軌道交通供電系統畢業論文(已修改)

　

【正文】 軌道交通供電系統 畢業 論文 1 一、 軌道交通供電系統概述 （ 一 ） 概論 城市軌道交通供電系統的功能 ： 城市軌道交通供電系統，擔負著運行所需的一切電能的供應與傳輸，是城市軌道交通安全可靠運行的重要保證。 城市軌道交通的用電負荷按其功能不同可分為兩大用電群體。一是電動客車運行所需要的牽引負荷 。 二是車站、區間、車輛段、控制中心等其他建筑物所需要的動力照明用電，諸如：通風機、空調、自動扶梯、電梯、水泵、照明、 AFC系統、 FAS、 BAS、通信系統、信號系統等。 在上述用電群體中，有不同電壓等級直流負荷、不同電壓等級交流負荷；有固定負荷、有時刻在變化的運 動負荷。每種用電設備都有自己的用電要求和技術標準，而且這種要求和標準又相差甚遠。城市軌道交通供電系統就是要滿足這些不同用戶對電能的不同需求，以使其發揮各自的功能與作用。 保證電動客車暢行，安全、可靠、迅捷、舒適地運送乘客，是供電系統的根本目的。 （二） 供電系統的組成 根據功能的不同，對于集中式供電，城市軌道交通供電系統可分成以下幾部分：外部電源、主變電所、牽引供電系統、動力照明配電系統、電力監控 (SCADA)系統。對于分散式供電，城市軌道交通供電系統則可分成以下幾部分：外部電源、(電源開閉所 )、牽引供 電系統、動力照明配電系統、電力監控 (SCADA)系統。牽引供電系統，又可分成牽引變電所與牽引網系統。動力照明配電系統，又可分成降壓變電所與動力照明。 但在進行初步設計與施工設計時，為便于設計管理，供電系統往往被劃分成：系統設計；主變電所設計；牽引變電所 (或牽引降壓混合變電所 )及降壓變電所設計；牽引網設計；電力監控系統設計；雜散電流腐蝕防護設計 (注：動力照明隨同土建一起設計 )。 根據城市電網構成的不同特點，可采用集中式、分散式、混合式等不同形式 ： 集中式供電 在城市軌道交通沿線，根據用電容量和線路長短 ，建設專用的主變電所，這軌道交通供電系統 畢業 論文 2 種由主變電所構成的供電方案，稱為集中式供電。主變電所進線電壓一般為110kV，經降壓后變成 35kV 或 10kV，供牽引變電所與降壓變電所。主變電所應有兩路獨立的進線電源。集中式供電，有利于城市軌道交通供電形成獨立體系，便于管理和運營。上海、廣州、南京、香港、德黑蘭地鐵等即為集中式供電方案。 分散式供電 根據城市軌道交通供電的需要，在地鐵沿線直接由城市電網引入多路電源，構成供電系統，稱為分散式供電。這種供電方式一般為 10kV 電壓級。分散式供電要保證每座牽引變電所和降壓變電所均獲得雙路 電源，要求城市軌道交通沿線有足夠的電源引入點及備用容量。建設中的沈陽地鐵、長春輕軌、大連輕軌、北京城鐵、北京八通線、北京地鐵 5 號線等即為分散式供電方案。 混合式供電 將前兩種供電方式結合起來，一般以集中式供電為主，個別地段引入城市電網電源作為集中式供電的補充，使供電系統更加完善和可靠。這種方式稱為混合式供電。北京地鐵一線和環線、建設中的武漢軌道交通工程、青島地鐵南北線工程等即為混合式供電方案。 全線的牽引降壓混合變電所及降壓變電所被分成若干個供電分區，每個供電分區一般不超過 3 個車站；每一個供電分區均從主 變電所的不同母線就近引入兩路 10kV 電源 (對于地面線路，供電分區的來自于主變電所的兩路 10kV 電源也可以從牽引變電所處引入，不一定就近引入 )。 牽引降壓混合變電所、牽引變電所的主接線均采用分段單母線形式。地下降壓變電所主接線可采用分段單母線形式，地面降壓變電所主接線則可以采用兩段母線形式，同一工程的地下降壓變電所與地面降壓變電所主接線，應盡量一致。地面降壓變電所的配電變壓器，也可以采用負荷開關 —— 熔斷器組合電器保護。 牽引降壓混合變電所、牽引變電所的主接線，均采用分段單母線形式。降壓變電所的主接線可按跟隨式 降壓變電所考慮。 該接線方式比較復雜。為同一電源開閉所供電的兩路市網 10kV 電源，最好來自于不同的地區變電所。該方式對城市電網 10kV 電源點的數量要求不多。 （三） 變電所 牽引變電所是一個統稱 ，實際上它還包括供電系統中的開閉所、分區所 自耦變壓器所 。這些供電設施構成了電氣化鐵路的牽引供電系統，如圖所示 軌道交通供電系統 畢業 論文 3 牽引供電系統 SS—— 牽引變電所； SP—— 分區所； SSP SSP2—— 開閉所 ； ATP—— 自耦變壓器所 牽引變電所的作用 牽引變電所是電氣化鐵路牽引供電系統的心臟，它的主要任務是將電力系統輸 送來的三相高壓電變換成適合電力機車使用的電能。我國電氣化鐵路采用的是工頻單相 25 kV 交流制，而電力系統是一個三相交流系統，電壓標準也不同，不能直接使用，需要經過變換電壓等級和由三相變換成單相才能使用。電氣化鐵路產生的負序和高次諧波對電力系統會造成多種不良影響，也需要通過牽引變電所來解決。因此，牽引變電所的作用有以下幾個方面： 將電力系統的電能變換成適合電力機車使用的電能 降低電氣化鐵路對電力系統的影響 （四） 向牽引變電所供電的接線圖 由于交通運輸的重要性，所有軌道交通的牽引供電都屬于電力部門供電的 一級負荷，即要確保向它供電的可靠性。為此，牽引變電所均由兩個獨立的電源供電，再加上電源線路的具體分布情況不同，因此，造成向牽引變電所供電的形式復雜多樣，但可以將它歸納成以下幾種典型的形式。 環行供電接線 （圖 1） 圖 1 環行供電接線圖 a牽引變電所； b— 主降壓變電 站（所）； c— 線表示一路三相輸電線； d— 軌道線 軌道交通供電系統 畢業 論文 4 由兩個或兩個主降壓變電站和所有的牽引變電所用輸電線聯成一個環行。環行供電是很可靠的供電線路，因為在這種情況下，一路輸電線和一個主降壓變電站同時停止工作時，只要其母線仍保持通電，就不致 中斷任何一個牽引變電所的正常供電。但其投資較大。 雙邊供電接線 （圖 2） 圖 2 雙邊供電接線圖 a牽引變電所； b— 主降壓變電站（所）； c— 線表示一路三相輸電線； d— 軌道線 由兩個主降壓變電