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城市轨道交通供电系统概述

来源:本站 时间:2017-12-25 16:23:25 访问量:

供电系统是轨道交通各系统的动力能源和心脏,向轨道交通各机电设备系统提供安全可靠的电力供应,满足各系统的供电要求,它主要包括主变电所(对于集中供电方式)、牵引供电系统、变配电系统、电力监控系统(SCADA)和杂散电流防护系统。供电系统的功能包括接受并分配电能,降压整流及通过接触网传输直流电能、降压及动力配电,各级供电网络在正常、事故和灾害情况下的控制、测量、监视、计量和调整,安全操作连锁功能和故障保护。

城市轨道交通几乎毫无例外地都采用直流供电制式,这是因为城市轨道交通运输的列车功率并不是很大,其供电半径(范围)也不大,因此供电电压不需要太高,还由于直流制比交流制的电压损失小(同样电压等级下),因为没有电抗压降。另外由于城市内的轨道交通,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。

城市轨道交通牵引网授电方式有架空接触网和接触轨两种方式。徐州地铁采用直流1500V接触网供电。

1. 供电方式分类

地铁的供电电源要求安全可靠,通常由城市电网供给。目前,国内各城市对城市轨道交通的供电一般分三种方式,即集中供电方式、分散供电方式、混合供电方式。

集中供电方式:城市电网向城市轨道交通的专用主变电所供电,经降压并在沿线结合牵引变电所和降压变电所形成中压环网,向轨道交通各系统供电,

分散供电方式:不设主变电所,直接由城市电网区域变电所的中压输电线直接向轨道交通沿线设置的牵引变电所、降压变电所供电并形成环网。

混合供电方式:一条轨道交通线路,一部分采用集中供电方式,另一部分采用分散供电方式。

徐州地铁采用了110kV/35kV集中供电方式,近期建设规划共设置了5110kV主变电站。

2.供电系统的组成

110kV线路和主变电所电源系统;

将电源配至各车站、车辆段的中压网络;

给车辆提供直流牵引供电的牵引变电所和接触网;

给动力和照明负荷供电的降压变电所和跟随所;

对供电系统内设施、设备实施监控的电力监控系统;

限制和监测杂散电流的杂散电流防护系统以及综合接地系统;

2.1. 电源系统

主变电站将城市电网的高压(110kV)电能降压后以相应的电压等级(35kV10kV)供给牵引变电所和降压变电所。为保证供电的可靠性,一条城市轨道交通线路一般设置两座或两座以上的主变电站。


2.2. 中压网络

中压供电网络(35kV10kV)把主变电站的电能输送到各牵引变电所和降压变电所。纵向把主变电站(或开闭所)和牵引、降压变电所连接起来,横向把各个牵引变电所、降压变电所连接起来

2.3.牵引变电所和接触网

牵引变电所将主变电站送来的中压(35kV或10kV)电能经过降压和整流变成牵引车辆所用的直流电能(DC1500V或DC750V),送至接触网。

接触网将牵引变电所的直流电能(DC1500V或DC750V)传输到在线路上移动的轨道交通车辆上的用电设备。架空接触网,又分为架空柔性接触网与架空刚性接触网,一般在地下区间采用架空刚性接触网。

牵引网包括了接触网、钢轨回路(包括大地)、馈线和回流线。

2.4.降压变电所

将主变电站送来的中压电能(35kV或10kV)经过降压成380/220V低压电能,向车站和线路区间的动力、照明负荷和其它用电设施供电。

当该车站设有牵引变电所时,一般和牵引变电所合建为牵引降压混合变电所。当车站规模较大时,为了减少低压供电电缆和满足供电质量要求,可能需要增设一座或两座降压变电所,增设的降压变电所称为跟随式降压变电所。 

2.5.电力监控系统(SCADA)

电力监控系统又称电力SCADA系统或者远动系统,往往简称SCADA系统,有时也称PSCADA系统。它对城轨供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压110kV设备、中压10/ 35kV设备、直流750V1500V设备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、钢轨电位限制装置等对象进行监控,实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询等功能。

3. 城市轨道交通的用电负荷

城市轨道交通供电系统需要承担城市轨道交通系统的所有用电负荷的供电。


城市轨道交通用电负荷分为两大类。

一类是车辆的牵引负荷。

牵引负荷分布在轨道交通沿线,由于它是车辆的动力,可靠性要求很高,牵引负荷按一级负荷设计,它的供电电压是 DC1500V 或 DC750V。针对牵引负荷,需要在轨道交通的沿线设牵引变电所,并通过接触网给车辆授电。

二类是动力和照明负荷。

沿线各车站、区间以及车辆基地、停车场、控制中心都存在动力和照明负荷。动力和照明负荷的电源是400V(220/380V),各系统设备还有其它等级的电压或直流电源,由各系统自身降压或变流。

动力负荷:通风与空调系统负荷;给排水与消防系统负荷;扶梯与电梯、屏蔽门/安全门、防淹门等机械类负荷;通信、信号、监控等弱电系统负荷;加热设备、清洁设备、维修设备负荷。

照明负荷:一般照明、应急照明(备用照明和疏散指示照明)、广告照明、景观照明等。

针对动力和照明负荷,需要在各车站、车辆基地、停车场、控制中心以及其它有较大负荷的场所设降压变电所。

通过这篇文章希望能让大家大致了解一下地铁供电的相关知识,后续还将会有其他相关专业的文章发表,敬请期待。

 






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