油箱向油枕流动，其强烈程度随故障的严重程度 不同而不同，反映这种气流与油流而动作的保护称为瓦斯保 护，也叫气体保护。
采用集中式供电时，由于轨道交通主变电站与城市电网 接口较少，外部电源引入路径相对较少，建设单位与城市规划
的协调工作也相对较少，易于实施。 另外，由于集中式供电系 统与城市电网接口较少，相对独立，轨道交通系统向城市电力 公司的用电申请也容易协调，操作简单。 1.1.2 混合供电
以集中式供电为主，个别地区直接引入城市电网电源作 为补充，称为混合式供电，它能使供电系统更加可靠完善。 在 轨道交通沿线某一地区取得35 kV或10 kV电源点困难的情况 下，采用集中供电方式。 在轨道交通沿线另一地区取得35 kV 或10 kV电源点较方便的情况下，采用分散供电方式。 这种供 电方式既拥有集中式供电的好处，又能确保重要负载的绝对 可靠。 但其运营管理和设备选型极为不便，对整个城市轨道交 通供电系统的统一规划也较为不利。 1.2 主变电站 1.2.1 主变电站设备
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。
轨道交通供配电知识点总结
轨道交通供配电知识点总结一、轨道交通供配电系统介绍轨道交通供配电系统是指为轨道交通运营提供电力能源的系统，包括电力供应系统和配电系统。
电力供应系统负责将电能从电网输送到地铁、有轨电车等轨道交通系统的车站或车辆上，配电系统则负责在车站和车辆之间进行电能的分配和控制。
供配电系统的稳定运行对于轨道交通的安全和可靠运行具有重要意义。
二、供配电系统组成1. 供电系统供电系统主要包括电网、变电站和接触网。
电网是供电系统的起点，它将电能从发电厂输送到变电站，在变电站对电能进行变压、变频、群开口和过滤处理，然后将电能输送到接触网。
接触网是地铁、有轨电车等车辆供电的设备，通过接触网上的电接触器和车辆上的接触滑板，实现了电能从接触网传输到车辆。
2. 配电系统配电系统包括集电系统和车辆内部的配电系统。
集电系统将电能从接触网引入车辆，然后通过配电装置对电能进行分配，并为车辆内部的各种电气设备、照明等提供电能。
三、供配电系统的重要参数1. 供电电压供电电压是指供电系统提供的电能的电压大小。
不同的车辆和设备对供电电压的要求不同，因此电力供应系统需要根据实际情况进行调整和优化，以满足不同用电设备的需求。
2. 供电频率供电频率是指供电系统提供的交流电的频率，通常为50Hz。
供电频率的稳定性对于一些电力设备和车辆的运行非常重要，因此供电系统需要保持供电频率的稳定，以确保轨道交通的正常运行。
3. 隔离电阻隔离电阻是指电气设备、设施和地面等之间的绝缘电阻。
隔离电阻越大，表示设备之间的绝缘效果越好，能够确保电路的安全运行，避免因设备之间的漏电等问题引发安全事故。
4. 轨道接触电阻轨道接触电阻是指车辆从接触网上取电时，接触滑板与接触网之间的电阻。
接触电阻的大小会影响车辆从接触网上取电的效率和稳定性，也会影响整个供电系统的能效和安全性。
四、供配电系统的运行调度管理1. 负荷调度负荷调度是指根据轨道交通运营的实际情况，合理调配供电系统的电能输出，以满足不同时间、不同区域的用电需求。
地铁供电专业知识介绍
1000 1000 （800） （800）
1000 1000 （800） （800）
单排布置 双排对面
干式变压器
1000 （ 1000 ） 800
800 正面指靠门侧
牵引降压混合变电所布置图
降压变电所图
（5）车站变电所高压进出电缆一般为下进下出，因 此变电所下方需设置电缆夹层，高度1.9米，困难情 况下不小于1.4米，并在适当位置设置人孔、以便于 维护。 （6）变电所设备用房不在车站同一层分布，应在变 电所用房附近设置上下层贯通的电缆井。 （7）变电所设备用房不应布置在有水房间的下方， 不宜布置在有水房间的隔壁。
低压柜
变压器
二、低压配电与照明系统
1、什么是低压配电与照明系统？
• 给车站和区间动力照明设备提供安全可靠的 380/220V电源；
• 给用电设备及配电线路提供保护与测量； • 给用电设备提供满足工艺要求的控制； • 给车站和区间提供不同需求种类的照明及舒适的
工作与运营环境。
2、用房组成
• 环电控室：为通风空调设备集中提供电源及控制； • 照明配电室：是照明设备电源及控制的中心； • 蓄电池室：为应急照明设备提供后备电源； • 电缆井：用于联通上下层电缆的主要通道。
照明配电室
5）电缆间 车站一般在两端设备区各设置一个上下层贯通的
电缆间，约2㎡左右，位置应靠近电缆上下行密集的地 方。电缆间内沿壁开设电缆井；电缆井尺寸：车站大 端不小于1800x400mm或2个1000x400mm，小端不小于 1200x400mm。
电缆井的孔洞在管线敷设完成后要进行防火封堵。
8）防雷和接地系统：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。 9）供电车间：为供电设施提供检修。
地铁低压配电系统介绍
地铁低压配电系统简单介绍地铁作为地下交通设施，方便着市民的出行，改善了城市的环境，也推动了城市的发展。
地铁列车是有轨“电客车”，它的运行依靠电力的消耗使用。
在DC750V-DC1500V驱使下往返运行。
地铁设备的供电有高压和低压之分，例如给电客车供电的接触网是高压，给车站照明、电扶梯、安检机、进出站闸在TN-S系统中优势在于安全系数更高，避免了因为设备零点飘移现象严重导致设备外壳带电时损坏电气元件，甚至损坏电器,造成人身安全的危险的情况。
其中工作零线N和保护接地线PE是分开的(从变压器起就用五线供电)，具有TN-C系统的优点。
由于正常情况下PE线不通过负荷电流，与PE线相连的电气设备金属外壳不带电位，所以适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电TN-C系统是三相四线制,保护线与中性线合并为PEN 线，具有简单、经济的优点。
当发生接地故障时，故障电流大，可采用一般过电流保护电器切断电源，以保证安全。
但对于单相负荷或三相不平衡负荷以及有谐波电流负荷的线路，正常PEN线有电流，其所产生的压降呈现在电气设备的金属外壳和线路金属套管上，这对敏感的电子设备不利。
三相电的形成：三相电就是三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源。
导线切割磁感线会产生电流，在发电机的定子磁铁中放着三个间隔120度的同样线圈，分别称之为A相线圈、B相线圈、C相线圈，当磁性转子转动，A、B、C每相就会产生电流，由此便得到三相电。
如图1-1所示：图1-1：三相交流电的波形图和矢量图三相电源的星形连接地铁车站的两端设备区各设置有配电间，分为一、二、三级负荷供电方式，确保车站的照明、售票机、进出站闸机和电扶梯等，影响乘客乘车体验的设备不间断供电。
此为地铁车站的低压配电系统，通过日检、周巡、月检、年检等设备检修作业，确保设备的安全运行，确保运营的安全，也确保乘客的良好乘车体验。
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
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目录
1 . 供电方式分类 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
供电系统按供电方式分为： ➢ 集中供电方式 ➢ 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 主变电所供电，经降压并在沿线结合牵引变电所、降压变 电所形成中压环网，向轨道交通各系统供电。 2.分散供电方式：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。 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。
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。
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
正常运行
牵引变电所
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
三、 供电系统运行方式
故障运行
400V进线故障
当一台动力变压器故障退出运行时，切除该所的三级负荷，合 上400V侧的母联断路器，由另一台动力变压器负担本所范围内的 动力照明一、二级负荷。
三、 供电系统运行方式
故障运行
牵引变电所解列故障
当正线任一座牵引变电所解列时，由相邻的两座牵引变电所 越区构成“大双边”供电。
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。
供电系统
牵
电
杂
主 变 电 站
中 压 网 络
四、 变电设备简介
子变电所设备设备按照电压等级及功能主要分 为以下几类：
➢ 35kV开关柜 ➢ 整流变压器 ➢ 整流器柜 ➢ 直流开关柜
➢ 动力变、所用变 ➢ 400V开关柜 ➢ 综自设备 ➢ 电力电缆
四、 变电设备简介
35kV开关柜 35kV进出线及负载开关
整流变压器 电压变换：交流35kV变交流1180V
引 及 降 压 变 电
接 触 网
自 动 化 ）
力 监 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
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。
三、 供电系统运行方式
故障运行
牵引所整流机组故障
➢ 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
2.3 接触网
接触网是沿线路架设的没有备用的电力机车供电设施， 其主要功能是：
传输电能、弓网受流
Hale Waihona Puke 2.4 电力监控系统（综合自动化）
2.4 电力监控系统（综合自动化）
变电所综合自动化系统是一个利用计算机技术、通信技术、 网络技术、控制技术将变电所传统的二次设备（包括测量仪表、 信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组 合和优化设计，实现对变电所各供电设备进行故障保护、运行 控制、状态采集、实时测量、与调度通信的微机化、网络化的 智能保护测控系统 。
整流器柜 交直变换：交流1180V变直流1500V
直流开关柜 直流开关：直流母线至接触网开关
四、 变电设备简介
动力变、所用变 电压变换：交流35kV变交流400V
400V开关柜 400V负荷开关
综自设备 设备状态监控及报警通信等
电力电缆 高低压交直流电缆
Thanks！