从深圳地铁工程了解地铁供电系统电路的奥秘
地铁供电方案调研报告
地铁供电方案调研报告地铁供电是地铁运行的重要保障，其可靠性和稳定性直接关系到地铁线路的正常运行。
为了探索最佳的地铁供电方案，本调研报告将从供电方式、供电设备和供电系统三个方面进行调研与分析。
一、供电方式：1. 第三轨供电方式：第三轨供电是目前地铁常用的一种方式。
它通过在地铁轨道旁边的第三轨道上供电，再通过与地铁车辆接触的集电装置将电能传给地铁车辆。
这种供电方式的好处是供电效率高，不受天气影响。
但是在工程建设过程中需要考虑维护第三轨的成本和安全隐患。
2. 悬挂线供电方式：悬挂线供电是一种较为新颖的供电方式。
它是通过在地铁线路两侧悬挂电缆，再通过集电装置将电能传输给地铁车辆。
这种供电方式的好处是减少了地面施工的难度和影响，同时也降低了维护成本。
但是需要考虑电缆悬挂的稳定性和安全性。
二、供电设备：1. 变电站：地铁供电通常需要设置变电站，用于将高压电能转换为适合地铁使用的低压电能。
变电站需要满足供电稳定、容量大、占地面积小等要求。
2. 供电装置：供电装置是地铁车辆与供电设备之间的接口，负责将电能传输给地铁车辆。
供电装置需要具备良好的绝缘性能、耐用性和高效能。
三、供电系统：1. 供电网络：地铁供电系统需要建立稳定、可靠的供电网络，以确保车辆在全线路上都能获得充足的电能供应。
供电网络应考虑线路负载均衡、故障隔离和电能传输效率。
2. 供电监测系统：为了及时监测地铁供电系统的运行状态和异常情况，需要建立完善的供电监测系统。
该系统可以实时监测供电负载、设备温度、电压波动等参数，并及时报警处理。
综合以上调研分析，建议地铁供电方案应采用第三轨供电方式。
因为第三轨供电方式已经在实际应用中得到验证，具有较高的供电效率和可靠性。
同时，应注意加强对供电设备和供电系统的监测与维护，确保其长期稳定运行。
此外，随着科技的不断发展，地铁供电方式也在不断创新。
例如，可利用太阳能、风能等可再生能源来供电，以实现能源的绿色化和可持续发展。
城市轨道交通站台门的电源系统工作原理—站台门电源系统组成
电缆按照逻辑顺序配 电给就地供电单元
01 06
配电
02
05
方式
03 04
安全门系统的驱动电源 UPS采用分组配电方式
每个车站分若干路馈出
每侧站台分多路馈出
驱动电源配电方式
铺设方式：每节车厢1#车门对应
的滑动门（即1、5、9、13#奇数 01
滑动门）共用一条驱动回路
充电柜、配电柜 整流逆变100VDC
位 就地供电单元LPSU 于
安
全
门控单元DCU
门
门
机
电机+开关+锁 Nhomakorabea控制电源UPS AV 220V 3相
中央接口盘PSC DC 100V
就地控制盘PSL 综合后备盘IBP
DC100V/24V
2000
HPJ3000
800
控制电源柜
800
驱动电源柜
灯带隔离变压器
800
电池柜
02
03
04
05
此时母线直接转 由蓄电池供电
同时直流电压也不 会因中间降压环节 造成不必要的压降
驱动电源供电原理图
交流输入I路
QF0
双
电
INPUT
源
3+N
自
380V 50Hz
动
交流输入II路 QF1
切 换 装
置
G
三
相
滤
波
器
QF3
避
G
雷
器
单
元
G
整流模块 JKW1 整流模块 JKW2
整流模块 JKW7
每节车厢2#车门对应的滑动门
地铁供电讲座心得体会总结
一、讲座背景随着我国城市化进程的加快，地铁作为一种高效、便捷的城市交通工具，得到了广泛应用。
为确保地铁运营的安全、稳定，地铁供电系统的重要性不言而喻。
近日，我有幸参加了一场关于地铁供电的讲座，通过聆听专家的讲解，我对地铁供电系统有了更深入的了解，现将心得体会总结如下。
二、讲座内容概述本次讲座主要围绕地铁供电系统的基本概念、组成、工作原理以及运行维护等方面展开。
以下是讲座的主要内容：1. 地铁供电系统概述地铁供电系统是地铁运营的重要保障，其主要功能是为地铁列车提供稳定的电能。
地铁供电系统包括高压输电系统、牵引供电系统、接触网系统、供电站等。
2. 地铁供电系统组成地铁供电系统由以下几部分组成：（1）高压输电系统：负责将电能从变电站输送到地铁供电站。
（2）牵引供电系统：将电能转换为列车所需的动力。
（3）接触网系统：为列车提供接触电能。
（4）供电站：负责对地铁供电系统进行监控、维护和管理。
3. 地铁供电系统工作原理地铁供电系统通过高压输电系统将电能传输到供电站，然后通过牵引供电系统将电能转换为列车所需的动力，最后通过接触网系统为列车提供接触电能。
4. 地铁供电系统运行维护为确保地铁供电系统的稳定运行，需要进行以下工作：（1）定期检查设备，发现故障及时处理。
（2）加强设备维护，延长设备使用寿命。
（3）建立健全应急预案，确保供电系统在紧急情况下能够正常运行。
三、心得体会1. 地铁供电系统的重要性通过本次讲座，我深刻认识到地铁供电系统在地铁运营中的重要性。
一个稳定、可靠的供电系统是地铁安全、高效运营的基础。
只有确保供电系统的稳定运行，才能让市民享受到便捷、舒适的出行体验。
2. 地铁供电系统的复杂性地铁供电系统涉及多个环节，包括高压输电、牵引供电、接触网等。
这些环节相互关联，形成一个复杂的系统。
因此，对地铁供电系统的了解和掌握需要具备一定的专业知识和实践经验。
3. 地铁供电系统的安全性地铁供电系统涉及高压电能，一旦发生故障，可能对列车、乘客及设施造成严重损害。
地铁供电系统及常见故障分析
地铁供电系统及常见故障分析摘要：随着我国城市化水平的不断完善，城市交通成为城市化进程中的一个重要问题。
城市轨道交通具有大运量、高速、安全、准时、环保、节约能源和土地等特点。
世界各国普遍认识到：优先发展以轨道交通为主干的城市交通系统是解决城市的交通问题的根本出路。
牵引供电系统是城市轨道交通的最重要子系统之一，牵引供电系统是城市轨道交通的动力来源，只有牵引供电系统的正常运行才能保证城市轨道交通的正常运营，因此牵引供电系统对城市轨道交通来说显得尤为重要。
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，地铁供电系统采用大双边供电方式，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。
本篇论文是介绍了地铁牵引供电系统的结构成以及供电方式，论述了牵引供电系统各组成部分的运行方式，详细分析了几种典型故障的产生原因及处理方案。
关键词：地铁；牵引供电系统；牵引网供电方式；运行方式；故障分析近年来我国许多大城市城市都在着力发展城市轨道交通，如北京、西安、成都、杭州、深圳等，其中地铁成为城市轨道交通的重点发展方向，这主要在于地铁有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。
这也是世界各国普遍的认识：解决城市的交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为主干的城市交通系统，如地铁、轻轨等。
在地铁建设和运营过程中动力来源是一个非常重要的问题，牵引供电系统是地铁的动力来源，只有牵引供电系统的正常运行才能保证城市轨道交通的正常运营，因此牵引供电系统对地铁的正常运营来说显得尤为重要。
一、地铁牵引供电系统简介：地铁供电系统主要包括主变电所、牵引供电系统、牵引网系统、变配电系统、电力监控系统（SCADA）和杂散电流保护系统。
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。
深圳地铁一期车辆应急运行模式电路分析
深圳地铁一期车辆应急运行模式电路分析作者：梁家旺来源：《科技资讯》 2013年第11期梁家旺(深圳市地铁集团有限公司运营分公司广东深圳 518040)摘要:继电器对地铁车辆的电气功能极为重要,但继电器也常常出现偶发性的故障,尤其是当与列车牵引制动有关的继电器出现故障时,正线的行车效率将受到极大影响。
为此,本文在深圳地铁一期车辆的电路基础上,深入分析电路原理并充分考虑安全因素,设计了一套应急运行模式电路,该电路能有效地应对列车关键继电器故障时列车无法动车的情况,减少甚至消除关键继电器故障对正线运营指标的影响。
关键词:地铁车辆继电器冗余中图分类号:U283 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(b)-0129-021 车辆概况深圳地铁一期地铁列车编组采用三辆车为一个列车单元,两个对称单元六辆车为一列车编组,形式为—A*B*C=C*B*A—,其中:A为带司机室拖车;B为带受电弓动车;C为带空压机的动车,“—”为自动车钩;“=”为半自动车钩;“*”为半永久牵引杆。
车辆为直交传动,变频变压电动车组。
列车由受电弓从接触网获得电流电压,额定电压为DC 1500 V,允许电变化范压围为DC 1000～1800 V,在电压达到DC 1980 V时,必须切除辅助和牵引设备负载。
通过牵引控制电路使得电流经受电弓到车下的PH箱的两个高速断路器(HSCB)与动车的PH箱、PA箱中的牵引逆变器相连接,经牵引逆变器逆变送入牵引电机,实现牵引力的输出。
2 列车牵引控制系统列车牵引控制系统是指为实现列车牵引控制相关功能而设计的有节点逻辑控制电路系统,其采用的主要部件为司机控制器、继电器、行程开关、按钮开关、旋钮开关以及连接用的导线等;在该系统中,继电器是实现各项逻辑功能的主要部件,通过确定继电器的线圈得电吸合的条件以及其触头开关所关联的功能电路,则可以实现一定逻辑的电路逻辑功能,以达到列车整体性牵引,并将该信息输入到列车通信控制系统,通过其内部的控制程序运算,最终来实现对列车的有效控制。
地铁供电系统设计分析
地铁供电系统设计分析发表时间：2016-07-29T17:04:28.040Z 来源：《基层建设》2016年9期作者：刘帅[导读] 地铁的供电质量关系到地铁的安全运，为地铁列车及车站提供电能。
深圳市地铁集团有限公司运营总部摘要：地铁的供电质量关系到地铁的安全运，为地铁列车及车站提供电能。
本文主要对于外部电源、中压网络、牵引及动力照明系统的供电模式进行分析，并对几种故障情况下的负荷切换进行阐述。
关键词：地铁；供电系统；运行方式一、工程概况XX地铁线路作为城市核心区的交通疏导干线，在满足商贸及观光游客的输送需求，全长为3.94km，全线总共设置9个车站。
二、供电系统构成地铁线路供电系统共设5个高压室、6个牵引变电所、10个低压动力变电所，全线供电系统如图1所示。
地铁线路外部电源和中压网分别取自于双子和中轴110/10kV变电站，牵引供电系统采用三相AC0.6kV供电制式，正线和车场牵引网均采用接触轨。
（1）外部电源地铁线路没有专门设立主变电所，利用供电局双子、中轴主所10kV馈出电缆直接引入车站、车站高压室10kV进线，再通过10kV环网连接全线各高压室。
其中双子主所供给全线10kVI段，中轴主所供给全线10kVII段。
（2）中压网络全线的5座高压室分别位于车厂、A站、B站、C站、D站，根据供电容量和全线降压变电所和牵引变电所的设置，中压供电网络共分为两个大的供电分区。
其中由C站、D站分别从区域变电站的两段10kV母线各引两路10kV电源。
其它变电所采取电缆环接的形式从相邻变电所引入两路10kV电源。
双子主所供给的10kV电源负责全线牵引系统供电与部分低压动力系统供电。
中轴主所供给的10kV电源负责APM线除双子以外的所有低压动力系统供电。
高压室10kV侧采用单母线分段接线形式，正常运行时母联断路器断开，两路母线分列运行，双子主所与中轴主所都具备单独作为APM线全线总电源的能力，一般电压波动及非供电局故障的情况下能够对保持全线各系统供电。
地铁环网供电技术探讨
环网供电技术形 牵引 动力照明
式
网络相互独立
牵引动力 照明混合 网络
牵引网络电压等 35（33） 级（kV)
35（33） 10 10
动力照明网络电 10 压等级（kV）
35（33） 10 10
1.独立牵引网络 + 独立动力照明网络接线形式 该种形式下，牵引变电所主接线为单母线，牵引变电所的进线与出线均采用短路器，牵引变电所的两个独立电源来自同一个变电所的 不同母线（两个主变电所之间的牵引变电所两个独立电源来自两侧不同的主变电所）。 由于城市轨道交通线路用电负荷呈线状分布，确定环网供电形式时，电压等级的选取是很重要的因素。如 10kV 电压的负荷力矩要比 35kV 的小，在集中式供电系统中电压的供电距离收到限制，所以将牵引供电系统和动力照明供电系统设置为两个独立的中压网络，减轻
在集中式供电系统中，混合网络电压等级采用 35kV，利用了该等级供电距离长、负荷力矩大的优势但是存在造价较高的不足；混合网 络电压等级采用 10kV，设备造价较低，但负荷力矩较小，供电距离较短，
主变电所之间的供电距离不宜过长或需增加10kV供电分区数量。分散式供电系统中，混合网络电压等级采用了 10kV，利用了与城网电 力资源共享的优势。该环网供电形式要求引入较多数量的城网中压电源。
五、环网供电技术运用的可靠性 地铁环网供电技术是通过中压电缆，纵向把上级主变电所和下级牵引变电所连接起来，横向把全线的各个牵引变电所、降压变电所连 接起来，其功能类似于电力系统中的输电线路。由于环网供电系统中每一个用电点都有两路电与电源连接，从而形成环形电网，因此为供 电系统的稳定运行提供了保障。环网供电技术的应用能够减少停电的次数，便于调节电力，减小误操作的机率。同时，在供电系统出现故 障的时候，环网供电技术的应用能够快速的利用 SCADA 监控系统发出故障警报，作出相应的措施，最大化的减少故障对整个系统的影 响，便于维护人员及时处理出现的问题，恢复故障区域的正常供电。 六、结束语 地铁供电系统中的环网供电技术的形式需要根据地铁供电安全的运行方式进行，因此，在设计中根据中压网络做强化准则，结合地铁 电源的实际情况对供电分区的用电性质、负荷密度的分析研究，确保安全可靠的网络接线。 参考文献： [1]郭志强. 地铁供电系统中环网供电技术的应用探讨[J]. 通讯世界 ,2014,(10):58-59. [2]昊.环网供电技术地铁供电中的应用[J].科技资讯 ,2015,v.13;No.40411:38. [3]曾德容 , 赵华华, 何正友. 一 种 地 铁 综 合监控系统安全性分析方法研究[J].中国安全科学学报 , 2009 (12) . [4]王靖满 , 黄书明. 城市轨道交通供 电系统技术[M]. 上海: 上海科学普及出版社, 2011. [5]欧昌岑，岑冬梅.实现配电环网可靠自动转供电功能的关键策略[J].中国电力，2013，46（07）. [6]欧昌岑.中山电网10 kV线路合环转供电操作原则研究[J].四川电力技术，2012，35（02）. [7] 龚育成.配电环网柜的故障分析及对策. 2009 年江苏省城市供用电专业学术年会论文集.2009.3
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深圳地铁现有列车由两组相同的单元车共6节车辆组成，每组单元车由1节不带动力的拖车(A车)和2节带动力的动车(B,C车)以A—B—C方式连接组成。
整列车以A—B—C—C—B—A方式连接组成。
其中每个B车顶部都装有一个受电弓，列车采用B车顶部受电弓与高架接触网接触的架空受流方式给列车供给高压1500V，且车辆的空调机组也安装在车辆的顶部，故深圳地铁车辆在检修空调机组的运行状态时，采用了通过库区地面的车间电源给列车供给1500V的高压电，可以方便检修人员对其车顶部件进行检查、调试、维修。
本文就深圳地铁车辆车间电源供电系统进行介绍。
车辆高压供给电路
深圳地铁现有车辆除了有一套主电路系统，担负从架空接触网上集电、经牵引逆变器控制供给牵引电动机作牵引动力、制动时反馈电能到触网的控制等功能，还有一套担负列车本身的照明、空调、设备冷却(冷却风机)、蓄电池充电等辅助功能的系统，给这套辅助系统供给电源的叫做列车辅助电源系统。
1 ）受电弓受流供电
如图1，深圳地铁车辆每个B车顶部都装有一个受电弓，由一个浪涌吸收器进行过压保护，它直接连到受电弓的输出端。
高压电通过与受电弓相连的4根电缆(每根都各走一个钢管)连接到位于B车的PH(高压牵引)箱。
在PH箱中安装有隔离和接地开关，它有3个位置(从受电弓受电，连接车间电源的供电，车辆接地)。
在经过隔离和接地开关后高压电就连接到两个高速断路器，断路器分别连接到B车和C车的牵引逆变器。
另外，高压电经过一个辅助熔断器和一个隔离二极管连接到母线重联装置，C车辅助逆变器和A车蓄电池充电器。
图1 高压供给电路
2）连接车间电源供电
如图1，深圳地铁车辆车间电源插座装在B车的PH箱中，当车辆采用车间电源供电模式时，只对车辆的辅助系统供电，牵引系统被隔离，此时不能合上高速断路器，且受电弓也不能升起。
在此模式下，列车静止在车间或车辆段库内，不能运行，只能进行试验和维修工作。
列车的两单元车供电电源之间有电气联锁，因此列车的辅助系统可以由一个或两个车间电源同时供电。
由一个车间电源供电时，另半组车的辅助系统电源由母线重联装置连通，使列车的所有辅助系统在车间或车辆段工作。
图2 车间电源与车辆连接电路
车间电源与车辆连接供电原理
车间电源供电，是通过车间内的车间电源柜与车辆连接好后，操作车间电源柜来实现的。
车辆B车PH箱安装有供连接的固定插座，而插头通过电缆连接到车间电源柜的主电路。
插头和插座的对称设计，给连接提供了可靠性。
如图2，车间电源柜对外有两种电源供给电压，一是车辆辅助电源系统所需的1500V高压电，一是控制车辆PH箱内车辆车间电源接触器动作的110V控制电压。
车辆车间电源接触器的得电动作是靠X11:1(正)和X11:3(负)送入的110V电压控制，在此回路中还串联了一个监控联锁的触电，监控联锁监控的信息有隔离和接地开关的位置和箱盖板锁的状态。
隔离和接地开关必须在车间电源供电位置，箱盖板必须关闭且锁闭，这样监控联锁的触电才闭合。
车辆车间电源接触器得电后，它的辅助触电闭合，此时固定车间电源接触器靠X11:1，X11:2，X11:3送入的110V电压控制得电。
由于两个车间电源接触器都得电吸合，此时，由车间电源柜提供的高压1500V电压就通过X11:A和车间电源接触器的主触电送入车辆辅助电源设备，完成送电。
车间电源供电作业操作要求
为了规范车间电源供电模式下的作业，防止因作业操作顺序不当造成设备损坏，甚至造成安全事故，对深圳地铁车辆在进行车间电源送、断电作业时，必须严格按照《车间电源送、断电作业程序》进行，特别强调应先激活列车，后送1500V的操作顺序，具体作业操作要求如下：
1)车间电源送电前激活列车，待车辆所有系统自检完成，确认MMI(车辆显示屏)上各系统设备的状态正常(此时禁止启动空调和客室照明)。
2)按操作顺序，操作车间电源柜送电并确认其送电正常。
3)在列车上确认辅助逆变器和蓄电池充电机启动和工作正常。
辅助逆变器正常的判断方法为MMI无故障指示，有正确的网压显示。
蓄电池充电机正常的判断方法为MMI无故障显示，电压表显示电压约为120V。
4)辅助逆变器和蓄电池充电机启动正常后，再启动空调和客室照明。
5)需要进行司机室换端操作时，在关闭司机台钥匙前，首先关闭空调和客室照明，换端激活另一端司机台后再启动空调和客室照明。
结语
深圳地铁车辆车间电源供电系统为车辆检修带来了方便，对其原理的认识和作业操作要求的熟悉，确保了车间电源供电的可靠性和安全性。
参考文献
[1] Bombardier. 深圳地铁一期工程车辆功能描述3EGH489000-0693[Z]. 德国: Bombardier,2002.
[2]Bombardier. 深圳地铁一期工程车辆电路图3EGH000029-0060[Z]. 德国: Bombardier,2004.
[3] 深圳地铁一期工程《操作手册》,长春长客-庞巴迪轨道车辆有限公司,
来自深圳地铁网。