【文章內(nèi)容簡介】 性要求高。整個(gè)建設(shè)周期長，投入資金大，一般是每公里 46 個(gè)億。一般大城市要建成一個(gè) 200Km 的地鐵網(wǎng)，建設(shè)周期在 1012 年以上，要投入上千億的資金。 我國城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展概 況 我國城市軌道交通開始于 20 世紀(jì) 50 年代的北京地鐵建設(shè)。北京地鐵一期工程于 1965 年開工， 1969 年建成通車。由于受到資金技術(shù)等因素的制約，我國的城市軌道交通建設(shè)速度十分緩慢。 進(jìn)入到 20 世紀(jì) 90 年代以來，我國城市軌道交通進(jìn)入到一個(gè)快速發(fā)展期，建設(shè)規(guī)模之大是世界城市軌道交通發(fā)展史上少見的，凸顯了后發(fā)優(yōu)勢。截止 2021 年，我國已有 11 個(gè)城市建成地鐵，總營運(yùn)里程達(dá) ，而 預(yù)計(jì)到 2020 年 ， 累計(jì)營運(yùn)里程將達(dá)到 7395Km，我國城市軌道交通建設(shè)將迎來黃金十年。 在我國城市軌道交通未來的發(fā)展中，其趨勢與 前景主要集中在以下幾個(gè)方面： 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 北京、上海、廣州等特大城市已建成多條線路，在未來的 510 年內(nèi)，將逐步形成城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)，以構(gòu)建以城市軌道交通為骨干的公共交通系統(tǒng)。例如：北京在 2021 年之前，將建成 580km 的城市軌道交通線路；上海目前已達(dá)到 420km，十二五期間，上海新建成城市軌道交通線路將超過 200km。 目前 11 個(gè)城市投入運(yùn)營的近 30 條線路，雖大多為傳統(tǒng)地鐵制式，但也出現(xiàn)了多元化的趨勢。如北京機(jī)場線、廣州軌道交通 4 號(hào)線采用了直線電機(jī)系統(tǒng)；上海市區(qū) 通往浦東機(jī)場則建成了高速磁懸浮線路 。 在國家城市軌道交通設(shè)備國產(chǎn)化的政策推動(dòng)下，通過建立合資企業(yè)，引進(jìn)消化吸收新技術(shù)，開展多種形式的技術(shù)交流與合作，我國將不斷提高城市軌道交通設(shè)備制造的技術(shù)水平和國產(chǎn)化率，逐步形成城市軌道交通車輛與機(jī)電設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化。 成都地鐵發(fā)展現(xiàn)狀 成都地鐵的建設(shè)還得從上世紀(jì) 90 年代說起。 1992 年 12 月，成都市向國家計(jì)劃委員會(huì)上報(bào)了《成都市快速軌道交通第一期工程項(xiàng)目建議書》， 從而開始了 成都地鐵 1 號(hào)線一期工程 的 申報(bào)工作，并走過了 13 年漫長的申報(bào)歷程。 2021 年 8 月 9日，國家發(fā)改委發(fā)文通知，《成都市城市快速軌道交通建設(shè)規(guī)劃》順利通過國務(wù)院審批， 11 月 11 日，國家發(fā)改委正式批復(fù)《成都地鐵 1 號(hào)線可行性研究報(bào)告》 ， 12月 28 日 ， 成都地鐵 1 號(hào)線一期工程破土動(dòng)工，并于 2021 年 5 月 28 日實(shí)現(xiàn)全線洞通， 2021 年 11 月 30 日實(shí)現(xiàn)全線軌通， 2021 年 2 月 11 日實(shí)現(xiàn)全線電通， 2021 年2 月 2 日完成了全線車輛冷滑， 2021 年 5 月 28 日完成了全線車輛熱滑 ， 2021 年 9月 27 日下午 3 點(diǎn)正式開通試運(yùn)營 。 未來幾年， 成都市軌道交通骨干網(wǎng)建設(shè) 將得以推進(jìn) ，確保 2021 年完成地鐵 1號(hào)線、 2 號(hào)線全 線及 3 號(hào)線、 4 號(hào)線一期，力爭完成 7 號(hào)線等工程，共計(jì)約 147 公里的線路； 2020 年前，完成地鐵 3 號(hào)線、 4 號(hào)線二期及地鐵 5 號(hào)線、 6 號(hào)線一期工程，約 151 公里。屆時(shí)，成都將建成共 298 公里的地鐵線路，日載客運(yùn)送量將在300 萬人次以上，占公共交通運(yùn)量的 40%以上。 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 目前，成都地鐵運(yùn)營中的線路有 1 號(hào)線和 2 號(hào)線兩條線路，其具體情況如下： 表 11 成都地鐵 2 號(hào)線概況 線路名 區(qū)段名 開工時(shí)間 /開通時(shí)間 起點(diǎn)站 終點(diǎn)站 長度（ km） 車站數(shù) 1 號(hào)線 一期 升仙湖站 世紀(jì)城站 17 2 號(hào)線 一期 茶店子客運(yùn)站 成都行政學(xué)院站 20 目前，成都地鐵建設(shè)中的線路 共有 ： 1 號(hào)線南延線、 2 號(hào)線東西 延線、 3 號(hào)線、4 號(hào)線 ， 預(yù)計(jì)到 2021 年，成都將形成超過 100 公里的城市地鐵交通網(wǎng)絡(luò) ， 其具體情況如下： 表 12 成都地鐵規(guī)劃線路概況 線路名 區(qū)段名 預(yù)計(jì)開通時(shí)間 起點(diǎn)站 /終點(diǎn)站 長度（ km） 車站數(shù) 2 號(hào)線 二期西延線 2021 年 犀浦 /茶店子 6 4 號(hào)線 一期 2021 年 6 月 公平 /沙河 16 2 號(hào)線 二期東延線 2021 年 12 月 成都行政學(xué)院 /龍泉東 6 1 號(hào)線 二期南延線 2021 年 世紀(jì)城 /廣都北 6 3 號(hào)線 一期 2021 年 天回鎮(zhèn)南 /紅牌樓南 20 17 而 依據(jù)規(guī)劃，成都市確保在 2021 年底前完成地鐵 1 號(hào)線二期、 2 號(hào)線二期及 3號(hào)線一期、 4 號(hào)線一期等工程，力爭完成地鐵 7 號(hào)線等工程，線路總長約 147 公里；在 2021 年前開工地鐵 1 號(hào)線三期、 3 號(hào)線二期、 3 號(hào)線三期、 4 號(hào)線二期、 5號(hào)線一期、 5 號(hào)線二期、 6 號(hào)線一期及 10 號(hào)線一期工程，預(yù)計(jì) 2020 年成都將建成約 291 公里的地鐵線路 成都地鐵 1 號(hào)線工程概況 成都地鐵 1 號(hào)線是 成都 第一條地鐵線路，也是 成都軌道交通 中繼 市域鐵路成灌線 之后開通運(yùn)營的第二條線路，運(yùn)營商為 成都地鐵運(yùn)營有限 公司 。該線路一期工程于 2021 年 9 月 27 日正式開通試運(yùn)營，是 中國中西部地區(qū) 第一條開通運(yùn)營的城市地 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 鐵線路，成都因此成為 中國大陸 的城市中繼 北京 、 天津 、 上海 、 廣州 、 深圳 、 南京之后第七座擁有地鐵的城市。 成都地鐵 1 號(hào)線曾是中國第一條由路 地（中國鐵道部與成都市人民政府）共建共管的地鐵運(yùn)營線路。 圖 11 成都地鐵 1 號(hào)線站點(diǎn)分布圖 該線路北起 成華區(qū) 升仙湖，途徑 金牛區(qū) 、 青羊區(qū) 、 錦江區(qū) 、 武侯區(qū) ，南至 高新區(qū) 世紀(jì)城會(huì)展中心， 共 17 個(gè)地下車站，全長 ， 最高設(shè)計(jì)時(shí)速為 80km/h, 軌道采用 1435mm 標(biāo)準(zhǔn)軌距，由 DC1500V 牽引網(wǎng)為列車供電，車輛基地設(shè)在皂角樹車輛段，列車編組采用南車四方 B 型車， 6 車編組。 海洋公園站 在運(yùn)營初期暫不停靠。該線路基本與成都市南北中軸干道人民路及其延伸線重合，連接 火車北站 、 火車南站 、 天府廣場 等重要交通節(jié)點(diǎn)和騾馬市、跳傘塔、天府新城等城市商貿(mào)核心區(qū)域。 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 第 2章 牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線是由高壓電氣設(shè)備通過一定的接線，按其功能要求組成能接受和分配電能的電路，成為傳輸大電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次側(cè)接線。電氣主接線是牽引變電所設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成牽引供電系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。 電氣主接線的基本要求和設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)要求 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，應(yīng)從以下幾個(gè)方面來考慮： （ 1）該牽引變電所在整個(gè)牽引供電系統(tǒng)中的地位和作用； （ 2）該牽引變電所接 入該牽引供電系統(tǒng)的方式； （ 3）該牽引變電所的負(fù)荷性質(zhì)及運(yùn)行方式； （ 4）電氣設(shè)備的可靠程度。 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活的進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。不僅在正常狀態(tài)下能安全可靠的供電，在系統(tǒng)發(fā)生故障或電氣設(shè)備處于檢修或故障的情況下，也能適應(yīng)調(diào)度的要求，能靈活、簡便、迅速的轉(zhuǎn)換運(yùn)行方式，使停電時(shí)間最短，停電范圍最小，同時(shí)在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)還應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。 在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)，往往不能兼顧可靠性與經(jīng)濟(jì)性。因此，電氣主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下追求經(jīng)濟(jì)性，具體 應(yīng)從以下幾方面來考慮： （ 1）建設(shè)投資少 ； （ 2）占地面積小 ； （ 3）電能損失低 ； 設(shè)計(jì)原則 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 進(jìn)行牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循的總原則是： ① 符合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求； ② 符合相關(guān)政策和技術(shù)規(guī)范規(guī)程； ③ 結(jié)合具體工程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的主接線。為此，應(yīng)考慮下列情況： ； ； ； ； 。 設(shè)計(jì)程序 電氣主接線的設(shè)計(jì)伴隨著引變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程建設(shè)基本程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段四個(gè)階段。在各階段中隨要求任務(wù)的不同，其深度廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路方法步驟相同。 ，具體內(nèi)容如下： （ 1）本工程情況。主要包括：變電所類型；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量；變壓器容量及臺(tái)數(shù)；運(yùn)行方式等。 （ 2）電力系統(tǒng)情況。電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃 (5— 10 年 )；變電所在電力系統(tǒng)中的位置 (地理位置和容量位置 )和作用；本期工程和遠(yuǎn)景規(guī)劃與電力系統(tǒng)連接方式以及各 級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。 （ 3）負(fù)荷情況。負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。 （ 4）環(huán)境條件。當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔等因素對(duì)主接線中電器的選擇和配電裝置 的實(shí)施會(huì)有一定 影響。特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)子以重視。對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮。 （ 5）設(shè)備制造。為使設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要 電氣設(shè)備 的性能、制造能力 、 價(jià)格 、 供貨情況等資料 進(jìn)行 匯集并分析比較， 以 保證設(shè)計(jì)的 可行性和經(jīng)濟(jì)性。 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 主接線方案。根據(jù)設(shè)計(jì) 相關(guān) 要求， 結(jié)合對(duì) 原 始資料 的 分析，可擬定 一些主接線方案。 然后根據(jù) 對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上 比較 各方案的優(yōu)缺點(diǎn)， 最后選擇幾 個(gè) 符合要求的方案 ， 再從經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)行比較，從而確定最終方案 。 。 。對(duì)擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。 。 。 。包括：主要設(shè)備器材費(fèi)；安裝工程費(fèi)；其他費(fèi)用。 電氣主接線的基本型式及其特點(diǎn) 主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，可分為兩大類：有匯流母線的接線形 式和無匯流母線的接線形式。而有匯流母線的接線形式主要有單母線接線和雙母線接線。 單母線接線 圖 21 單母線接線圖 優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰，投資少，操作方便，便于擴(kuò)建； 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 缺點(diǎn)：可靠性和靈活性差，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)需要檢修或發(fā)生故障時(shí)，全所停電，檢修出線斷路器，該回路停電。 因此，這種接線只適用于小容量和用戶對(duì)供電可靠性不高的發(fā)電廠或變電所中。 圖 22 單母線分段接線 單母線分段接線又可分為以下幾種形式： ① 單母線隔離開關(guān)分段接線 ② 單母線斷路器分段接線； ③ 單母線帶旁路母線接線 ④ 單母線帶旁路母線分段接線。 優(yōu)點(diǎn)： ① 采用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可從不同段引出兩個(gè)回路，由兩個(gè)電源供電； ② 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常母線正常供電。 缺點(diǎn)： ① 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或需要檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間停電； ② 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 雙母線接線 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 圖 23 雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠；調(diào)度靈活；擴(kuò)建方便；便于試驗(yàn)。 缺點(diǎn)：增加投資；當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒閘操作電器，容易誤操作。為了避免誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)閉鎖裝置；當(dāng)饋出線斷路器或線路側(cè)隔離開關(guān)發(fā)生故障時(shí)停止對(duì)用戶供電。 橋型接線 圖 24 橋型接線 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 橋型接線的最大特點(diǎn)是采用的斷路器數(shù)量較少，一般采用的數(shù)量不大于出線回路數(shù)，從而使結(jié)構(gòu)簡單，投資較少，一般在 6~220kV 電壓級(jí)電氣主接線中廣泛采用，但這種接 線方式的可靠性和靈活較差，因此只適用于小型變電所中。 多角形接線 圖 25 多角形接線 多角形接線的斷路器互相連接而成閉合的環(huán)形，是單環(huán)型接線。這種接線方式在角數(shù)不多時(shí)，具有較高的可靠性和靈活性。而且因?yàn)閿嗦菲鲾?shù)量較少，利用也是有效的，故這種接線還具有較大的經(jīng)濟(jì)性。角數(shù)一般選取 3~5 角型為宜，并且變壓器與出線回路宜對(duì)角對(duì)稱布置。 單元接線 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 圖 26 單元接線圖 27 單元接線 單元接線是指直接將發(fā)電機(jī)和變壓器連接成一個(gè)單元， 組成發(fā)電機(jī) 變壓器組。它具有接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡便，以及因不設(shè)發(fā)電價(jià)電壓級(jí)母線，使得在發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，相對(duì)于有母線而言，短路電流減小等特點(diǎn)。 人民北路站牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線的基本要求 對(duì)電氣主接線的基本要求可從技術(shù)層面和經(jīng)濟(jì)層面兩方面來考慮。技術(shù)層面，要保證供電的可靠性和穩(wěn)