轨道交通供电系统的功能

轨道交通供电系统毕业论文

一、 轨道交通供电系统概述

（一）概论

城市轨道交通供电系统的功能：

城市轨道交通供电系统，担负着运行所需的一切电能的供应与传输，是城市轨道交通安全可靠运行的重要保证。

城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。一是电动客车运行所需要的牵引负荷。二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电，诸如：通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。

在上述用电群体中，有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷；有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准，而且这种要求和标准又相差甚远。城市轨道交通供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求，以使其发挥各自的功能与作用。

保证电动客车畅行，安全、可靠、迅捷、舒适地运送乘客，是供电系统的根本目的。

（二）供电系统的组成

根据功能的不同，对于集中式供电，城市轨道交通供电系统可分成以下几部分：外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。对于分散式供电，城市轨道交通供电系统则可分成以下几部分：外部电源、(电源开闭所)、牵引供电系

电流选跳在轨道交通供电系统中的应用

摘要：城市轨道交通供电系统为车辆、车站及沿线所有设备提供电能。供电系统一旦送电，必须安全可靠地运行，否则将给轨道交通的安全可靠运行埋下严重的安全和事故隐患，危及乘客生命财产安全和社会稳定。因此，高度安全、可靠而又经济合理的电力供应是城市轨道交通安全、可靠运行的重要保证。本文主要对电流选跳在轨道交通供电系统中的应用进行了分析探讨。

关键词：电流选跳;轨道交通；供电系统；应用

引言

轨道交通供电系统主要负责提供车辆及供电设备的动力能源。一般包括两大部分，一部分为高压供电系统（外部电源），即城市电网；一部分为城市轨道交通内部供电系统。城市轨道交通供电系统主要是直流牵引供电系统，直流电牵引供电系统中的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。

一、轨道交通供电制式

牵引网的供电制式主要包含电流制、电压等级和馈电方式，世界各国城市轨道交通均采用直流供电制式，这是因为城市轨道交通车辆功率相对城际列车是很小的，其供电距离较短，对供电电压要求不高。其电压在DC600V-DC1500V之间，我国规定采用D

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

SCADA系统在城市轨道交通供电系统中的应用设计

摘 要 SCADA是数据采集与监控系统，实现远方电力运行设备的控制和监控，进而促进电力安全运行水平的提高。文章主要介绍了城市轨道交通供电系统的组成以及SCADA系统的功能。

关键词 SCADA；轨道交通；数据采集与监控

电力监控系统SCADA也被称作远动监控行业数据采集系统，其作用主要是对远方运行的电力设备进行监测与控制，从而保证电力运行的安全。SCADA系统主要有变电站综合自动化系统、通信通道及调度站主站系统三个大的部分构成。

1系统组成及设计

SCADA系统的控制中心选为自动化系统，其中主要设备包括web服务器、系统服务器、以太网交换机、打印服务器、系统维护工作站、操作员工作站，以及网络打印机和网络连接附件等等。

1.1控制中心调度系统设计

对于城市轨道交通供电系统而言，调度系统与控制中心主要采取分层、分布式开放局域网结构。其中，中心调度系统主要包含的设备有：两台三层以太网交换机；打印机服务器、操作员工作站、系统服务器各两套；web服务器、系统维护工作站各一套；四套网络打印机及网络连接的其他附件工程；在该控制中心调度系统中，还可以实现与其它设备系统连接的需要。

1.2变电自动化系统设

SCADA系统在城市轨道交通供电系统中的应用设计

摘 要 SCADA是数据采集与监控系统，实现远方电力运行设备的控制和监控，进而促进电力安全运行水平的提高。文章主要介绍了城市轨道交通供电系统的组成以及SCADA系统的功能。

关键词 SCADA；轨道交通；数据采集与监控

电力监控系统SCADA也被称作远动监控行业数据采集系统，其作用主要是对远方运行的电力设备进行监测与控制，从而保证电力运行的安全。SCADA系统主要有变电站综合自动化系统、通信通道及调度站主站系统三个大的部分构成。

1系统组成及设计

SCADA系统的控制中心选为自动化系统，其中主要设备包括web服务器、系统服务器、以太网交换机、打印服务器、系统维护工作站、操作员工作站，以及网络打印机和网络连接附件等等。

1.1控制中心调度系统设计

对于城市轨道交通供电系统而言，调度系统与控制中心主要采取分层、分布式开放局域网结构。其中，中心调度系统主要包含的设备有：两台三层以太网交换机；打印机服务器、操作员工作站、系统服务器各两套；web服务器、系统维护工作站各一套；四套网络打印机及网络连接的其他附件工程；在该控制中心调度系统中，还可以实现与其它设备系统连接的需要。

1.2变电自动化系统设

2012年4月铁道工程学报

Apr2012文章编号：1006－2106（2012）04－0100－04

轨道交通供电系统功率因数分析及补偿方案研究

陈

飞





（中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031）

摘要：研究目的：近年来我国轨道交通建设事业迅猛发展，但功率因数问题一直是困扰轨道交通供电系统的重要问题，常常导致电力部门的高额罚款。为提高功率因数，需对无功补偿方案进行研究。在分析国内城市轨道交通供电系统无功补偿现状的基础上，通过对整个供电系统综合功率因数的分析计算，研究几种无功补偿方案，并最终确定一种新的综合无功补偿方案。研究结论：城市轨道交通线路的无功补偿方案应根据自身供电系统的实际情况，并通过综合功率因数分析计算或实测分析，来综合考虑采用高压、低压侧相结合的无功补偿方案；在条件允许时，建议采用主所设SVG+各车站变电所0．4kV侧设APF的综合补偿方案。关键词：轨道交通；供电系统；功率因数；无功补偿中图分类号：U231+．8文献标识码：A

AnalysisofPowerFactorforPowerSupplySystemofUrbanRailTransitandResearchontheMethodofCompensation

CHENFei

2012年4月铁道工程学报

Apr2012文章编号：1006－2106（2012）04－0100－04

轨道交通供电系统功率因数分析及补偿方案研究

陈

飞





（中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031）

摘要：研究目的：近年来我国轨道交通建设事业迅猛发展，但功率因数问题一直是困扰轨道交通供电系统的重要问题，常常导致电力部门的高额罚款。为提高功率因数，需对无功补偿方案进行研究。在分析国内城市轨道交通供电系统无功补偿现状的基础上，通过对整个供电系统综合功率因数的分析计算，研究几种无功补偿方案，并最终确定一种新的综合无功补偿方案。研究结论：城市轨道交通线路的无功补偿方案应根据自身供电系统的实际情况，并通过综合功率因数分析计算或实测分析，来综合考虑采用高压、低压侧相结合的无功补偿方案；在条件允许时，建议采用主所设SVG+各车站变电所0．4kV侧设APF的综合补偿方案。关键词：轨道交通；供电系统；功率因数；无功补偿中图分类号：U231+．8文献标识码：A

AnalysisofPowerFactorforPowerSupplySystemofUrbanRailTransitandResearchontheMethodofCompensation

CHENFei

上海轨道交通供电系统

牵降变及电力监控SCADA系统安装调试指南

1.设备进场

1.1基础预埋预留要求

1.1.1预埋件焊接后，其与设备接触的表面应进行加工处理，使预埋件满足表1要求。

表1基础型钢安装的允许偏差

项目 直线度 水平度 位置误差及不平行度 允许偏差 mm/m ＜ 1 ＜ 1 mm/全长 ＜ 2 ＜ 2 ＜ 2 1.1.2设备基础预埋件施工必须与装修层施工配合进行，在预埋件调整，固定等工序完成后，再进行装修层施工。设备房地面应低于预埋件1～2mm，预埋件上应无混凝土等杂物。

1.1.3设备基础预埋件应通过接地扁钢接地，接地扁钢焊接位置应符合设计图纸，应不少于2个接地点。

1.1.4槽钢焊接处应做防腐处理。 1.2桥架安装要求

1.2.1金属电缆桥架和引入或引出的金属电缆导管必须接地(ＰＥ)或接零(ＰＥＮ)可靠，且必须符合下列规定：

（1）金属电缆桥架及其支架全长应不少于2处与接地(ＰＥ)或接零(ＰＥＮ)干线相连接；

（2）非镀锌电缆桥架间连接板的两端跨接铜芯地线，接地线最小允许截面积不小于4mm2；

（3）镀锌电缆桥架间连接板的两端不跨接接地线，但连接板两端不少于2个有防松螺帽或防松垫圈的连接固定螺栓。

1.2.2直线段钢制电

第９期

研究报告　

城市轨道交通供电系统功率因数分析

曲尚开

（中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安∥高级工程师）７１００４３，

摘　要　针对城市轨道交通大量采用电缆配电的特点，结合某工程实例，对城市轨道交通供电系统各运营年度不同时段的功率因数进行分析。计算结果表明，功率因数问题主要集中在电通至初期运营期间。在此基础上，通过计算相应的电费成本支出，提出应用集中动态补偿的策略。关键词　城市轨道交通；供电系统；功率因数中图分类号　Ｕ２２３．２　

而供电部门对功率因数所应达到的标准有相应的规凡功率因数达不到规定的用户，供电部门在标准定，

电费的基础上，按功率因数调整电费的收取。这样，势必增加了轨道交通运营成本，因此，对城市轨道交通供电系统功率因数的特点及规律进行研究，并制是非常有必要的。本文以西安城市定相应的对策，

轨道交通某线路为例，对各运营年度功率因数作初步探讨。

ＡｎａｌｓｉｓｏｆＵｒｂａｎＲａｉｌＴｒａｎｓｉｔＰｏｗｅｒＦａｃｔｏｒｉｎＤｉｆｆｅｒｅｎｔＯ　　　　　　　　　－ｙｐｅｒａｔｉｏｎＹｅａｒｓ　ＱｕＳｈａｎｋａｉ　ｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆｕｒｂａｎｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔ　Ｃ　　　　　　　，ｗｈｉｃｈｗ

东京都市圈轨道交通

1、案例研究对象

本次研究选取东京都市圈作为研究对象，由东京都及相邻的千叶县、琦玉县和神奈川县组成，即所谓的“一都三县”。东京都市圈面积为13559平方公里，约占整个日本国土面积的3.58%，人口高度密集，总人口约3590万人，约占日本总人口的30%。

图1 东京都市圈范围(本次研究范围)

2、社会经济现状

2.1 各都县面积及人口

东京都位于日本列岛中央的关东地区南部，由23个特别区(俗称23区)及多摩地区(26市3町1村)构成的细长的陆地，面积2189平方公里，总人口1338万人。

东京23区是日本政治、经济、文化的中枢，聚集着政府厅舍、企业、商业设施，交通网四通八达，港湾地区机场、海港等基础设施完善，是交通、物流的基地。东京23区总面积623平方公里，人口规模906万人，区部国土面积仅占整个东京都的28.5%，而人口却占整个东京都的68%。根据23区人口分布看，人口高密度区域主要分布在足立区、江户川区、大田区、世田谷区等7个近郊区。

图1 东京都及23区行政区划与人口分布

琦玉县位于东京都北部，下辖40市22町1村，总面积约3798平方公里，人口728.8万人，居日本第5位。

千叶县位于日本列岛中央的关东地区南部，由