供电系统课件.ppt

牵引供电系统,第一节 供电系统,1、发电厂,一、供电系统组成,2、电力网,3、变电所,4、牵引网,5、动力照明系统,6、迷流防护系统,第一节 供电系统,二、对供电系统要求,1、供电可靠2、满足不同用户需求,一级负荷双电源双回路,二级负荷双回路连续供电,三级负荷单回路正常供电,一级负荷：中断供电造成的后果十分严重的重要负荷。 该类负荷由低压所低压柜两段母线各馈出一路电源至设备附近的电源切换箱，经电源切换箱实现双电源末端切换后再馈出给设备，两路电源正常时一路工作，一路备用，并可互作备用。 如牵引供电系统、通信系统、信号系统、电力监控系统、防灾报警系统、机电设备监控系统、屏蔽门、防淹门、消防泵、废水泵、雨水泵、事故风机及其风阀、排烟风机及其风阀、站厅和站台照明、事故照明等。,第一节 供电系统,二级负荷：中断供电造成的后果较严重的重要负荷。 该类负荷由低压所低压柜其中一段母线馈出一路电源至设备附近的电源配电箱后再馈出给设备，当该段母线失压后，母线分段断路器（母联断路器，联接两段母线）自动合闸，可由另一段母线继续供电。 如非事故风机及其风阀、排污泵、自动扶梯、设备区照明和管理区照明、自动售检票、楼梯升降机、民用通信电源、冷冻机组控制器电源、维修电源等。,第一节 供电系统,三级负荷：不属于一、二类负荷的一般电力负荷。 该类负荷由低压所低压柜其中一段母线馈出一路电源至设备附近的电源配电箱后再馈出给设备，当低压所低压柜任一段母线失压或故障时，均联跳中断所有三级负荷设备供电。 如广告照明、电开水器、清扫电源等。,第一节 供电系统,三、降压方式,第一节 供电系统,110KV市电经主变压器降压后向全线所有牵引变电所和降压变电所提供35KV电源；同时经35KV整流机组整流降压后输出直流1500V向接触网提供牵引电源；35KV经降压变电所降压为低压380V，供车站动力照明用电；。,第一节 供电系统,第一节 供电系统,例1. 新加坡东北线供电系统概况,例2. 深圳地铁龙岗线1期供电系统概况,三号线在建段设有2座110KV主变电所组成，分别为设置在地下的草埔主变电所和设置在地上的银海主变电所。 草埔主变电所设有两台40MVA的SF6气体变压器。 银海主变电所设有两台31.5MVA的油变压器。 在建段设有牵引降压混合变电所12座（正线11座，横岗车辆段1座）。降压变电所11座。,第一节 供电系统,1、集中供电 在城市轨道交通沿线设置几座主变电所，每座主变电所分别从城市电网引入AC110kV或其它等级电源，引入的电压等级越高，主变电所的数量就越少。 2、分散供电 不设主变电所，各牵引变电所、降压变电所分别由城市轨道交通沿线城市电网就近引两路相互独立的35kV或更低等级的电源供电。 3、混合供电 集中与分散的结合，以集中为主，个别地段就近引入城市电网电源作为集中供电方式的补充。,第一节 供电系统,四、供电方式,第一节 供电系统,五、供电设备,1. 变压器2. 整流器3. 断路器4. 隔离开关5. 负荷开关6. 互感器,110KV GIS,第一节 供电系统,110KV主变电所设备,油变压器,第一节 供电系统,气体(SF6)变压器,第一节 供电系统,35KV GIS开关柜,第一节 供电系统,蓄电池（UPS)、控制信号屏,第一节 供电系统,主变电所交直流屏,第一节 供电系统,35KV GIS开关柜,第一节 供电系统,35kV降压变电所设备,整流变压器及整流器,第一节 供电系统,排流柜及交直流屏,第一节 供电系统,直流开关柜及直流小车,第一节 供电系统,配电变压器（35KV/400V）,第一节 供电系统,380V开关柜及轨电位装置,第一节 供电系统,1.城轨列车功率较小，直流电机调速方便，满足牵引特性曲线的要求。 2.城市轨道交通，供电线路都处在城市建筑群之间，供电电压不宜太高，以确保安全。 3.站间距离短，供电半径较小，供电电压不需要太高，所以交流电在传输上的优势并不明显。 4.同样电压等级下，因为没有电抗压降，直流制比交流制的电压损失小。 世界各国城轨交通供电电压都在直流5501500V之间，但类别很多，这是由各种不同交通形式，不同发展历史时期造成的。,六、城轨交通供电采用直流的原因,第一节 供电系统,第二节 牵引回路,一、牵引回路组成,牵引网由馈电线、接触网、轨道和回流线组成。,馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，它把经牵引变电所变换成符合牵引制式的电能馈送给接触网。 接触网是悬挂在轨道上方或沿着轨道一侧敷设，与钢轨保持一定距离的输电网。通过电动车组的集电器和接触网滑动接触，牵引电能就由接触网进入电动车组，驱动电机牵引列车。 轨道除具有导轨的功能外，还要完成回流任务。 回流线是连接轨道和牵引变电所的导线，通过回流线把轨道中的回流电路导入牵引变电所。,第二节 牵引回路,1、工作特点 （1）没有备用 （2）经常处在动态运行状态中 （3）结构复杂，技术要求高2、基本要求 （1）接触网敷设应弹性均匀、高度一致，在高速行车和恶劣的气候条件下，能保证正常取流。 （2）接触网结构应力求简单，并保证在施工和检修方面具有充分的可靠性和灵活性。 （3）接触网的寿命应尽量长，具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力。 （4）接触网的建设应节约有色金属及其他贵重材料，以降低成本。,第二节 牵引回路,二、接触网,3、接触网类型（1）架空式柔性悬挂,第二节 牵引回路,简单悬挂：直接将接触线固定在支持装置上的悬挂方式，不设承力索和吊弦。,简单悬挂,弹性简单悬挂,第二节 牵引回路,链形悬挂：接触线通过吊弦悬挂到承力索上，承力索固定在支持装置上的悬挂方式。,第二节 牵引回路,第二节 牵引回路,半补偿链形悬挂,接触导线“之”字形布置,隧道内弹性支架,第二节 牵引回路,挂地线,第二节 牵引回路,短路器是一条电阻很小的导线，通常是很粗的铜导线，两端有用于连接触网和钢轨的钩子或夹子。,（2）架空式刚性悬挂,刚性悬挂又称刚性接触网，是一种区别于传统柔性接触网的供电方式。,第二节 牵引回路,第二节 牵引回路,第二节 牵引回路,系统结构简单、紧凑，节省隧道净空，节省投资接触轨不受张力，无需张力补偿装置，系统零部件较少，不仅易安装而且减少了维护工作量。接触轨横截面可以较大、电阻较小，所以无需辅助电线，减少初期投资，施工简单，维护工作量少。接触轨位置固定，弓网关系较好，减少拉弧现象，进而减少了对弓和网的损坏。接触轨不受张力，所以断轨几率较低，减少了因接触网断网而对行车造成的影响。,优点,（3）接触轨式 接触轨是沿走行轨道一侧平行铺设的第三轨，电动车组从侧面伸出接触靴与其滑动接触而取得电能。,第二节 牵引回路,钢铝复合接触轨以传输电流大，重量轻，安装方便而得到广泛应用。根据集电靴从接触轨的取流方式不同，接触轨的安装方式可分为：上接触、下接触、侧接触三种方式。,上接触方式 下接触方式 侧接触方式,第二节 牵引回路,下接触安装方式，与其他两种接触方式相比，其防护罩对带电接触轨的防护性能好，带电接触轨不容易被无意识的触碰到，能确保人身安全。下部授流方式的遮挡雨雪条件也优于上部授流方式，能确保牵引网系统的安全可靠运行。,比较,第二节 牵引回路,第二节 牵引回路,优点 便于安装和维护 对隧道净空的要求比较少缺点 对人员造成的危险性会更大。 在道岔区段，第三轨的铺设不连续。集电靴与第三轨的端头之间常会出现拉弧现象，造成集电靴及第三轨的损坏。,第二节 牵引回路,四轨供电,第二节 牵引回路,两轨供电,第二节 牵引回路,跨坐式轨道交通系统两轨供电,三、电分段和机械分段,2. 为什么要机械分段？ 机械分段一方面可以实现电分段；另一方面可以缩小由于断线故障而涉及的范围。,1. 为什么要电分段？ 一方面电分段可以使牵引供电的故障对行车所造成的影响限制在最小范围；另一方面也便于维修人员对供电故障的排查、维修及测试。,第二节 牵引回路,第二节 牵引回路,3. 如何实现架空式接触导线电分段？,通过“分段绝缘器”实现电分段通过锚段关节实现电分段,分段绝缘器1,第二节 牵引回路,第二节 牵引回路,分段绝缘器2,第二节 牵引回路,锚段关节,4. 如何实现架空式接触导线机械分段？,第二节 牵引回路,同一个牵引电回路机械分段,5. 第三轨电分段和机械分段,第二节 牵引回路,四、牵引供电方式 1、单边供电 接触网的每个分段由牵引变电所从一边供应电能。 每个牵引变电所的两个臂为两个接触网区段供电，相邻两个变电所之间的两段接触网相互绝缘。 为了在必要时实行越区供电，在接触网分界点设有柱上隔离开关，必要时可闭合。,2、双边供电,当一个供电分区同时从相邻两个牵引变电所获得电源，称为双边供电。,第二节 牵引回路,柱上隔离开关,第二节 牵引回路,牵引网分区供电示意图,第二节 牵引回路,3、大双边供电 当两个供电分区通过越区隔离开关连成一个大供电分区，且由该大供电分区两边的牵引所同时为该大供电分区供电时，接触网为大双边供电。4、大单边供电 当大双边供电的两路电源中有一边退出运行仅剩一边电源时，接触网为大单边供电。,以此类推大大双边，大大单边等供电方式。,第二节 牵引回路,第二节 牵引回路,深圳龙岗线在建段八个供电分区举例,草埔主变电所向第一、二、三、四供电分区的牵引负荷及动力照明负荷供电；银海主变电所向第五、六、七、八供电分区的牵引负荷及动力照明负荷供电；第一分区：红岭、老街、晒布、翠竹；第二分区：翠竹、田贝、水贝；第三分区：水贝、草埔、布吉；第四分区：布吉、木棉湾、大芬、丹竹头；第五分区：丹竹头、横岗车辆段、六约；第六分区：六约、塘坑、横岗；第七分区：塘坑、永湖、荷坳；第八分区：龙城广场、南联、双龙。,第二节 牵引回路,在直流牵引供电中，牵引电流并非全部由钢轨直接流回牵引变电所，而是有一部分由钢轨杂散泄漏流入大地，再由大地流回钢轨和牵引变电所，这种地下杂散电流被称为地下迷流。,迷流危害示意图,五、地下迷流,第二节 牵引回路,钢轨不但起到列车导轨的作用，同时还作为牵引电流回流轨使列车电流回流至牵引变电所的负母线。当回流轨对地具有良好绝缘的情况下，沿回流轨的泄漏电流是很小的，但是回流轨的绝缘远非理想状态，经过一段时间的运行后，回流轨对周围结构的电阻降低，当牵引电流沿回流轨回流时，有部分电流向道床及周围其它金属结构泄漏形成杂散电流。,1、形成原因,第二节 牵引回路,2、杂散电流防护主要措施：, 加强钢轨对地绝缘的措施：如：在钢轨下加绝缘垫、采用绝缘扣件、与钢轨连接电缆需对地绝缘、电化区段钢轨与非电化区段钢轨隔离等。 减小钢轨纵向电阻的措施：如：在钢轨缝需要铜电缆连接、采用重型钢轨、钢轨纵向间焊接电阻大小要求、均流线连接等。 道床杂散电流收集网：指利用道床内部本身的钢筋网，在电气上焊接成网，对收集网纵向电阻有一定要求，从而控制杂散电流从钢筋网上溢出密度使，电气腐蚀控制在钝化状态。,第二节 牵引回路,谢谢,