【正文】 ，在地鐵照明設(shè)計需合理選用光源、燈具及照明控制方式，提高照明質(zhì)量和節(jié)能效果。因其采用獨特的制造方式，使氧化鎂絕緣材料高度緊密地壓實在電纜的無縫銅護套中，與銅芯、銅護套共同形成密實的一體，因而具有良好的耐火、耐高溫、載流量大、防水、耐腐蝕、耐機械損傷、耐輻照及電磁相容性、美觀大方等特點，同時該電纜在火災(zāi)條件下不會放出任何煙霧、鹵素及有毒有害氣體。另外，根據(jù)規(guī)范要求，分支線不得穿越不同的防火分區(qū)。消防設(shè)備的耐火配線是指按照時間－溫度標準曲線對消防設(shè)備配電線路進行試驗，從受到火的作用起，到火災(zāi)升溫達到840℃時，在30min內(nèi)仍能繼續(xù)有效供電的線路；消防設(shè)備的耐熱配線是指按照時間－溫度標準曲線的1/2曲線，對消防設(shè)備配電線路進行試驗，從受到火的作用起，到火災(zāi)升溫達到380℃時，在15min內(nèi)仍能有效供電的線路。其中接地線又分為接地干線和接地支線。 接地設(shè)計 電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。氧化鋅避雷器與閥型避雷器相比，具有殘壓低、無續(xù)流、通流容量大、性能穩(wěn)定和動作迅速等優(yōu)點。接閃的金屬帶稱為避雷帶。 防雷設(shè)計雷電引起的大氣過電壓將會對電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴重的危害，因此，在變電所和高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全。 熔斷器的選擇熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害。其工作原理與變壓器相同，基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。其技術(shù)參數(shù)如表76。（2） 電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下電流互感器在近于短路狀態(tài)下運行。 高壓側(cè)進線側(cè)隔離開關(guān)的選擇：額定電壓選擇：額定電流選擇：開斷電流選擇：極限通過電流的選擇：根據(jù)參考《變電設(shè)備合理選擇與運行檢修》，比較各種35KV隔離開關(guān)，采用型號為GN235T/40052型隔離開關(guān)。表74 LN10/2000型斷路器的參數(shù)型號額定電壓（KV）額定電流（A)開斷電流（KA）極限通過電流（KA)固有分閘時間(S)合閘時間（S)峰值有效值LN1010200040110短路關(guān)合電流的校驗，而所以，動穩(wěn)定性滿足要求。斷路器選擇和校驗的原則就是：按正常工作狀態(tài)選擇，按短路狀態(tài)校驗。(2) 選擇導(dǎo)體截面，應(yīng)符合下列要求：①線路電壓損失應(yīng)滿足用電設(shè)備正常工作及起動時端電壓的要求；②按敷設(shè)方式及環(huán)境條件確定的導(dǎo)體載流量，不應(yīng)小于計算電流；③導(dǎo)體應(yīng)滿足動態(tài)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求；④導(dǎo)體最小截面應(yīng)滿足機械強度的要求，固定敷設(shè)的導(dǎo)線最小芯線截面應(yīng)符合表71的規(guī)定。（3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理（4）選擇異體時應(yīng)盡量減少品種（5）擴建工程應(yīng)盡量使新老電器型號一致（6）選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。由于用標么值法計算短路計算可以使計算簡便，且結(jié)果明顯，便于迅速及時地判斷計算結(jié)果的正確性。（5）確定電力線路對通信線路的影響等。由于短路電流很大，即使流過的時間很短也會使這些元件引起不能允許的過熱，而招致?lián)p壞。造成短路的原因主要有：（1）電氣設(shè)備存在隱患，如設(shè)備的絕緣材料自然老化，絕緣材料機械損傷，設(shè)備缺陷未被發(fā)現(xiàn)和消除，設(shè)計安裝有誤等。當(dāng)一臺配電變壓器退出運行時，可自動或手動投入開關(guān)，由另一臺變壓器提供全部一、二級負荷用電。因為地鐵動力、照明負荷大多為一、二級負荷，所以降壓變電所必須按兩路獨立電源供電設(shè)計。電氣主接線應(yīng)該滿足以下要求： ①首先應(yīng)保證電力牽引負荷，運輸用動力、信號負荷安全、可靠供電的需求和電能質(zhì)量。地鐵降壓變電所配電變壓器首選SC型環(huán)氧樹脂干式變壓器。4 變壓器的選擇我國地鐵設(shè)計規(guī)定：配電變壓器的容量選擇應(yīng)滿足一臺配電變壓器退出運行時，另一臺配電變壓器能負擔(dān)供電范圍內(nèi)遠期的一、二級負荷。按國家供電規(guī)則要求。④計算綜合功率因數(shù) （37）式中，—綜合功率因數(shù)。各個設(shè)備負荷的需要系數(shù)參照民用建筑電氣設(shè)計手冊的值選取。(2) 各類建筑物的需要系數(shù)一般民用建筑的需要系數(shù)一般可從現(xiàn)有的電氣設(shè)計手冊中查到，如表32所示。表31 各類建筑物單位指標建筑類別 單位（W/m2）建筑類別單位指標（W/m2）辦公40～80 中小學(xué)12～20公寓30～50醫(yī)院40～70旅館40～70高校20～40商業(yè)一般：40～80展覽館50～80大中型：70～130體育40～70演播室250～500劇場50～80汽車庫5～18 需要系數(shù)法(1) 需要系數(shù)法的計算公式需要系數(shù)法是用設(shè)備容量乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷[4]。 地鐵負荷分類地鐵動力、照明負荷按其重要性，分為一、二級及三級負荷。3 負荷計算地鐵變電所的實際負荷并不等于所有用電設(shè)備的額定功率總和。 牽引—降壓獨立配電網(wǎng)絡(luò)牽引—降壓獨立配電網(wǎng)絡(luò)即牽引配電網(wǎng)絡(luò)和降壓配電網(wǎng)絡(luò)相互獨立的中壓網(wǎng)絡(luò)形式。地鐵中壓配電網(wǎng)絡(luò)是通過中壓電纜，縱向上把主變電所和牽引變電所、降壓變電所連接起來，橫向上把全線的各個牽引變電所、降壓變電所連接起來而形成的配電網(wǎng)絡(luò)。故選用一主所一跟隨所方式。① 降壓變電所為一所一室型式的優(yōu)點遠離降壓變電所端的大部分設(shè)備從低壓配電室送出，供電負荷較一所型式有明顯地降低，從而減少了貫穿車站低壓電纜的數(shù)量。兩所間采用高壓聯(lián)系，在供電質(zhì)量、可靠性和安全性上有了根本提高，尤其突出體現(xiàn)在單機大容量設(shè)備的供電上。① 降壓變電所為一所型式的供電方案的優(yōu)點整個車站的變配電設(shè)備集中設(shè)置在一處，減少了降壓變電所的設(shè)備投資。采用工頻單相交流制的優(yōu)點是，消除了低頻單相交流制的兩個主要缺點（與電力工業(yè)標準頻率并行的非標準頻率和構(gòu)造復(fù)雜的交流整流子式牽引電動機）；牽引供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)備大為簡化，牽引變電所只要選擇適宜的牽引變壓器，就可以完成降壓、分相、供電的功能；接觸網(wǎng)的額定電壓較高，其中通過的電流相對較小，從而使接觸網(wǎng)導(dǎo)線截面減小、結(jié)構(gòu)簡化；牽引變電所的間距延長、數(shù)量減少；工程投資和金屬消耗量降低，電能損失和運營費用減少；電力機車采用直流串勵牽引電動機，也遠比交流整流子式牽引電動機牽引性能好，運行可靠。低頻單相交流制的出現(xiàn)，與力圖提高牽引網(wǎng)電壓以降低接觸網(wǎng)中的有色金屬用量有關(guān)。牽引網(wǎng)電壓有1200V，1500V，3000V和600V，750V等，后兩種分別用于城市電車、地下鐵道。 ③環(huán)形供電 是指若干個發(fā)電廠、地區(qū)變電站通過高壓輸電線連接成環(huán)形的電力系統(tǒng)，牽引變電所處于環(huán)形電力系統(tǒng)的一個環(huán)路中。繼電保護為電磁型，不具備四遙、遠方操作功能，需要一支專業(yè)的運行與檢修隊伍和一整套相應(yīng)的管理機構(gòu)、制度進行管理，才可以滿足安全運行的要求。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外,一些發(fā)達國家為了滿足國內(nèi)的需求，減少在網(wǎng)路中的損耗，這些發(fā)達國家已經(jīng)形成了完善的變電設(shè)計理論。而地鐵作為城市交通的骨干渠道，自然越來越受到城市規(guī)劃者的青睞。本次設(shè)計主要對牽引降壓混合變電所的一次部分進行研究和設(shè)計。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。牽引供電系統(tǒng)由牽引降壓變電所、接觸網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)等部分組成。所以以公交為主體、軌道交通為骨干，各種交通方式相結(jié)合的多層次、多功能、多類型的城市交通綜合體系正在被諸多城市采用。因此，地鐵變電所的研究對于地鐵的發(fā)展有著極其重要的意義。常規(guī)變電所即使用傳統(tǒng)模式進行設(shè)計、建造和管理的變電所，主要為有人值班或駐所值班，有穩(wěn)定的值班隊伍。②兩邊供電就是牽引變電所的電能由電力系統(tǒng)中兩向的電廠送來。我國僅工礦、城市電車和地下鐵道采用。交流容易變壓，因此，可以在牽引網(wǎng)中用高電壓送電．而在電力機車上降低電壓，供應(yīng)低電壓的交流整流子式牽引電動機。目前，較普遍應(yīng)用的接觸網(wǎng)額定電壓是25kV。除冷凍站以外，由于車站兩端負荷一般分布較為均勻，故遠離降壓變電所一端的供電回路約占一半左右。① 降壓變電所為一主所一跟隨所型式供電方案的優(yōu)點兩所各負責(zé)本端的用電負荷，根本上解決了低壓供電的電壓損失問題，電纜截面及數(shù)量隨之顯著降低，供電方案較為合理。低壓配電室的電源引自降壓變電所低壓側(cè)，因此兩者的一、二級負荷母線為并列關(guān)系。表11 三種降壓變電所性能對比型式供電質(zhì)量供電靈活性低壓電纜數(shù)量投資一所低低多低一主所一跟隨所高高少高一所一室較高較高較少較高從技術(shù)角度而言，設(shè)置跟隨所為最佳方案，它可以保障供電質(zhì)量、提高供電可靠性、減少有色金屬消耗和運營能耗。降壓變電所在規(guī)模較大的車站設(shè)置兩座，規(guī)模較小的車站設(shè)置一座，向本站及其相臨區(qū)間的動力照明負荷供電。集中式供電方案下的中壓配電網(wǎng)絡(luò)可分為牽引—降壓獨立配電網(wǎng)絡(luò)和牽引—降壓混合配電網(wǎng)絡(luò)兩種形式。圖22 牽引—降壓混合配電網(wǎng)絡(luò) 本章小結(jié) 配電網(wǎng)絡(luò)的選擇應(yīng)結(jié)合軌道交通網(wǎng)和城市電網(wǎng)的具體情況進行綜合考慮，由于本次設(shè)計是以蘇州軌道交通2號線為參考，故采用牽引降壓混合配電網(wǎng)絡(luò)作為本次的設(shè)計方案。因此，要正確合理地對地鐵的配電系統(tǒng)進行設(shè)計，負荷計算是至關(guān)重要的一環(huán)。(2) 各類建筑物的單位指標普通民用建筑如賓館、商場、學(xué)校、住宅、辦公樓等的單位指標可從現(xiàn)有的電氣設(shè)計手冊中查到，如表31所示。民用建筑的負荷大都采用需要系數(shù)法進行計算的，這種方法比較簡便，所以應(yīng)用廣泛。 動力負荷根據(jù)專業(yè)系統(tǒng)，可以將動力用電設(shè)備劃分為通風(fēng)空調(diào)、給排水、消防、弱電、 運輸、安全防護和其它等七個負荷組成，如表33所示。③計算視在功率 （36）式中，—用電設(shè)備的總視在功率。功率因數(shù)的降低不僅會引起有功損耗，也會造成電壓降落，影響供電質(zhì)量。 本章小結(jié) 由于地鐵變電所和普通的變電所負荷計算有所區(qū)別，所以本次設(shè)計是參照蘇州地鐵某變電所進行計算的。單臺變壓器運行時負載率＜100%，因此選用標稱容量S=1250kVA的變壓器。此外，電氣主結(jié)線對牽引供電系統(tǒng)運行的可靠性、電能質(zhì)量、運行靈活性和經(jīng)濟性起著決定性作用。降壓變電所一般設(shè)在車站的負荷中心，擔(dān)負本車站和相鄰區(qū)間的全部動力、照明用電供應(yīng)。低壓母線為單母線分段運行方式，設(shè)開關(guān)，平時分段運行。 短路計算的必要性短路的危害（1）元件發(fā)熱：熱量與電流的平方成正比，所以強大的短路電流將引起電機，電器及載流導(dǎo)體的發(fā)熱。（1）為了選擇有足夠機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備。也包含一部分短路計算。但如果線路裝有限流電抗器（用來限制短路電流），則選擇校驗線路設(shè)備的短路計算點，應(yīng)選在限流電抗器之后。（2）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。配電線路選擇要按以下要求[24]：(1) 符合工作電壓的要求。它的主要功能是：正常運行時，用它來倒換運行方式，把設(shè)備和線路接入電路或退出運行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路、保證無故障部分正常運行，能起保護作用。LN10/2000型斷路器的參數(shù)如表74。③用以接通或斷開小電流電路。（1） 電流互感器一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決于被測電路的負荷電流，而與二次電流大小無關(guān)。 熱穩(wěn)定性校驗電流互感器適時熱穩(wěn)定電流應(yīng)大于或等于系統(tǒng)適中時的短路時的適時熱穩(wěn)定電流， （74） 動穩(wěn)定性校驗電流互感器動穩(wěn)定可按式 （75）校驗，電流互感器允許通過的最大動穩(wěn)定電流 系統(tǒng)短路沖擊電流 高壓側(cè)電流互感器的選擇一次回路電壓選擇：一次回路電流選擇：準確級選擇：參考《變電設(shè)備合理選擇與運行檢修》，選擇型號為LMC35的電流互感器，該產(chǎn)品為瓷絕緣式，具有優(yōu)良的絕緣性能。 電壓互感器的選擇目前，電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的電壓互感器有電磁式和電容分壓式兩種。其技術(shù)參數(shù)如表79表79 DZF9—35型電壓互感器技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（KV）二次繞組額定容量（)一次繞組二次繞組輔助繞組6PJDZF9—35100150300適于在額定頻率為50HZ、額定電壓35kV的戶內(nèi)電力系統(tǒng)中，做電壓、電能測量及繼電保護用。8 防雷、接地、消防設(shè)施的設(shè)計變電所基礎(chǔ)保護設(shè)施包括防雷、接地、消防等設(shè)施。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。目前在新建或技術(shù)改造的變電所中，一般都選用氧化鋅避雷器，作為電力變壓器等電氣設(shè)備的大氣過電壓、操作過電壓及事故過電壓的保護設(shè)備。根據(jù)上述計算和校核，選擇Y5WZ—53/134型氧化鋅避雷器能滿足35kV側(cè)變壓器的過電壓保護要求。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。根據(jù)不同的消防設(shè)備，其配電線路應(yīng)選用耐火配線或耐熱配線。防排煙裝置配電線路應(yīng)選用耐火配線，聯(lián)動和控制線路也應(yīng)采用耐火配線。礦物絕緣電纜（Mineral Insulated Cables）是由銅芯、銅護套和氧化鎂絕緣等全無機物組成的電纜。地鐵的照明使用時間長、照度和可靠性要求高，特別是地鐵照明能耗占電力能耗的比重大。應(yīng)急照明正常情況下由交流電源供電，當(dāng)交流電源停電時自動切換到蓄電池組供電。(3) 在車站站廳層、站臺層的北、南端各設(shè)置一間照明配