城市轨道交通供电1500V整流系统
轨道交通直流1500V系统保护及双边联跳调试
ｂｌ ｅ ｌｒ ｐｎ ， ｈ ｒｃｉ ｌｏ ｏ ｉ ｔ ａ ｔｐ ｉｇ ｎ ｅｅ ｒ ｏ ｅｐｏ ｃｓ ｎ ｇｅｔ ｎ ｆ ｈ ｅ ｕ ｆｗ ｉｔ ａ ｔｐ ｉｇ ｔｅｐａｔ ａ ｆｒ ｆ ｌ ｅｌ ｒ ｐ ．Ａ ｄｔ ｒ ａｅｓｍ ｒｊ ｔ ａ ｄｓ ｇｓｏ ｓｏ ｔｅｄｂ ｇｏ ｏ ａ ｒ ｉ ｃ ｍ ｂ ａ ｒ ｉ ｎ ｈ ｅ ｕ ｉ ｔ
摘 要 ： 根据上海轨道交通的实际情况 ， 简要介绍 了轨道交通直 流牵 引系统 的原 理和构成 ， 直流牵 引系统继 电保
护的构成 ， 双边联跳构成 、 原理 以及双边联跳 的实 际构成方式 ， 并对双边联跳 的调试提 出了一些方案和建议。 关键词 ： 轨道交通 直流牵引 双边联跳
ＤＣ ０ Ｒａ ｌ ａ ｆ ｓｅ Ｐｒ ｔ ｃ ｉｎ ａ ｄ １ ５ ０ Ｖ ｉＴｒ ｆｃ Ｓｙ ｔ ｍ ｏ ｅ ｔ ｎ ｉ ｏ
ｗｏ ｓ ｉｔ ｒ— ｔｉ ｉ ｇ ｙ ｎ ｅ ｒｐｐ ｎ ．
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：ｒ ｉｔａ ｓｔ ＤＣ ｔ ｃｉｎ ｔ ｙ ｉｔｒ—ｔｉｐｎ ａｌｒ ｎ ｉ ｒ ｔ ｗｏ ｗａ ｅ ａ ｏ ｎ ｒ ｉｇ ｐ
随着 我 国各大 城市 经济建 设 的迅速 发展 和人 民 物 质生 活 的不 断提 高 ， 市 的交通 问题 成 为 政府 当 城 前 亟待解 决 的重大 民生 问题之 一 。许多城 市都 通过 兴建 具有 运量 大 、 输成 本低 、 运 安全舒 适且 与地 面 的 交通 工具 互不 干涉 等 优点 的轨 道 交 通 ， 为解 决 城 作 市交 通拥 挤 、 张状态 的有 效途 径 。 紧
速开关 ， 别对 上 、 行 的接触 网供 电 。正 线 区间采 分 下 用双 边 供 电 ， 相 邻 的牵 引变 电站 同 时 向站 间 同 ２个
城市轨道交通供配电系统
地铁运行的管理和调度是由控制中心来实现的，其 中的电力调度室是地铁供电系统运行的管理和调度 部门。
远动技术，通过远动监控设备对各类变电所（室） 进行直接的集中监视和控制 。
远动监控设备是调度端与各被监控端之间实现遥信、 遥测、遥控和遥调功能的设备。
我国地铁牵引供电系统已被规定应优先采用计算机 远动监控设备，上海地铁将采用先进的微机远动监 控设备来实现地铁供电系统的现代化管理和集中调 度。
单边供电：电动车组仅从所在供电臂上的牵引变电所 获得牵引电能
如果在中间断开处设置开关并使其连通，则电动车组 可同时从两个牵引变电所获得电能，称为双边供电
单边供电优点：故障影响范围小，牵引 变电所保护较简单；缺点：电动车组所 需牵引电能全部由一边流过接触网，电 压降和电能损耗大。
双边供电正相反。
在走行轨一侧 设置附加的第 三轨，电动车 辆安装在底部 或侧面的受流 器与第三轨接 触受电，受流 器也可称为受 电靴
接触轨供电可分为上磨式和下磨式
上磨式优点：固定方便，接触效果好，但加防 护罩困难，接触轨面易污染，无防护罩的带电 接触轨对工作人员威胁大
下磨式优点：与上磨式相反
接触轨供电方式的特点： 隧道净空高度低，接触网结构简单，造价低，
维修易。人身安全与防火条件差，难与架空线 衔接。 第三轨供电一般采用直流，电压为750V及以下
2、架空式
架空式接触网 架设在轨道交 通线路上方， 电动车辆车顶 安置受电弓与 接触网的导线 相接触受电
架空式接触网 分为地面架空 式和地下架空 式
（1）地面架空式接触网组成
接触悬挂：由承力索、吊弦、接触导线组成，直 接与受电弓接触，并保持良好接触性能
1.掌握变电所的分类及各自的特点 2.了解变电所的电气设备 3.掌握接触网的结构形式及供电方式 4.了解远动监控的概念和结构
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。
城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统城市轨道交通供电系统由变电所、接触网（接触轨）和回流网三部分构成。
变电所通过接触网（接触轨），由车辆受电器向电动客车馈送电能，回流网是牵引电流返回变电所的导体。
供电系统的供电制式主要指电流制式、电压等级和馈电方式。
目前，城市轨道交通的直流牵引电压等级有DC 600 V DC 750 V和DC 1 500 V等多种。
我国国家标准《城市轨道交通直流牵引供电系统》（GB/T 10411—2005）规定了DC750 V和DC 1 500 V两种电压制式。
供电系统的馈电方式分为架空接触网和接触轨两种。
其中，电压制式和馈电方式是密不可分的。
一般架空接触网馈电方式电压等级采用DC1500V接触轨馈电方式电压等级主要采用DC750V但有向DC1500发展的趋势。
城市轨道交通作为城市电网的用户，直接从城市电网取得电能；城市电网也把城市轨道交通看成一个重要用户。
城市轨道交通供电系统由电源系统（城市电网、主变电所）、牵引供电系统、动力照明供电系统和电力监控系统组成。
其中，牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网两大部分，动力照明供电系统包括降压变电所与动力照明配电系统。
一、电源系统我国电力生产由国家经营管理，因此无论是干线电气化铁路还是工矿电力牵引用电和城市轨道交通电力牵引用电均由国家统一电网供给OK5》-]…KEHG）城i：h电网高压供电系统i何流线<根据生产电能的发电厂所利用的能源不同，其可以分为火力发电厂（用煤、油为燃料）、水力发电厂、原子能发电厂及风力、地热、太阳能和潮汐发电厂等。
发电厂可能与其用户相距甚远，必须将输电电压升高，以减少线路的电压损失和能量损耗，因此在发电厂的输出端接入升压变压器以提高输电电压。
目前我国用得最普遍的输电电压等级为110~220 kV。
通常高压输电线到了各城市或工业区以后通过区域变电所（站）将电能转配或降低一个等级向附近各用电中心送电。
城市轨道交通牵引用电既可从区域变电所高压线路得电，也可以从下一级电压的城市地方电网得电，这取决于系统和城市地方电网具体情况及牵引用电容量大小。
城市轨道交通供电基础知识单选题100道及答案解析
城市轨道交通供电基础知识单选题100道及答案解析1. 城市轨道交通供电系统的主要作用是（）A. 提供照明B. 驱动列车C. 通风换气D. 通信信号答案：B解析：城市轨道交通供电系统主要为列车运行提供动力，驱动列车。
2. 城市轨道交通供电系统中，以下哪种电压等级较为常见（）A. 220VB. 380VC. 1500VD. 10000V答案：C解析：1500V 是城市轨道交通供电中直流供电常见的电压等级。
3. 牵引变电所的主要功能是（）A. 降压B. 升压C. 变换电流形式D. 分配电能答案：C解析：牵引变电所将交流电能转换为直流电能供列车使用。
4. 接触网的类型不包括（）A. 架空式B. 接触轨式C. 混合式D. 悬挂式答案：D解析：接触网主要分为架空式和接触轨式，混合式是两者的结合，没有悬挂式这种分类。
5. 城市轨道交通供电系统的电源一般来自（）A. 太阳能B. 电网C. 风能D. 水能答案：B解析：城市轨道交通供电通常由电网供电。
6. 以下哪种设备不属于供电系统的一次设备（）A. 变压器B. 继电保护装置C. 断路器D. 母线答案：B解析：继电保护装置属于二次设备，用于保护一次设备。
7. 直流牵引供电系统中，正极接触网对地的电位是（）A. 零电位B. 正电位C. 负电位D. 不确定答案：B解析：直流牵引供电系统中，正极接触网对地为正电位。
8. 城市轨道交通供电系统采用的变压器通常是（）A. 油浸式变压器B. 干式变压器C. 自耦变压器D. 升压变压器答案：B解析：城市轨道交通供电系统多采用干式变压器，因其防火性能好。
9. 接触网的悬挂方式中，弹性简单悬挂适用于（）A. 高速区段B. 低速区段C. 重载区段D. 轻载区段答案：B解析：弹性简单悬挂一般用于速度较低的区段。
10. 以下哪种保护装置用于供电系统的短路保护（）A. 过电压保护B. 零序保护C. 过电流保护D. 差动保护答案：C解析：过电流保护常用于短路保护。
地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳功能的优化探讨
地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳功能的优化探讨摘要近年来，我国的地铁事业得到了较大程度的发展，在我国的很多个城市中得到了建设。
在本文中，将就地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳原理及功能优化进行一定的分析与探讨。
关键词：地铁牵引供电；DC1500V系统；双边联跳原理；功能优化1 引言地铁是我国重要的一项交通基础设施，而随着我国地铁事业近年来的发展，在系统设计方面也具有了更为完善的特征。
目前，我国城市轨道所使用的供电系统主要为双边供电方式，对于这种供电方式来说，其能够较好的对直流馈线断路器的电流保护进行实现。
而在该种模式实际供电的过程中，也存在着一定的问题，当馈线保护装置出现故障时，往往会出现较短的电路电流，在这种情况下，往往需要对断路器实现脱扣保护动作才能够对该种故障问题进行解决。
此外，该种方式在越区供电的情况下，也往往会由于其末端短路电流过小而不能够对断路器电流保护进行良好的实现。
面对此种情况，双边联跳则是对其进行保护的一个较好方式，对此，就需要我们能够在对双边联跳运行原理进行良好把握的基础上对其进行更好的应用。
2 地铁联跳回路原理2.1 在实际操作中，馈线断路器除了电流保护脱扣以及紧急分闸直接通过断路器本体动作情况之外，其它对断路器进行的操作都需要通过保护装置的逻辑判断以及指令输出对分合闸功能进行实现。
对于大电流保护脱扣以及紧急分闸在向本体保护装置发出跳闸的信号之后，则能够将信号传送到监控系统之中。
一般来说，瞬时过流保护、上升率保护、脱扣保护以及框架泄露保护等操作都会在不闭合对侧断路器的情况下向邻站发送联跳信号，而电流型框架泄露保护则会在发送联跳信号的同时对对侧断路器实现闭锁。
2.2 对于不闭锁断路器联跳情况来说，其在对联跳信号进行传输的过程相对来说较为复杂，主跳站的馈线柜跳闸并向邻站发送“联跳输出”信号，该信号在主跳站自动重合成功（断路器合位）后复归；被跳站的馈线柜接收到“联跳输入”信号后，该馈线断路器立即跳闸，其保护装置监视此“联跳输入”信号的脉宽时间；若该时间小于Tx（Tx 见备注），则该柜的自动重合功能被激活，否则其自动重合功能被闭锁。
城轨供电电工电子技术-项目一 城市轨道交通电气系统
直流系统
电压（V）
标准
最低
750
500
1500
1000
3000
2000
最高 900 1800 3600
表1-1-1 国际电工委员会拟定的直流系统电压标准
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三、城市电网对轨道交通的供电方式及负荷等级
供电方式
1 集中式供电
在城市轨道交通沿线，根据用电容量和线路长短，建设专用的主变电 所。主变电所进线电压一般为110kV，经降压后变成35kV或10kV，供 牵引变电所与降压变电所，如图1-1-6所示。主变电所应有两路独立的 进线电源。集中式供电，有利于城市轨道交通供电形成独立体系，便 于管理和运营。
24140(拖车)22800(动车) 3000 3800 1860 1860
24390(拖车)22800(动车) 3000 3800 1860 1860
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三、城市轨道交通车辆与车辆电气
技术参数 列车编组
供电及受流方式
北京早期车辆 2~6辆
DC750V(接触轨)
表1-2-1 国内各城市地铁列车编组及主要技术参数
北京复—八线 6辆(3动3拖)
上海1号线 8辆(4动4拖)
上海2号线 6辆(4动2拖)
广州1号线 6辆(4动2拖)
DC750V(接触轨)
DC1500V(接触网)
图1-2-3 轨道电路原理图
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二、轨道电路
（二）轨道电路分类 轨道电路可以按照按接线方式、供电方式、电气牵引区段轨道电路按照牵引电 流通过的轨条、道岔区段轨道电路结构等进行分类，如图1-1-9所示。
图1-2-4 轨道电路分类
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二、轨道电路
（三）轨道电路重要参数
1 道碴电阻
长沙地铁直流1500V开关柜典型故障的分析与处理
长沙地铁直流 1500V开关柜典型故障的分析与处理摘要：长沙市轨道交通X号线采用直流 1500V 供电，其直流1500V供电系统的安全可靠是地铁正常运行的前提, 直流1500V供电系统一旦发生故障，不仅可能会造成列车运营中断，直接影响到地铁运营质量，甚至还会危及乘客生命安全和造成财产损失。
本文针对长沙轨道交通X号线直流1500V供电系统在运营期间发生的一些直流1500V开关柜典型故障着重做出分析，并提出一些改进方案。
关键词：地铁、直流1500V、保护装置引言自长沙市轨道交通X号线运营以来，供电系统在运营期间发生一些故障，其中直流 1500V 开关柜是出现故障较多的一块，有些故障甚至对地铁的运行造成了一定的影响。
本文主要介绍了长沙轨道交通X号线直流1500V两个典型故障：DC1500V开关柜保护装置误动作、DC1500V断路器雷雨天气时误动作，针对故障对其进行了分析和处理。
1、DC1500V开关柜保护装置误动作1.1问题发现2017年1月XX日，长沙轨道交通X号线某站变电所DC1500V开关柜214断路器保护装置误动作，现场重启断路器保护装置后运行正常，采用专业试验设备仪器对保护装置进行检查、测试及功能校验，发现一切数据恢复正常。
1.2原因分析经过分析发现一次回路在事故跳闸时并未出现此类电流、电压波形，保护装置波形及保护动作逻辑与现场实际不符，故可以将故障范围定位在DC1500V装置本体设备原因。
随后对问题进行分析，厂家瑞士赛雪龙技术工程师认为原因是外部干扰导致ADC模板采样偶发故障，加一个补丁即可。
X号线全线到2018年1月份完成了补丁升级。
（故障发生前约200 ms，相关模拟量采样数据突然开始波动，特别体现在馈线电流和母线电压数据上）图1异常模拟量信号的波形但是升级补丁完成后，从2018年3月到2018年11月该线路又发生类似故障共7次。
通过对设备最基础的硬件软件进行分析研究，并与瑞士赛雪龙专家举行多次故障分析技术交流，通过对保护装置工作原理进行深入简出的分析，最终推测原因可能为装置CPU时序故障，因为该装置CPU中数据采样是一个多任务单线程运行模式，不同任务占用线程时间设计是按照约定时间进行工作，没有优先级之分，CPU中持续运行着INT2和INT3两个时序任务,第一个任务以50kHZ的频率读取ADC模块采集的值；第二个任务以5kHZ的频率处理这些数据，计算数据并且处理数据，并且按照结果启动相应的逻辑保护功能。
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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。
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
变电所的各种实时信息，包括断路器开关的位置、保护信号 和预告信号，通过通信网络传输到控制中心，并显示在模拟 屏上。
城市电网 主变电所 中压网络
牵引或降压变电所
三级电压制集中供电方式结构示意图
110kV 主变电所 33kV ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3kV 110kV
牵引主变电所 10kV
10kV
降压主变电所
两级电压制集中供电方式结构示意图
110kV 主变电所 10kV
110kV
110kV
主变电所
10kV
主变电所 10kV
牵引、降压主变电所
其他功能 自检功能 、显示功能 、数据处理功能 、打印功能 、汉字功 能 、口令功能 、培训功能
城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
城市电网
主变电所
高压供电系统
三相交流
牵引变电所 牵引供电系统
馈线 回流线
接触网
直流
轨道
牵引变电所
设两套牵引整流机组，其容量按远期运量设计。牵引整流机 组的过负荷能力按IEC-146标准，城市轨道交通牵引属Ⅵ类 负荷，其过负荷能力应满足：100%In 连续运行；150%In 2h；300%In 1min。为抑制牵引供电系统产生的谐波电流注 入电网，牵引机组至少应采用12脉波整流。
10kV
10kV
10kV
10kV
10kV
牵引或降压变电所
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。北京地铁一线和环线、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。
集中供电方式的优点：
降压变电所 一般于站台两端设降压变电所，各负责半个车站和相邻半个 区间的供电。其中一端可以和牵引变电所合建为混和变电所。
两路电源可以来 自主变电所，也 可来自相邻牵引 变电所。单母线 分段，根据系统 需要，也可以不 设分段开关。
降压变电所的两台电力变压器，其容量应该满足：正 常运行时，两台变压器分列运行，同时供电，负荷率不超 过70%。当一台变压器发生故障解列时，自动切除三类负 荷，另—台变压器可承担该所供电范围内的全部—、二级 负荷，以保证城市轨道交通的正常运行。 动力照明 采用380/220V三相五线制系统（TN-S系统）配电。基本上 采用放射式供电，个别负荷可采用树干式供电。 一类负荷要求双电源、双电缆，供电末端自动切换，来电 自复；二类负荷为双电源、单电缆；三类负荷为单电源、 单电缆。
高压供电系统
集中式供电 在城市轨道交通沿线，根据用电容量和线路长短，建设 专用的主变电所。主变电所进线电压一般为110kV，经降压后 变成35kV或10kV，供牵引变电所与降压变电所。主变电所应 有两路独立的进线电源。集中式供电，有利于城市轨道交通 供电形成独立体系，便于管理和运营。上海、广州、南京、 香港、德黑兰地铁等。
（1）可靠性高，便于集中统一调度和集中管理。
（2）施工方便，维护容易，电缆敷设径路比较好走。
（3）抑制谐波的效果较好。为减少谐波对电网的影响和危害， 一是采用较高脉波（24脉波）整流机组，二是选用较高电压 （110kV）的电源，因为大容量、高电压电网的承受能力强， 同时国标规定的谐波总畸变率和谐波电压含有率比小容量、 低电压电网要低得多，而且也有利于今后集中采取高次谐波 防治措施。 （4）计费方便、简单。采用110kV电压集中供电方式，运行 管理单位与电业部门的电度计费在主变电所设总计量就行， 不必在各变电所分别计量。
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
分散式供电 在地铁沿线直接由城市电网引入多路电源构成供电系统。 一般为10kV电压级。分散式供电要保证每座牵引变电所和降 压变电所均获得双路电源，要求城市轨道交通沿线有足够的 电源引入点及备用容量。建设中的沈阳地铁、长春轻轨、大 连轻轨、北京城铁、北京八通线、北京地铁5号线等
区域变电所
10kV
10kV
城市轨道交通供电
西南交通大学电气工程学院
第二章 城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统构成
高压供电系统（主变电所） 城市轨道交通供电系统 内部供电系统 动力照明供电系统 城市轨道交通作为城市电网的一个用户，一般都直接从城 市电网取得电能，无需单独建设电厂，城市电网对城市轨道交 通进行供电，供电方式有集中供电、分散供电和混合供电。 牵引供电系统
电力监控系统 SCADA
控制中心 主机 通 信 网 络
保证控制中心对 主变电所、牵引 变电所、降压变 电所等供电设备 运行状态监视、 控制和数据采集。
… … … … … …
远程控制 终端
遥控功能
①选点式操作，即单控。调度员可根据站名、开关号以及动 作状态进行选择操作。 ②选站式操作，调度员通过对所控站名、动作状态的选择， 按系统的运行方式发出指令，进行停送电操作。
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。