城市轨道交通供电系统
简述城市轨道交通供电系统的组成及供电模式
简述城市轨道交通供电系统的组成及供电模式
城市轨道交通供电系统的组成如下：
（1）外部电源供电系统：提供电能为主所供电。
（2）主所或电源开闭所供电系统：将高压电降压整流后向牵引所、降压所提供中压电源，适用于集中供电。
（3）牵引供电系统：将中压交流电降压整流为直流1500V或直流
750V。
（4）动力照明供电系统：将中压交流电降压整流为220V/380V。
（5）杂散电流腐蚀防护系统：减少杂散电流并防止其对外扩散，避免电腐蚀城轨交通主体结构，并对杂散电流进行监测。
（6）电力监控系统：对全线变电所及沿线供电设备进行集中监视、控制、测量。
城市轨道交通供电系统的供电模式有：
集中式供电、分散式供电和混合式供电。
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随着城市化进程的加快，城市轨道交通系统已经成为城市中不可或缺的交通方式，其对于城市的发展和居民生活有着重要的作用。
而城市轨道交通的供电系统及电力技术则是其运行的关键，对于保障交通系统的安全、稳定和高效运行至关重要。
本文将对城市轨道交通供电系统及电力技术进行分析。
一、城市轨道交通供电系统城市轨道交通系统的供电系统是指为保证列车正常运行所需的电能供给系统。
目前，城市轨道交通系统的供电方式主要有集中式供电和分散式供电两种。
1.集中式供电集中式供电是通过架空电缆或第三轨供电，将电能从供电站传输到整个轨道线路上的所有列车。
这种供电方式的优点是电能传输损耗小，对环境的影响较小，且可以有效控制电能的分配和管理。
集中式供电也存在着设备投资大、维护成本高、对供电线路和设备的要求高等缺点。
从目前的发展趋势来看，集中式供电较多应用于地铁等城市轨道交通系统，而分散式供电更适用于轻轨、有轨电车等城市轨道交通系统。
不同的供电方式都有着各自的优缺点，选择合适的供电方式需要根据具体的运营环境和需求来进行综合考虑。
二、城市轨道交通电力技术城市轨道交通的电力技术是指为保障供电系统正常运行而涉及的相关技术，主要包括电力传输技术、电能转换技术、电能控制技术等。
1.电力传输技术电力传输技术是指供电系统将电能从供电站传输到轨道线路上的所有列车所采用的传输方式和技术。
目前，城市轨道交通系统的电力传输技术主要有直流传输技术和交流传输技术两种。
直流传输技术是指通过电缆或第三轨将直流电能传输到列车上，而交流传输技术则是通过接触网将交流电能传输到列车上。
两种传输技术各有其适用范围和特点，根据运营环境和需求选择合适的传输技术对于提高供电系统的安全性、稳定性及运行效率至关重要。
2.电能转换技术电能转换技术是指供电系统将电能进行合适的转换，以适应列车不同运行状态和需求的技术。
城市轨道交通系统的电能转换技术主要包括逆变技术、变压技术等。
城市轨道交通的强弱电系统-四电工程
城市轨道交通的强弱电系统-四电工程城市轨道交通是一种高效、快速、安全、舒适的现代化交通工具。
为了保证城市轨道交通系统的正常运行，以及为满足未来城市轨道交通网络的扩张和发展，需要进行全面、可靠、安全的强弱电系统设计。
在轨道交通领域中最常用到的又被称为“四电工程”的强弱电系统设计。
下面将从四个方面详细介绍城市轨道交通的强弱电系统-四电工程。
一、供电系统1.供电系统的基本构成城市轨道交通供电系统由电源、送电线路、接触网、变电站、开关站、牵引变压器、道床电气设备等多个部分组成。
2.供电系统的工作原理和特点供电系统是城市轨道交通系统的核心部分，提供高电压直流（或交流）电力来驱动列车行驶。
主要特点是：变压器在交流传输过程中具有较小的电流损耗，能够满足长距离供电要求；交流供电系统具有较好的适应性，可适用于多种场合；直流供电具有升级改造方便等优点。
二、信号与通信系统1.信号与通信系统的基本构成城市轨道交通信号与通信系统主要由列车信号设备、道岔控制、信号机和通讯设备等多个部分组成。
2.信号与通信系统的工作原理和特点信号与通信系统是城市轨道交通系统的另一个关键部分，主要用于列车行驶控制和通讯。
它具有安全性高、精度高、灵活性好、实时性高等特点。
常见的信号方式有区段信号、换位信号、跟踪信号等多种方式。
三、控制系统1.控制系统的基本构成城市轨道交通控制系统包括车辆控制、列车队列控制、信号控制和中央监控等多个部分。
2.控制系统的工作原理和特点控制系统用于对车辆进行运行管理和列车流量智能控制。
它具有灵活性强、反应快捷、控制准确等特点。
控制系统的设计案采用了遥控技术，在现代化设备的基础上，更是加强了机动性和智能化程度，实现了全自动化组织和调度。
四、车辆牵引安全系统1.车辆牵引安全系统的基本构成城市轨道交通车辆牵引安全系统包括牵引变流器、牵引电机、制动系统、速度监控系统等多个部分。
2.车辆牵引安全系统的工作原理和特点车辆牵引安全系统是城市轨道交通系统中最关键的部分，主要用于控制列车的牵引和制动。
供电系统-城市轨道交通供电
③选线式操作，调度员对运行线名、动作状态进行选择，实 现全线停送电操作。
遥测功能
控制中心对各变电所的量值遥测。遥测的主要参数包括进线、 母线、馈线的电压、电流、有功电度、无功电度、有功功率、 无功功率及主变压器温度等。 遥信功能
接触网的主要优点：安全性较好，车辆可随时落弓脱离 电源；电压较高，适应于大运量系统供电。
上海、广州地铁均采用了1500V接触网供电的方式。
牵引供电系统运行方式 正常运行：双边供电
牵引所1 牵引所2 牵引所3
任一牵引所解列：“大双边”供电
牵引所1
牵引所2
牵引所3
动力与照明供电系统 降压变电所 动力与照明供电系统 动力照明
牵引变电所主接线一
牵引变电所主接线二
牵引网
牵引网：沿线路敷设的专为电动车辆供给电源的装置。由 正极接触网供电，负极走行轨回流。 世界城市轨道交通除巴黎个别线路为第四轨回流外，全都 采用走行轨回流。 上部接触式 接触轨 下部接触式 侧面接触式 刚性悬挂 柔性悬挂
接触网
架空接触网
接触轨的主要优点：使用寿命长、维修量小，在地面对 城市景观没有影响，适应于电压较低的制式。 主要缺点：车辆不能脱离电源；电压偏低，对于大运量 的车辆供电，使得牵引变电所的距离较近。 北京地铁采用了750V接触轨供电的方式。
城市轨道交通内部供电系统
牵引供电系统
城市轨道交通内部供电系统 动力照明供电系统 牵引供电系统：牵引变电所将三相高压交流电变成适合电 动车辆应用的低压直流电。馈电线再将牵引变电所的直流 电送到接触网上，电动车辆通过其受流器与接触网的直接 接触而获得电能 动力照明供电系统：提供车站和区间各类照明、扶梯、风 机、水泵等动力机械设备电源和通信、信号、自动化等设 备电源，由降压变电所和动力照明配电线路组成。
城市轨道交通供电系统
分散供电方式
混合式供电
• 将前两种供电方式结合起来;一般以集中式 供电为主，个别地段引入城市电网电源作 为集中式供电的补充，使供电系统更加完 善和可靠 这种方式称为混合式供电。地铁 一线和环线 建设中的武汉轨道交通工程、 青岛地铁南北线工程等即为混合式供电方 案。
混合供电方式
五 供电系统——中压网络
中压网络属性
• 中压网络有两大属性：一是电压等级;二是 构成形式
• 中压网络不是供电系统中独立的子系 统，但是它却是供电系统设计的核心内容 。它的设计牵扯到外部电源方案 主变电所 的位置及数量、牵引变电所及降压变电所 的位置与数量、牵引变电所与降压变电所 的主接线等。
应用
• 国内既有城市轨道交通的中压网络电压等级采用 了35kV若采用国外设备则是33kV或10kV 地铁 天 津地铁、长春轨道交通环线一期工程、大连快速 轨道交通3号线的中压网络为10kV；地铁1、2号 线的牵引网络采用了33kV;动力照明网络采用了 10kV；地铁明珠线的牵引网络采用了35kV，动力 照明网络采用了10kV；地铁1、2号线采用了 33kV的牵引动力照明混合网络；南京地铁南北线 一期工程、地铁采用了35kV的牵引动力照明混合 网络；武汉轨道交通一期工程、重庆轨道交通较 新线工程采用了10kV的牵引动力照明混合网络。
• 2经常处在动态运行状态中
• 和一般的电力线路只在两点间固定传输电能的作 用不同;在接触网下沿线有许多电动车组告诉运动 取流 电动车组受电弓（或受流器）以对接触网一 定的压力和速度与接触网接触摩擦运行，通过接 触网的电流很大。运行中不可避免地会产生受电 弓离线而引起电弧，再加上在露天区段还要承受 风 雾、雨、雪及大气污染的作用，使接触网昼夜 不停的处在振动、摩擦、电弧、污染、伸缩的动 态运行之中。这些因素对接触网各种线索、零件 都产生恶劣影响，使其发生故障的可能性较一般 电力线路的概率要大得多。
城市轨道交通供电系统城市轨道交通概论
城市轨道交通供电系统城市轨道交通概论城市轨道交通供电系统是指为城市轨道交通（如地铁、轻轨等）提供电力的系统。
它是城市轨道交通运营的重要组成部分，直接关系到城市轨道交通的安全、稳定和高效运行。
城市轨道交通供电系统主要包括供电系统结构、供电方式、供电设备和供电管理等几个方面。
首先，城市轨道交通供电系统的结构主要分为集中式供电和分布式供电两种形式。
集中式供电是指将电力从电网供应给城市轨道交通线路，通过变电所进行电能转换和配电。
分布式供电是指将电力直接供应给城市轨道交通线路，不通过变电所进行中间转换。
其次，城市轨道交通供电系统的供电方式主要有直流供电和交流供电两种形式。
直流供电是将电力以直流形式供应给城市轨道交通线路，其中常见的有三轨供电和四轨供电两种形式。
交流供电是将电力以交流形式供应给城市轨道交通线路，其中常见的有接触网供电和无接触网供电两种形式。
再次，城市轨道交通供电系统的供电设备包括变电所、牵引变压器、接触网或四轨导线和车辆供电设备等。
变电所是供电系统的核心设备，负责将电力从电网转换成适合轨道交通运营的电能。
牵引变压器则将变电所输出的电能转换成适合轨道交通车辆牵引的电能。
接触网或四轨导线是将电能从供电系统传输到运行线路上的设备，通过接触网或四轨导线与车辆上的集电装置接触，实现车辆的供电。
车辆供电设备则是车辆上的设备，负责将来自接触网或四轨导线的电能传输到车辆的牵引装置。
最后，城市轨道交通供电系统的供电管理是保障系统正常运行的重要环节。
供电管理包括供电调度、供电维护、供电检修和故障处理等多个方面。
供电调度负责根据运行情况合理调配供电能力，确保供电系统能满足轨道交通的需求。
供电维护负责对供电设备进行定期维护，确保设备的正常运行和使用寿命。
供电检修则是对供电设备进行故障排除和修复，及时处理供电系统的故障。
故障处理则是在供电系统故障发生时，采取相应措施，保障城市轨道交通的正常运行。
综上所述，城市轨道交通供电系统是为城市轨道交通提供电力的系统，它的结构、方式、设备和管理等方面都对轨道交通的运行质量和效率有着重要影响。
城市轨道交通供电系统设计
城市轨道交通供电系统设计城市轨道交通供电系统是城市轨道交通系统的重要组成部分，是城市轨道交通运营的基础设施之一、供电系统的设计对城市轨道交通的运行效能、运行安全和运营成本都具有重要影响。
本文将从供电系统的基本原理、设计要求、设备配置和运营管理等方面进行介绍和分析。
一、供电系统的基本原理城市轨道交通供电系统一般采用第三轨供电方式。
供电系统由供电设备、供电线路和接触网等组成。
供电设备主要包括换流变电站、配电变电所、供电盘等。
供电线路包括供电线路和回流线路，供电线路通过导线将电能传输给轨道线路。
接触网是供电系统的核心部分，它由集电弓和接触导线组成，通过接触导线将电能传输到车辆上。
车辆通过集电弓与接触导线接触，从而获得所需的电能。
二、供电系统的设计要求1.供电可靠性高：供电系统要具备良好的可靠性和稳定性，确保供电不间断并且电压稳定。
2.供电负载适当：要根据实际需求合理配置供电设备和供电线路，确保供电能满足轨道交通的运行需求。
3.供电线路布局合理：供电线路要布置在合适的位置，避免与其他设施冲突，并且要对供电线路进行绝缘处理，避免发生电气事故。
4.供电线路安全可靠：供电线路要采用高强度的材料，确保其承受电流和电压的能力，并且要经过严格检测和维护，保持良好的状态。
5.运行管理便捷：供电系统设计要便于运行管理，方便进行巡检、养护和维修，保证供电线路的正常运行。
三、供电设备的配置供电设备的配置是供电系统设计的重要一环，合理的配置能够满足城市轨道交通的能耗需求，并且提高供电系统的运行效能。
1.换流变电站：换流变电站是供电系统的核心设备，负责将交流电转换成直流电进行供电。
换流变电站应根据城市轨道交通的规模和发展需求进行配置，保证供电的可靠性和充足性。
2.配电变电所：配电变电所负责将直流电转换成供给车辆的电能。
配电变电所应根据供电线路的长度和供电负载的大小进行配置，保证供电线路的电压稳定和充足。
3.供电盘：供电盘是供电系统的终端设备，负责电能的输出和分配。
城市轨道交通-供电系统
问题导入
• 城市轨道交通采用电力牵引，由于电动车组本身 无原动力装置，因此在城市轨道交通沿线必须设 置一套完善的、不间断地向电动车组供电的设备， 即城市轨道交通的牵引供电系统。
• 牵引供电系统是城市轨道交通供电系统的最重要 部分。 • 城市轨道交通供电系统是如何起到作用的呢？
城市轨道交通设备
第5章 供电系统
第一节
概述
第二节
第三节牵引供电系统来自电力监控系统一、供电系统概述
• 城市轨道交通供电系统负责提供其正常运营提供 所需电能，包括列车的电力牵引以及为运营服务 的辅助设施消耗的电能。 • 城市轨道交通供电为一级负荷，由两路独立的电 源供电。 • 城市轨道交通供电系统包括高压供电源系统、牵 引供电系统和动力照明供电系统。
二、牵引变电所
• 由于城市轨道交通列车是以一定的速度沿区间运 行的，供给一定区段内牵引电能的变电所称为牵 引变电所。 • 牵引变电所从城市轨道交通主变电所中获得电能， 经过降压和整流，变成车辆所需的直流电。
城市轨道交通设备
二、牵引变电所
• 牵引变电所设置
–牵引变电所的数量、设置地点、以及馈电线数 目要由供电计算确定。 –一般设置在沿线若干车站及车辆段附近。相邻 牵引变电所之间距离在2~4km。
四、动力照明供电系统
• 动力照明供电系统提供车站和区间各类照明、扶 梯、风机、水泵等动力机械设备电源和通信、信 号、自动化等设备电源。
• 动力照明供电系统由降压变电所及动力照明组成。
城市轨道交通设备
四、动力照明供电系统
• 每个车站应设降压变电所，车站动力照明采用 380/220V三相五线制系统配电。
• 车站设备负荷分三类：
– 一类负荷：事故风机、消防泵、主排水站、售检票机、 防灾报警、通信信号、事故照明 – 二类负荷：自动扶梯、普通风机、排污泵、工作照明 – 三类负荷：空调、冷冻机、广告照明、维修电源
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ｈ； • （５） 地铁列车的编组数取决于客运量和站台的长度， 一般为 ２～
８ 辆；
动摩擦阻力比钢轨大，故能耗比一般轨道交通大 ４０％左右， 且有 轻度的橡胶粉尘污染； • （２） 运能较小， 每小时单向最大客运量为 １ 万～２ 万人次； • （３） 独轨铁路不能与常规的地铁、 轻轨等接轨； • （４） 道岔结构复杂， 笨重， 转换时间长， 从而延长了列车折返时 间；
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１.１ 城市轨道交通概述
• 例如， 上海轨道交通 ３ 号线全部采用高架线路， 许多人称之为轻轨， 是不正确的， 因为它完全是按照地铁标准设计的， 运输能力达到 ３ 万人次／ ｈ。 而位于地下的线路如果运输量较低， 也只能称之为轻 轨。
• 轻轨的主要特征： • （１） 它是采用钢轮和钢轨为车辆提供走行的一种交通方式， 车辆
单元１ 城市轨道交通供电系统概述
• １.１ 城市轨道交通概述 • １.２ 城市轨道交通供电系统概述 • １.３ 电力系统概述 • １.４ 电力系统供电的主要质量指标及额定
电压的国家标准 • １.５ 电力系统的中性点运行方式 • １.６ 城市轨道交通供电系统的组成 • １.７ 城市轨道交通迷流及防护措施
由电力提供牵引动力，可以采用直流、 交流或线性电动机驱动； • （２） 轻轨的建设费用比地铁低， 每公里单线路造价仅为地铁的 １
／５～１／２； • （３） 轻轨交通的每小时单向运输能力一般为 １ 万 ～３ 万人次，
介于地铁和公共汽车之间， 属于中等运量的一种公共交通形式；
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１.１ 城市轨道交通概述
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１.１ 城市轨道交通概述
运行噪声低， 无废气，乘坐舒适； • （６） 独轨铁路架于空中， 具有交通和观光旅游的双重功能；
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１.１ 城市轨道交通概述
• （７） 跨坐式轨道梁采用预应力混凝土梁制成， 悬挂式轨道梁一般 为箱形断面的钢结构。
• 独轨交通的缺点： • （１） 能耗大， 由于其走行装置采用橡胶轮， 它与混凝土轨面的滚
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１.１ 城市轨道交通概述
• １. １. １ 城市轨道交通的分类
• 城市轨道交通存在的困扰问题， 必须从载运工具革新和运输模式方 面加以调整解决。 目前， 国内外较多采用的公共客运工具由地铁、 轻轨、 独轨和磁浮列车等组成， 大多数采用全封闭道路， 其行车密 度大， 旅行速度快， 载客能力大， 其运输能力与传统的公共交通相 比具有极大的优越性。
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１.１ 城市轨道交通概述
• （６） 地铁车辆的消声、 减振和防火均有严格要求， 既安全又舒适； • （７） 供电制式主要有直流 ７５０ Ｖ 和直流 １ ５００ Ｖ。 • ２. 轻轨 • 轻轨是一种中等运量的轨道运输系统， 主要在城市地面或者高架桥
上运行， 线路采用地面专用轨道或高架轨道， 遇到繁华区， 也可以 进入地下。 轻轨的运输能力为 １ 万 ～３ 万人次／ ｈ， 它的车辆轴 重较轻， 施加在轨道上的载荷相对于地铁的载荷来说比较小， 因而 被称为轻轨。 轻轨与地铁的不同之处在于其运量、 采用车辆及线路 曲线半径均较小， 除此之外和地铁并无太大区别。 不能认为位于地 面和高架桥上的线路是轻轨， 而地铁必须位于地下隧道内。
• １. 地铁 • 地铁是地下铁道交通的简称， 是一种在城市中修建的快速、 大运量
的轨道交通， 通常以电力牵引， 其单向高峰小时客运能力可达 ３ 万 人次， 它的线路通常设在地下隧道内， 也有的在城市中心以外地区 从地下转到地面或高架桥上。
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１.１ 城市轨道交通概述
• 目前世界上一些著名的大城市， 如纽约、巴黎、 莫斯科、 东京等， 均已形成一定的城轨交通规模和网络， 且以地铁为主干。
统。 通常分为跨坐式和悬挂式两种类型， 前者车辆的转向架跨骑在 走行轨道上， 其车体重心处于走行轨道上方； 后者车体悬挂于可在 轨道梁上行走的走行装置的下面， 其重心处于走行装置的下面。
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１.１ 城市轨道交通概述
• 独轨交通的优点： • （１） 独轨铁路线路占地少， 可充分利用城市空间， 适宜在大城市
１.１ 城市轨道交通概述
• （５） 列车运行至区间时若发生事故， 疏散和救援工作困难。 • ４. 磁浮列车 • 磁浮列车是一种靠磁浮力 （即磁的吸力和排斥力） 来推动的列车。
由于其轨道的磁力使之悬浮在空中， 行走时不同于其他列车需要接 触地面， 因此只受来自空气的阻力。 磁浮列车的速度可达 ４００ ｋ ｍ／ ｈ， 比轮轨高速列车的 ３８０ ｋｍ／ ｈ 还要快。 磁浮技术的 研究源于德国，早在 １９２２ 年， 德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提 出了电磁悬浮原理， 并于 １９３４ 年申请了磁浮列车的专利。 １９ ７０ 年以后， 随着世界工业化国家经济实力的不断加强， 为提高交 通运输能力以适应其经济发展的需要， 德国等发达国家以及中国都 相继开始筹划进行磁浮运输系统的开发。
• （４） 轻轨线路可以为地面、 地下和高架混合型， 一般与地面道路 完全隔离， 采用半封闭或全封闭专用车道；
• （５） 轻轨交通对车辆和线路的消声和减振有较高要求； • （６） 电压制式以直流 ７５０ Ｖ 或直流 １ ５００ Ｖ 为主； • （７） 轻轨车站分为地面、 高架和地下三种形式。 • ３. 独轨 • 独轨铁路简称独轨， 是指车辆在一根轨道上运行的一种轨道交通系
的繁华中心区建设，对于城市景观及日照影响小； • （２） 独轨铁路构造简单， 建设费用低， 为地铁的 １／３ 左右； • （３） 能实现大坡度和小曲线半径运行， 可绕行城市的建筑物； • （４） 一般采用轻型车辆， 列车编组为 ４～６ 辆； • （５） 走行装置采用空气弹簧和橡胶轮结构， 并采用电力驱动， 故