城市轨道交通供电系统的设备构成及应用

更新时间：2023-03-20 11:27:01 阅读量：实用文档文档下载

说明：文章内容仅供预览，部分内容可能不全。下载后的文档，内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的，是否完整无缺。

城市轨道运营管理就业前景推荐度：
相关推荐

城市轨道交通供电系统的设备构成及应用王博

中国铁道科学研究院

工程师

北京

飞。。

摘

要

城市轨道交通主要采用电力牵引方式,

随着城,

城市轨道交通的供电系统主要由交流部分电、

、

牵引供

市轨道交通的发展密度、

大量高新技术得到推广应用,

行车

动力照明。

、

相应的自动控制系统以及防止迷流设施

运行速度不断提高,

加之其具有地下线路和大运

等构成

量的特点性。

更突出了供电系统在城市轨道交通中的重要、

介绍完整的城市轨道交通供电系统的设备构成,

设

交流部分城市轨道交通供电系统的交流部分主要由外电源接入电缆、

计参数及应用相应解决方案

并针对相关系统的特点和技术问题提出

。

主变电所集中供电方式。

、

向线路提供电源的

关键词

城市轨道交通

供电系统

设备构成

中压电缆网以及电力变压器组成电所的主变压器采用油浸式外,

城市轨道交通除主变

牵引变电所和动力照明,

变电所的主变压器一般均采用干式变压器

电缆也采用

城电、

市轨道交通供电系统电源主要取自外部电力系统的城市供电网,

通常有三种电源配置。

集中供

分散供电或二者的棍合体

集中供电和分散供电的

分别是是否具有为整个城市轨道交通供电系统提供电源

的专用主变电所网的高压

如图所示电网,,

。

集中供电使用城市供电

提高了城市轨道交通供电系统,

的电源电服和容量

专网专供。

使城市轨道交通供电系

统的可靠性进一步提高

中国铁路

〔〔

城市轨道交通供电系统的设备构成及应用

王博

无毒无卤的特殊电缆。

变电所的主开关根据电压选择六。

氟化硫气体灭弧开关或真空开关所示

两种电源配置图如图

图图

等效脉波整流变压器接线示意图,

两种电源配置模式图

采用多相整流效脉波整流。

增加直流侧输出电压脉波数的等

两种供电模式主变压器和动力变压器均采用一主一

是解决城市轨道交通牵引负荷谐波的最,

备模式

单母线分段连接。

两台整流变压器分别采用,

佳方案

相对于在电网侧加装滤波装

置、

该方案结构简

相三绕组接线

为防止对电网的谐波污染,

向电动车组

单

、

成本低

运营管理方便

同时提供给车辆的直流电。

提供平稳的直流电源流器共同构成等效

通常情况下台整流变压器和整,

压更加平稳

有利于车辆运行,,

故障时解裂成等效。

脉

脉波整流。

故障时解裂形成等效

波整流以维持牵引供电因此对城市电网的影响很小实践证明等效。

脉波整流以维持牵引供电为主保护护则采用,

继电保护均采用过电流保护,

脉波整流变压器的接线和继电保

光纤差动电流保护为电缆的主保护和△

直流保

护模式符合城市轨道交通供电系统的需求

电流保护作为主保护

。

图是光纤,

差动电流保护和

电流保护动作特性示意图。

图为

牵引供电牵引供电向城市轨道交通电动车组提供动力要包括上网电缆、

等效

脉波整流变压器接线图

主

接触网第三轨。

、

回流钢轨,

、

回流

电缆

、

均流电缆等一

根据车辆受电模式不同一,

牵引供。

电的牵引网采用了两种形式空接触网受电弓模式

第三轨集电靴模式和架

利用车辆走行轨道回流一

在城

市轨道交通中,

第三轨集电靴模式的工作电压一般为一

架空接触网受电弓模式的工作电压一般为。

一采用第三轨集电靴模式受电的车辆需装置架集电

靴两侧

而采用架空接触网一受电弓模式的列车仅需。

装置架受电弓

第三轨一集电靴模式常用的第三轨集电靴模式有上磨式和下磨式种如图所示。

一

主要技术参数

第三轨的安装尺寸和误差由车辆受流器和第三轨在相对运动中可靠接触确定。

通常第三轨距走行轨

中国铁路

丫

城市轨道交通供电系统的设备构成及应用

王博

中心距离约为受流器压。

距轨面高度约一。

。

主要在经常受到台风袭扰的日本应用

。

接触压力一

额定电

由于刚性悬挂方式相当于在隧道顶部安置接触轨且最高运行速度已能满足城市轨道交通需求因此,

额定电流

刚

架空接触网一受电弓模式刚性悬挂。

—架空接触网基本参数,

—

性悬挂方式同时具有接触轨和接触网的优

点方式己被许多国内外城市轨道交通线路采用

。

刚性悬挂

。

图显示的是架空接触网一受电弓模式柔性悬挂和相对于第三轨一受电靴模式,

架空接触网受电弓模,

一

式安全性高。

特别是在突发事件情况下

架空接触网

受电弓模式可以方便城市轨道交通运营部门紧急疏散乘客压

另外

由于采用架空形式,

提高了车辆的受电电,

不仅可以降低线路损耗,

提高供电距离。

而且还降

低了车辆自重主要技术参数

增加车辆载客量

隧道最低导线高丈勃士一

动力照明城市轨道交通供电系统动力照明与通常动力照明

地面

加拉出崔

额定电压。

额定电流

供电系统无异,。

经过动力变压器的转换,

电压采用三相一

为了确保人身和设备安全

系统采用

三

受电弓对接触网的接触压力围一。。

可调节范

相五线制

国内地铁动力照明系统的容量计算普遍偏大士,

。

根

接触滑板长度在牵引供电部分中单纪、

据《地铁设计规范》配电变压器的容量选择应当满足一台配电变压器退出运行时另一台配电变压器能负担,

“

第三轨受电靴模式较为简。

一

可靠

在城市轨道交通的发展前期使用广泛,

世

供电范围内的远期一。

、

二级负荷

”

的要求地铁配电变,

年代以来

随着接触网可靠性的提高

以及人们对。

压器的负载率初期应达到或接近,

远期能达到或接近。

安全性的要求

一接触网受电弓模式得到推广应用,

这样不仅变压器的损耗较小且在一台变压器退出、

架空接触网分柔性和刚性种空接触网适于高架、

如图所示。

。

柔性架,

运行的情况下又能满足车站一同时,

二级负荷的规范要求

地面和地下的城市轨道交通线路,

提高配电变压器的负载率不仅降低变压器长期低,,

刚性架空接触网适于地下城市轨道交通线路

负载率运行的能耗损失降低运行成本减少地铁一次性如图,

柔性链型架空接触网有种主要悬挂形式所示,

投资而且可抑制地铁初期运行时出现的无功倒送变比选择和测量精度不准等对于隧道风机、。

、

链型悬挂形式为城市轨道交通所常用弹性链型悬挂主要在德国应用,

弹性的

链型悬挂和复链

型悬挂形式主要用于时速超过高速铁路。

给排水

、

电扶梯等负荷

应考虑其。

复链型悬挂

负荷特性

合理运用变压器的负荷特性予以解决

能

中国铁路

丫

城市轨道交通供电系统的设备构成及应用

王博

需要注意的是素补偿时影响。

在对动力照明设备采取统一功率因

补偿装置所使用的电力电容器应考虑谐波的

防止迷流设施城市轨道交通的供电模式是通过设置在沿线的直流牵引变电所以架空接触线或第三轨的形式向列车馈送电能并利用走行轨作为回流线路进行回流,。

自动控制系统为了提高城市轨道交通供电系统的可靠性和自动化

一般情况下,

走行轨本身具有电阻且对地无法做到完全绝缘一部分电流经走行轨泄漏到大地“,。

因此

程度

城市轨道交通供电系统设置了自动控制系统系统见图由中央监控中心、。

电力监控

—

这部分泄漏电流称为

杂散电流

”

又称

“

迷流

”

见图

电力监控系统运用计算机和网络技术

采用分层分

布式结构统、

主站系统包括复式系

车站变电所子站系统、、

车辆段隔离开关监控系统。

以及车站内的基础设备主变电所

接触网设备及通信单元组成

牵引变电所和动力照明变电所的信息经过信,

息终端和通道接入电力监控系统中

通过地铁通信系统。

主干网形成一个完整的系统网络结构由于计算机控制技术的普及,

一些城市的轨道交通。

综合监控系统正在将电力监控系统纳入其中据

但是

根

标准

将可靠性和功能安全性要求完全不同,

…图

的两个系统融为一体并不妥当

因为电力监控系统所要,

迷流的形成示意图

求的系统可靠性和功能安全性要远高于综合监控系统

迷流产生原因是运行车辆下方的回流导致钢轨地电位与相邻牵引变电所的钢轨地电位形成电位差部分电流通过“,

两者合一不利于城市轨道交通系统工程造价的降低和设

使

备的运营管理

。

捷径

”

回到变电所“

。

防止迷流一般采取,

以防为主以排为辅防排结,,

合加强监测施。

”

的综合防护措

减少回流钢轨纵向电阻降低钢轨电位和提高回

流轨对地过渡电阻确保畅通的牵引回流系统隔离和控制所有的,,,

杂散电流泄漏途径减少杂散电流进入地铁的主体结构及相关设施、

设备

在回流钢轨的整体道床中设置杂散电流收集网通过杂散电流的收集和排流系统,,

提供杂散电流返回变电所负极的金属通路减少杂散电流向外,

泄漏

中国铁路

丫

助

城市轨道交通供电系统的设备构成及应用

王博

测量杂散电流的大小为运营维护提供依据从而设计完备的杂散电流检测系统当监测电流超过一定限值时置,,

铁配电变压器的负载率初期应达到或接近达到或接近。

远期要能

启动排流装

城市轨道交通线路运营时产生的迷流会对地下金属管线、

将金属结构中的杂散电流人为地回流到钢轨或变电。

结构产生危害。

在规划设计中要加强防治

所负极设置与大地绝缘的独立回流轨

迷流的措施和预案

按照系统设备收,、、、

标准

运用、

原理

对供电、

结束语虽然城市轨道交通供电系统使用的都是成熟技术

设施进行工程和产品设计

安装

、

调试。

验

运营

、

维护和管理的设备全生命周期管理参考文献

但由于城市轨道交通和设备使用场所下

高架

地面和地,

的特殊性

对供电系统的可靠性要求非常高。

对设

【方鸣影响

两种馈受电方式对城市轨道交通建设与运营的

备也提出了很高的要求统的

如何运用

标准进行系、

中国铁道科学研究院

铁道科学技术新进展北京

管理

应该引起城市轨道交通规划。

设计

、

运

铁道科学研究院五十五周年论文集出版社,

中国铁道

营和管理部门的重视

我国城市民用配电网的电压为到限制,

容量受。

马沂文

白秀梅

城市轨道交通供电接触网类型的比,

因此在大容量的城市轨道交通线路上采用集中,

橄京

城市轨道交通研究,

供电模式受电电压一

以提高供电的可靠性,

郑【〕瞳炽

张明锐

城市轨道交通牵引供电系统,

北

从城市轨道交通运营安全的角度分析