軌道交通供電系統(tǒng)畢業(yè)論文(已修改)
2025-09-12 19:19 本頁(yè)面
【正文】 軌道交通供電系統(tǒng) 畢業(yè) 論文 1 一、 軌道交通供電系統(tǒng)概述 （ 一 ） 概論 城市軌道交通供電系統(tǒng)的功能 ： 城市軌道交通供電系統(tǒng)，擔(dān)負(fù)著運(yùn)行所需的一切電能的供應(yīng)與傳輸，是城市軌道交通安全可靠運(yùn)行的重要保證。 城市軌道交通的用電負(fù)荷按其功能不同可分為兩大用電群體。一是電動(dòng)客車(chē)運(yùn)行所需要的牽引負(fù)荷 。 二是車(chē)站、區(qū)間、車(chē)輛段、控制中心等其他建筑物所需要的動(dòng)力照明用電，諸如：通風(fēng)機(jī)、空調(diào)、自動(dòng)扶梯、電梯、水泵、照明、 AFC系統(tǒng)、 FAS、 BAS、通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)等。 在上述用電群體中，有不同電壓等級(jí)直流負(fù)荷、不同電壓等級(jí)交流負(fù)荷；有固定負(fù)荷、有時(shí)刻在變化的運(yùn) 動(dòng)負(fù)荷。每種用電設(shè)備都有自己的用電要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而且這種要求和標(biāo)準(zhǔn)又相差甚遠(yuǎn)。城市軌道交通供電系統(tǒng)就是要滿足這些不同用戶對(duì)電能的不同需求，以使其發(fā)揮各自的功能與作用。 保證電動(dòng)客車(chē)暢行，安全、可靠、迅捷、舒適地運(yùn)送乘客，是供電系統(tǒng)的根本目的。 （二） 供電系統(tǒng)的組成 根據(jù)功能的不同，對(duì)于集中式供電，城市軌道交通供電系統(tǒng)可分成以下幾部分：外部電源、主變電所、牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控 (SCADA)系統(tǒng)。對(duì)于分散式供電，城市軌道交通供電系統(tǒng)則可分成以下幾部分：外部電源、(電源開(kāi)閉所 )、牽引供 電系統(tǒng)、動(dòng)力照明配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控 (SCADA)系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)，又可分成牽引變電所與牽引網(wǎng)系統(tǒng)。動(dòng)力照明配電系統(tǒng)，又可分成降壓變電所與動(dòng)力照明。 但在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)時(shí)，為便于設(shè)計(jì)管理，供電系統(tǒng)往往被劃分成：系統(tǒng)設(shè)計(jì)；主變電所設(shè)計(jì)；牽引變電所 (或牽引降壓混合變電所 )及降壓變電所設(shè)計(jì)；牽引網(wǎng)設(shè)計(jì)；電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)；雜散電流腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì) (注：動(dòng)力照明隨同土建一起設(shè)計(jì) )。 根據(jù)城市電網(wǎng)構(gòu)成的不同特點(diǎn)，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(jù)用電容量和線路長(zhǎng)短 ，建設(shè)專(zhuān)用的主變電所，這軌道交通供電系統(tǒng) 畢業(yè) 論文 2 種由主變電所構(gòu)成的供電方案，稱(chēng)為集中式供電。主變電所進(jìn)線電壓一般為110kV，經(jīng)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(yīng)有兩路獨(dú)立的進(jìn)線電源。集中式供電，有利于城市軌道交通供電形成獨(dú)立體系，便于管理和運(yùn)營(yíng)。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(jù)城市軌道交通供電的需要，在地鐵沿線直接由城市電網(wǎng)引入多路電源，構(gòu)成供電系統(tǒng)，稱(chēng)為分散式供電。這種供電方式一般為 10kV 電壓級(jí)。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(diǎn)及備用容量。建設(shè)中的沈陽(yáng)地鐵、長(zhǎng)春輕軌、大連輕軌、北京城鐵、北京八通線、北京地鐵 5 號(hào)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(jié)合起來(lái)，一般以集中式供電為主，個(gè)別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式供電的補(bǔ)充，使供電系統(tǒng)更加完善和可靠。這種方式稱(chēng)為混合式供電。北京地鐵一線和環(huán)線、建設(shè)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(gè)供電分區(qū)，每個(gè)供電分區(qū)一般不超過(guò) 3 個(gè)車(chē)站；每一個(gè)供電分區(qū)均從主 變電所的不同母線就近引入兩路 10kV 電源 (對(duì)于地面線路，供電分區(qū)的來(lái)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(yīng)盡量一致。地面降壓變電所的配電變壓器，也可以采用負(fù)荷開(kāi)關(guān) —— 熔斷器組合電器保護(hù)。 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(fù)雜。為同一電源開(kāi)閉所供電的兩路市網(wǎng) 10kV 電源，最好來(lái)自于不同的地區(qū)變電所。該方式對(duì)城市電網(wǎng) 10kV 電源點(diǎn)的數(shù)量要求不多。 （三） 變電所 牽引變電所是一個(gè)統(tǒng)稱(chēng) ，實(shí)際上它還包括供電系統(tǒng)中的開(kāi)閉所、分區(qū)所 自耦變壓器所 。這些供電設(shè)施構(gòu)成了電氣化鐵路的牽引供電系統(tǒng)，如圖所示 軌道交通供電系統(tǒng) 畢業(yè) 論文 3 牽引供電系統(tǒng) SS—— 牽引變電所； SP—— 分區(qū)所； SSP SSP2—— 開(kāi)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(tǒng)的心臟，它的主要任務(wù)是將電力系統(tǒng)輸 送來(lái)的三相高壓電變換成適合電力機(jī)車(chē)使用的電能。我國(guó)電氣化鐵路采用的是工頻單相 25 kV 交流制，而電力系統(tǒng)是一個(gè)三相交流系統(tǒng)，電壓標(biāo)準(zhǔn)也不同，不能直接使用，需要經(jīng)過(guò)變換電壓等級(jí)和由三相變換成單相才能使用。電氣化鐵路產(chǎn)生的負(fù)序和高次諧波對(duì)電力系統(tǒng)會(huì)造成多種不良影響，也需要通過(guò)牽引變電所來(lái)解決。因此，牽引變電所的作用有以下幾個(gè)方面： 將電力系統(tǒng)的電能變換成適合電力機(jī)車(chē)使用的電能 降低電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)的影響 （四） 向牽引變電所供電的接線圖 由于交通運(yùn)輸?shù)闹匾?，所有軌道交通的牽引供電都屬于電力部門(mén)供電的 一級(jí)負(fù)荷，即要確保向它供電的可靠性。為此，牽引變電所均由兩個(gè)獨(dú)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(fù)雜多樣，但可以將它歸納成以下幾種典型的形式。 環(huán)行供電接線 （圖 1） 圖 1 環(huán)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(tǒng) 畢業(yè) 論文 4 由兩個(gè)或兩個(gè)主降壓變電站和所有的牽引變電所用輸電線聯(lián)成一個(gè)環(huán)行。環(huán)行供電是很可靠的供電線路，因?yàn)樵谶@種情況下，一路輸電線和一個(gè)主降壓變電站同時(shí)停止工作時(shí)，只要其母線仍保持通電，就不致 中斷任何一個(gè)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(gè)主降壓變電
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