地铁供电系统的构成
第六章 城市轨道交通供电
二、常用的主接线形式
1.单母线不分段接线
单母线不分段接线是比较简单的接线形式，如图6⁃1所示。电源 回路和用电回路通过断路器和隔离开关分别与母线相连。根据电源 的数量，该接线形式又分为双电源形式和单电源形式。单电源形式 一般适用于10kV以下的一般用户。
图6-1 单母线不分段接线
二、常用的主接线形式
图6-������ 4 双母线接线
二、常用的主接线形式
5.线路变压器组接线
图6-5 线路变压 器组接线
二、常用的主接线形式
1)在正常情况下，两路电源线路各接一台变压器。
2)当变压器负荷率较高时，T1或T2出现故障， 或者线路发生故障，此时需要相邻的变电所联络转移 部分重要负荷。 3)当变压器负荷率较低时，T1或T2出现故障， 或者线路发生故障，造成一台主变压器退出运行，此 时仅仅需要对变电所二次侧的负荷进行转移，由另一 台主变压器承担起本所全部负荷即可，对其他相邻的 变电所没有影响。
2.单母线分段接线
单母线分段接线是在克服单母线不分段接线工作不够可靠、灵 活性较差的基础上，改进后而形成的一种接线方式，如图6⁃2所示。 它又分为双电源单母线分段接线和单电源单母线分段接线。
图6-2
单母线分段接线
二、常用的主接线形式
3.具有代旁路母线的单母线接线
单母线分段接线虽能提高运行的可靠性和灵活性，但线路断路 器检修或故障时，将使该回路停电。而实际运行中，断路器故障率 高，检修频繁，是配电装臵中的薄弱环节。为克服这一缺点，可采 用具有代旁路母线的单母线接线，如图6⁃3所示。
接入系统方案可行，尽量节省投资。
四、变电所建设原则
1) 城市轨道交通供电系统一般采用集中供电方式，全线牵引、低压
论述地铁供电系统的主要方式与各自优缺点
论述地铁供电系统的主要方式与各自优缺点一、城市轨道交通供电系统的组成部分包括地铁在内的城市轨道交通的电源都是由城市电网负责供应的，在城市轨道交通的供电系统中，需要由城市电力系统对电压进行输送，并实现对电压等级的转换。
只有这样，轨道交通的各种用电设备才能使用到等级恰当的电力资源。
通常情况下，城市轨道交通的供电系统由五个职能系统组成，即负责外部供电的外部电源；负责电源控制和转换的主变电所；负责牵引功能的供电系统；负责照明及风水电机的供电系统和负责对电力进行监控的综自系统。
其中，负责牵引供电系统和负责照明及风水电机的供电系统共同组成了城市轨道交通的内部供电系统。
城市轨道交通不能直接使用高压交流电，所以就需要负责牵引供电的部分，利用牵引变电所的功能，将交流电转变为低压直流电，以满足电力车辆的行驶需求。
在牵引变电所进行交-直转换的过程中，馈电线会将已经转换过的低压直流电输送到接触网上，电动车辆上会利用受流器直接和接触网进行接触，以获得所需要的电能资源。
负责照明的供电系统，顾名思义，就是负责提供车站和车厢内照明的部分。
这一部分是由降压变电所和动力照明的配电线共同组成的，负责照明的同时还要负责车站和车辆内的电梯、风机和水泵等动力设备的电源。
此外，它还要负责车站和车辆中的通信、信号和自动化设备的电源。
二、地铁中高压供电的三种方式（一）采用集中供电的方式采用这种方式进行供电之前，需要根据地铁的线路走向，计算出线路的长短和用电量的多少，然后根据这些数据建立一个地铁专用的主变电所。
主变电所中必须有两条独立的110kV电源线路，地铁运行时，内部供电需要的电压等级为35kV或者是10kV，电压等级的转换需要由主变电所来完成。
这种由主变电所组成的供电方式就叫做集中式供电。
集中式供电中一个很重要的组成部分就是中压网络，用电的多少，供电距离的远近、城市电网的发展和规划等因素都会影响到它的电压等级。
在综合考虑这些因素的基础上，经过经济和技术的比较之后才能最终确定中压网络的电压等级。
地铁各系统构成
通信方式及特点
通信设备及功能
传输系统：用于传输语音、数据和图像 等信息，包括光纤传输、微波传输等。
公务电话系统：为地铁运营人员提供公务 电话服务，包括内线电话、外线电话等。
车厢乘客信息系统：提供列车内部的信息显示和 查询服务，包括列车运行信息、乘客导向信息等。
无线通信系统：为地铁运营人员提供无线通信服 务，包括列车无线通信、调度无线通信等。
通信系统的特点：具有 可靠性、安全性和可扩 展性等特点，能够满足 地铁运营的需求。
信号系统
信号系统的作用：确保列车运行安全、高效 信号系统的组成：包括信号机、联锁设备、轨道电路等 信号系统的特点：高度自动化、智能化，能够实现列车自动控制和调度 信号系统的发展趋势：未来将向更智能、更高效的方向发展
车辆类型及特点
靠站台
TCC系统：计 算机联锁系统， 用于控制信号 机和道岔等设
备的操作
信号安全与保障措施
信号系统构成：包括信号机、 轨道电路、联锁设备等
信号系统功能：保证列车运行 安全、提高运行效率
信号系统安全保障措施：采用 多重备份和故障冗余设计
信号系统故障应对措施：及时 发现并处理故障，确保列车正 常运行
汇报人：
车辆系统
车辆组成：包括车 体、转向架、制动 系统等
车辆类型：地铁车 辆主要有A型车、 B型车、C型车等
车辆编组：根据运 营需求，车辆可以 组成不同的编组形 式
车辆维护：定期对 车辆进行维护和保 养，确保运营安全
供电系统
供电电源：城市 电网或其他形式 的电源
供电线路：包括 接触网、馈线等
供电设备：变压 器、整流器、断 路器等
供电安全：确保 地铁运营安全的 重要环节
通信系统
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。
城市轨道供电系统的组成
二类负荷：自动扶梯、普通风机、工作 照明
三类负荷：空调、冷冻机、广告照明
城市轨道交通的供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力 系统和轨道交通供电系统实现输送或变换，最后以适当的电流形成（直 流或交流电）和电压等级供给用电设备。
城市电网一 次电力系统
轨道交通供 电系统
城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
主变电所
牵引变电 所
回流 线
馈线 轨道
城市电网 高压供电系统
三相交流
牵引供电系统
接触
直流
网
2、牵引供电系统
1、牵引供配电系统组成： 直流牵引变电所、馈电线、接触网(接触轨
/第三轨)、行走轨、回流线。 2、示意图
3、动力照明供配电系统
1）组成：动力照明供电系统由降压变电 所及动力照明组成。每个车站应设降压 变电所，若地下车站负荷较大，一般设 于站台两端，其中一端可以和牵引变电 所合建成混合变电所；若地面车站负荷 较小，可设一个降压变电所。
第3节 城轨供电系统组成
城市 轨道 交通 组成 如图：
一、供电系统组成
城市轨道交通供电系统：外部供
电系统、牵引供变电系统、动力照 明系统
1、外部供电系统
1）注： 1、城市轨道交通牵引用电可从区域变电所高压线路得电 2、从下一级电压的城市地方电网得电 3、牵引牵引变电所：35KV/1500V
2）城市电网外部供电系统和牵引供电系统示意图
2）照明系统示意图
区域变电所（或地铁 主变电所）
区域变电所（或地铁 主变电所）
降压变 电所
降压变 电所
区间配电所
车站配电 所
区间 配电所
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
地铁供电系统
地铁供电系统供电系统为地铁的列车和各种用电设备提供电能，是保证地铁正常运行的重要组成部分，通常由供电电源、主变电所（集中供电方式时）、中压供电网络、牵引供电系统、动力照明配电系统、牵引网系统、电力监控（SCADA）系统、杂散电流腐蚀防护及接地系统和供电车间等组成。
（1）主变电所：集中供电方式下，负责向地铁沿线的各种用电设备提供电源。
每座主变电所从城市电网引入两路独立可靠的110kV电源，经主变压器降压后通过中压供电网络向地铁沿线的牵引变电所和降压变电所供电。
东延线工程利用地铁1号线续建工程的白石洲主变电所、地铁1号线的文化中心主变电所、城市广场主变电所一起供电。
（2）中压供电网络：负责将主变电所的中压馈电回路以分区环网方式向地铁沿线的牵引变电所和降压变电所提供两路可靠的电源。
（3）牵引变电所：负责将中压交流电降压整流为1500V直流电，并向沿线的牵引网提供电源。
全线正线设牵引变电所6座，停车场设1座。
（4）降压变电所：负责将中压交流电降压为0.4kV交流电，并通过低压开关柜和电缆馈出，向地铁各种用电设备提供电源。
东延线工程每个车站设1座降压所和1座跟随式降压所，全线共设16座降压变电所和15座跟随所，其中7座降压所与同站的牵引所合建为牵引降压混合变电所。
（5）牵引网系统：负责将牵引变电所提供的直流1500V牵引电源通过受流器供给地铁列车，并利用走行轨回流。
牵引网系统覆盖整个东延线正线以及停车场需要电化的股道，授流方式采用刚性悬挂，由支持结构及接触悬挂等部分组成。
本工程电化里程约48条公里。
（6）动力照明配电系统：负责将降压变电所馈出的0.4kV交流电源配给地铁沿线车站、区间、停车场等处所的动力及照明设备。
（7）电力监控（SCADA）系统：负责实施对地铁供电系统的主要电气设备的实时遥测、遥信、遥控和遥调，从而实现供电系统的远程集中调度管理，提高供电系统的自动化水平。
东延线工程按电力监控系统集成入综合监控系统中设计。
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地铁供电系统的构成
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、外部电源
地铁供电系统的外部电源就是地铁供电系统主变电所供电的外部城市电网电源。
外部电源方案的形式有集中式供电、分散式供电、混合式供电。
集中式供电通常从城市电网110kV侧引入两回电源，按照地铁设计规范要求，至少有一回电源为专线。
2、主变电所
主变电所的功能是接受城网高压电源（通常为110kV），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。
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。
接触网由架空接触网（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。
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。
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。
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。