水利轨道交通牵引供电系统杂散迷流的危害及防治对策_梁日升

2014年第14期（总第293期）

NO.14.2014

( CumulativetyNO.293 )

地铁杂散电流，也叫做杂散迷流，管理不当，它会产生极大的腐蚀作用，对金属构件造成极大危害，更要注意的是，会破坏地下结构和其他系统，因为腐蚀作用不易发生，如果突然发生事故，常常会形成较大危害。所以，加强对杂散电流防护有着非常重要的作用和意义。

1　杂散迷流的产生、危害及分布规律

1.1　概念

地铁杂散电流也叫做地铁迷流，主要指的是，运用直流供电作为牵引动力的列车，在运行过程中泄漏到道床和周围土壤中的电流。列车的直流牵引一般情况下采用正极接触网，将走行轨作为负回流路线，而走行轨位于道床和轨枕上，如果绝缘出现问题，则有可能使电流进入大地，形成杂散电流。

1.2　产生的危害

（1）杂散电流腐蚀地铁附近金属物体。地铁隧道在地下其环境非常潮湿，隧道中的水蒸气多为酸性，容易和金属产生腐蚀性的化学反应，腐蚀产生物为金属的铁锈。

在一般情况下，杂散电流会将排流网作为流运通道，在回流点处，杂散电流从排流网的结构钢中流出，所以导致结构钢失去电子，本身带有正电，铁离子和空气中的硫酸根离子结合发生反应，成为硫酸盐，所以遭到腐蚀。而地铁迷流腐蚀地下的金属管线和地下结构中的钢筋，性质表现为电化学腐蚀，一般会出现局部腐蚀，由于迷流作用产生的腐蚀，和钢铁在电解质中的自然腐蚀不同，迷流腐蚀的破坏力要大得多，有时超过几千倍，如果地下管线长期遭受迷流的腐蚀，几个月内就会损坏。

（2）破坏混凝土结构。由于腐蚀作用而产生的腐蚀废物，会沉淀于钢筋或钢管表面成为锈层，因为自身产生膨胀作用而导致混凝土涨裂。由于铁锈体积的出现，使钢筋体积出现膨胀，形成对周围混凝土的压力，在混凝土内部产生拉应力，混凝土本身不能抵抗拉应力，所以沿钢筋方向会开裂。

（3）杂散电流腐蚀埋地管线。位于地铁系统附近的地管线有：自来水管线、石油管线、蒸汽管线、煤气管线等，另外还有一些电缆管。杂散电流常常会集聚于此，形成腐蚀，所以在设计和建设地铁时，应该考虑到这一严重问题，否则会产生严重后果。

（4）杂散电流造成人身触电。一般情况下，地铁都是使用长轨，是由很多节轨道焊接在一起的，在轨道接缝处存在较大的电阻，会使轨道和结构钢之间的电位差增大，假如发生轨道接缝的开裂现象，则会引起轨道接缝电阻更大，导致轨道和结构钢的电位差更高，如果人位于站台上，当电位差达到一定程度时，会对人身安全构成严重威胁。

（5）杂散电流对通信的影响。由于杂散电流的出现，还会在附近接地的通信设备上形成高电位，使设备安全和人员安全不能保障，杂散电流会使通信导线和大地之间造成电位差，出现电猝发和浪涌构成城市杂波，严重影响周围的信息设备和精密仪器的正常运行，接触导线还是车辆内高次谐波的发射天线，由于出现辐射而导致周围的电磁环境受到严重干扰。

1.3　杂散电流分布的一般规律

（1）如果列车在区间中间位置运行，那么轨道电压出现正的最大值，钢轨成为阳极区；在回流点位置，

水利轨道交通牵引供电系统杂散迷流的

危害及防治对策

梁日升

（深圳市地铁集团有限公司，广东深圳 518000）

摘要：在城市地铁和轻轨等轨道交通运输系统中，大多都是利用直流牵引，走行轨回流，一些电流将利用走

行轨进入地下，严重危害了地下或地面的金属构件，如钢筋、地下管线，进而影响地铁交通的安全和质量控制。文章主要分析了杂散迷流的产生和危害性，并提出了一些防治和保护措施。

关键词：轨道交通；牵引供电系统；杂散迷流；地铁杂散电流

中图分类号：U284 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）14-0103-02

DOI:10.13535/https://www.wendangku.net/doc/c96996392.html,ki.11-4406/n.2014.14.051

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轨道电压出现负的最大值，排流网位于阳极区，成为杂散电流腐蚀最为严重的地区。

（2）由于列车牵引电流的不断增大，轨道电压也会增大，并且增长幅度很大，开车部位的轨道电压最大，虽然因为列车牵引电流不断增大，杂散电流也增大，但增加幅度不明显。

（3）由于轨道纵向电阻不断增大，轨道电压也会不断增大，在最初轨道纵向电阻值较小时，杂散电流不会出现明显变化，但因为轨道纵向电阻的不断增大，杂散电流的增长会非常快。

（4）轨地过渡电阻严重影响杂散电流的分布，过渡电阻越小，则杂散电流越大。如果过渡电阻会大于15Ω?km，则可以忽略杂散电流；如果过渡电阻大于3Ω?km，杂散电流不会发生明显变化；如果过渡电阻＜3Ω?km，则会使杂散电流发生明显变化；如果过渡电阻＜1Ω?km，则会出现严重的杂散电流泄漏，则需马上采取一定的方法进行处理。

（5）如果供电区间的距离很大，则会使轨道电压和杂散电流不断增加，并且增长速度也会很快，因此，要尽量缩短供电区间的距离，可以减少杂散电流。

2　防护对策

地铁工程属于大型重点工程，因此一定要保证地铁工程的质量，注重安全第一，坚持做好预防工作和监测工作，严防发生泄漏事故，可以不断改善轨道交通系统，改进地下金属结构，做好科学监测杂散电流的工作，才能不断减少杂散电流的危害。

2.1　改进轨道交通系统

应该不断减小回流轨的电阻，可以采用增加回流轨截面积的方法，创造连续的电气通路，争取缩短变电所之间的距离，增大泄漏对地电阻，增大轨道对地电阻，对正线轨道不断加强管理，同时要保证车辆段的轨道绝缘。

2.2　改进轨道交通系统附近的地下金属结构

在轨道附近的新建结构中要选择合理的位置，防止电缆和管线与一些结构接触，要保证管线和电缆的金属铠装的绝缘性能，可以将绝缘材料涂于结构钢表面，容易受腐蚀影响的结构要相互连接，并与地铁的回流电路连接在一起。

2.3　控制钢轨电压

将钢轨电压控制在稳定范围内，将泄漏电流降到最小，依据所在部位钢轨对地电压的高低，将负馈电线的电压施加到钢轨上，尽量保证钢轨电压都相同，可以消除钢轨和大地的电位差。利用向埋地电极施加支流偏压的方法，将钢轨对地泄漏电流吸引过来。在道岔、铁路桥梁、隧洞、路基不良部位，可以埋设电极，将支流电源设于电极和钢轨之间。

2.4　实施自动化的杂散电流监测

（1）本体电位与极化电位。利用参比电极，可以测量结构钢的极化电位，但随着时间的延长，参比电极的本位电位会不断下降，如果下降到一定程度，则会使测量的精度不准确，所以，一定要做好参比电极本位电位的监测工作。

（2）结构钢极化电压正向偏移平均值。地铁轨道泄漏出来的杂散电流，能不能引起附近结构钢筋的腐蚀，决定于杂散电流引起结构钢筋的极化电位偏移值。依据《CJJ49-92地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》中的3.0.5条规定，位于混凝土当中的钢筋，极化电压在30分钟内的正向偏移值不能超过0.5V，可以将此作为地铁设计监测的重要依据。

（3）钢轨对结构钢的电压值。地铁轨道和站台间有可能出现异常电压，为了保障乘客和工作人员的人身安全，有效控制钢轨和结构钢间的接触电压，根据标准VDE0115第一部分（6/82）所规定，轨道和结构钢之间的电位差不能超过92V。还有，分析钢轨和结构钢之间的电压值，也可以确定钢轨的运行情况，从而断定钢轨有没有出现裂缝。

（4）轨道对结构钢的过渡电阻值。为了得到轨道绝缘的重要参数，可以通过考察轨道和结构钢的过渡电阻值来得到，依据《CJJ49-92地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》，地铁走行轨和结构钢的过渡电阻不能比15欧?公里小。假如出现轨道和排流网接地现象，则会使过渡电阻成零。所以，利用监测系统每天观察这一数据，可以保证地铁的稳定运行。

另外，还需要加强日常检查和维护，如需要做好排留网的日常检查和维护、做好接地极维护等工作，检查相关物件是不是存在腐蚀、锈浊、防漆脱落等，缺乏设备设施的安全稳定运行和状态的良好。

参考文献

[1] 李亚宁．地铁杂散电流防护方案与设计[J]．科技

信息，2010，（35）.

[2] 蒋雪峰，邱忠才，孟军，靳红云．对地铁中杂散

电流泄漏造成腐蚀问题的探索[J]．中国科技信息，2009，（2）.

[3] 周义平．兰新铁路第二双线风沙防护措施[J]．民

营科技，2011，（4）.

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城市轨道交通牵引供电系统复习资料

城市轨道交通牵引供电系统复习资料 第一章电力牵引供电系统概述 1、电力牵引的制式概念： 供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流或电压制式，包括直流/交流制、电压等级、交流电频率、交流制中单相/三相等问题。 2、电力牵引系统性能要求： ①启动加速性能：启动力矩大，加速平稳； ②动力设备容量利用充分：轻载时，运行速度高；重载时，运行速度可以低一些。功率容量 P=FV近似于常数； ③调速性能：速度调节容易实现，能量损耗小。 满足上述条件：直流串激（串励）电动机。 3、直流串励电动机优缺点： 通过串联电阻调速，原理简单，调速范围宽，供电系统电压损失和能量消耗较大，而且需要换向。 4、城市轨道交通牵引制式：直流供电制式。 城市轨道机车功率不大，供电半径小，城市之间运营供电电压不能太高，以确保安全。我国国标规定采用750V 和1500V直流供电两种制式，不推荐600V。 5、城市轨道交通电力牵引供电系统组成：发电厂（站）、升压变压器、电力网（110-220KV）、主降压变电站（110~220KV→10~35KV）、直流牵引变电所（10~35KV→1500、750V）、馈电线、接触网、走行轨道、回流线。 6、组成统一的电力供电系统的优点： ①充分利用动力资源；②减少燃料运输；③提高供电可靠性；④提高发电效率。 7、环形供电接线：由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环行。 8、环形供电接线的优缺点：环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个主降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一个牵引变电所的正常

供电。但其投资较大。 9、双边供电接线：由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都经过其母线联接，为了增加供电的可靠性．用双路输电线供电，而每路按输送功率计算。这种接线可靠性稍低于环行供电。当引入线数目较多时，开关设备多，投资增加。 10、电网向牵引变电所供电形式：环形供电接线、双边供电接线、单边供电接线、辐射形供电接线。 11、最简单单相半波整流： 12、单相半波整流原理：13、单相全波整流原理： 14、三相半波整流原理：

城市轨道交通供电技术课后习题与答案

第一章 1、城市轨道交通的特点是什么？ 安全，快捷，准时，舒适，运量大，无污染，占地少且不破坏地面景观。 2、城市轨道交通有哪些类型，各有什么特点？（特点只列举了突出点） （1）地铁：单向运量3-7万人次/h ,建设成本最高 （2）轻轨：单向运量2-4万人次Ph （3）市郊铁路：单向运量6-8万人次/h ,建设成本最低，站间距大，速度最快。 （4）独轨：单向运量1.2万人次/h。无法与其他三种接轨 3、城轨供电系统的功能及要求是什么？ 功能：全方位的服务，故障自救，系统的自我保护，防止误操作，方便灵活的调度, 完善的控制、显示和计量，电磁兼容。 要求：安全，可靠，调度方便，技术先进，功能齐全。 4、城轨供电系统有哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？ （1）外部供电系统（中压环网供电系统） （2）牵引供电系统 （3）动力照明供电系统 5、城轨供电系统采用何种供电制式？ （1）直流制式 （2）低频单相（少用） （3）工频单相 （4）交流制式（淘汰）6、迷流腐蚀形成的原因是什么，如何防护？ 原因：钢轨和隧道或道床等结构之间绝缘电阻不是很大。牵引电流泄漏到隧道或道床等结构钢上，再流回牵引变变电的负极。 危害：（1）引起过高的接地电位，使某些含有电气接地装置的设备无法正常运行。 （2）弓I起牵引变电所的框架保护动作，进而使得牵引变电所的断路器跳闸，造成大范围停电事故。 （3）电腐蚀使得地下钢结构的寿命缩短 防护原则：堵，排，监测 防护措施： （1）降低走行轨的对地电位 （2）增加走行轨对地的过渡电阻 （3）敷设迷流收集网

第二章 1、城轨交通供电系统对电源有哪些要求？ （1）2路电源来自不同的变电所或同一变电所的不同母线。 （2）每个进线电源的容量应满足变电所全部以、二级负荷的要求 （3）2路电源分别运行，互为备用，一路故障，另一路恢复供电 （4）电源点尽量靠近城轨交通路线，减少电缆通道的长度 （5）要求应急电源系统能够满足一定的牵引负荷，保证正常运输的动力照明负荷 2、城轨交通供电系统的电源电压等级有哪几种？ 集中式一般为IOKV东北地区沈阳，哈尔滨为66KV 分散式为35KV或10KV 3、城轨交通供电系统为什么会产生谐波？如何治理？ 因为城轨交通中广泛使用各种交直流换流装置以及双向晶闸管可控开关设备，这些设备均为谐波源。 治理：（1）增加牵引整流机组的脉波数 （2）安装滤波装置或谐波补偿装置 4、外部供电系统对城轨交通供电系统是供电方式有哪几种？各有什么特点？ （1）集中式供电，采用专用主变电所构成的供电方案，有利于城轨公司的运营和管理，各牵引变电所和降压变电所由环网电缆供电，具有很高的可靠性。 （2）分散式供电，在地铁沿线直接由城市电网引入多路地铁所需要的电源。 （3）混合式供电，以集中式供电为主，个别地段直接引入城市电网电源作为补充，供电系统更加完善可靠。 5、城轨交通主动变电所的位置应如何选择？ （1）应尽量靠近城市轨道交通路线，接近负荷中心 （2）各主变电所的负荷平衡，两侧的供电距离基本相同 （3）靠近城市轨道交通车站 （4）考虑路网规划与其他城市交通路线资源共享，并预留电缆通道和容量6、什么是中压网络？ 通过中压电缆，纵向把上级主变电所和下级牵引变电所，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，便构成了中压网络。 7、中压网络有哪些电压等级？ 35，20,10,6,3KV 8、中压网络有哪些结构形式？ （1）树形（针对集中式供电） （2）点对点式（针对分散式供电） 第三章 1、城轨交通牵引变电所的类型有哪些？

城市轨道交通供电方案研究

城市轨道交通供电方案研究 Study on Scheme for Urban Track Transportatoin System Power Supply 东莞电力设计院欧阳慧林 Dongguan Electric Power Design Institute Ouyang Huilin 摘 要：城市轨道供电系统供电的高可靠性、多电源点接入、建设的周期长，成为轨道交通建设和规划中优先考虑的问题。以东莞市为例，对城市轨道交通的电压等级、中压网外部电源供电和运行方式等作分析比较，提出适合该市轨道交通的供电方案。 Abstract: High reliebility, multi-power-source connection, long construction period are the first importance to be taken into account for the urban track transportatoin system. With Dongguan city as example, having compared and analyzed the selection of rated voltage, the scheme for connecting the mid-voltage networks to power source and the running arrangement of the supplying networds, a proper scheme for urban track transportatoin system power supply is drawn. 关键词：城市轨道交通供电方案 中压供电网络 Key words：Urban track transportatoin Scheme of power supply system Mid-voltage network 中图分类号：TM926 文献标识码：B 比较，提出东莞的城市轨道交通的供电方案。 1.引言 2.轨道外部电源供电方式分析及比较 随着经济的快速发展，轨道交通作为一种安 全、高效、环保、舒适的城市交通运输方式引起城市轨道交通线路的用电负荷呈线状分布，越来越多城市的重视，很多城市正在建设或者把大量供电牵引整流机组的配电变压器沿轨道交通其纳入城市规划。轨道交通供电的特点是：供电线分散设置。对于这种负荷分布，通常有三种供 电方式，即集中、分散和混合供电方式。 可靠性要求高、接入电源点多；而轨道沿线地区 集中供电方式是：为轨道交通供电系统设置经济发达，土地资源宝贵。所以，轨道交通供电 专用主变电所，将城市电网的电源(通常为系统的选址和落实成为轨道交通建设的重点和难 110kV等级)降压后向城市轨道交通的牵引、降压点，是规划和建设中首要考虑的问题。下面以东 莞市为例，对城市轨道交通的外部电源电压等变电所供电。集中供电方式特点是：城市电网提级、中压电网络的供电和运行方式等，进行分析供的电源点少、电压等级高、进线少、电源可GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG (上接第63页)系统的设计与实现[J].电力系统自动化,2004,28(9):74~76 [4] 王士彬,孙才新,姚陈果等.10kV配网内外过电压出，三相电网在开关操作的过程中出现高频振 在线监测系统及波形分析[J].高电压技术,2004,30 荡，随后都衰减至零。 (6):64~66 5.结论 [5] 周凯,张涛,董秀成等.基于电容分压的配电网过 过电压在线监测系统采用特制的电压传感电压在线监测.电力系统自动化,2007,31 (21):86~89 器，体积小，暂态特性好。现场运行实践表明监[6] 张仁豫,陈昌渔,王昌长.高电压试验技术[M].北测系统性能良好，工作稳定可靠，能满足电力系京:清华大学出版社,2003 统内外过电压在线检测的要求。[7] 兰海涛,司马文霞,姚陈果等.高压电网过电压在参考文献：线监测数据采集方法研究[J].高电压技术,2007, [1] 孙才新,司马文霞,赵杰等.特高压输电系统的过33(3):79~82 电压问题[J].电力自动化设备,2005,25(9):5~9作者简介： [2] 张危钹,何金良,高玉明.过电压防护及绝缘配合李露(1980-)，女，硕士，主要从事电力系统设计。[M].北京:清华大学出版社,2002刘伟明(1980-)，男，硕士，主要从事电力系统规划 [3] 姚陈果,孙才新,米彦等.配电网过电压在线监测设计。

轨道交通 供电系统

毕业设计文件 设计题目: 城市轨道交通供电系统概述与分析————专业： 指导教师：

设 计 任 务 城市轨道交通供电系统概述及分析 设计要求分析地铁供电系统；绘制电路图； 分析特殊案例 设计成果 设计进程 指导教师评语 评阅人评语 成绩设计成绩指导教师评阅成绩评阅教师答辩成绩答辩负责人总评负责人

摘要： 近几年来，随着我国大城市交通压力的逐渐增大，城市轨道交通系统的发展步伐亦逐日加快。本文主要介绍了城市轨道交通供电系统的构成以及详细介绍了各部分的功能及分类，总结了国内外各城市地铁供电系统的应用方式。 因本人专业偏向于弱电，所以本文在全面总结城市轨道供电系统的前提下，着重介绍了变电所内的二次设备，从设备的种类、分类、用途以及构造方面加以了解。同时以沈阳地铁为案例介绍、分析了此轨道交通供电系统方案。 关键词：轨道交通供电系统二次设备 Abstract： In recent years, with the city traffic pressure increase gradually, the development of urban rail transit system is accelerated pace of daily. This paper mainly introduces the power supply system of urban rail transit are introduced in detail the composition and function of each part and classification, summarizes the domestic and international every city metro power system application. Because I am in favour of professional, so this weak in comprehensive summary of urban rail power supply system, emphatically introduces the condition of equipment, within the substation equipment types, from classification, applications and structural aspects. In case of shenyang subway is introduced and analyzed the rail traffic system. Key words:Rail transit Power supply system Second equipment

城市轨道交通供电系统

城市轨道交通供电系统分析 摘要: 本文从城市轨道交通供电系统的功能、构成、以及系统的外部电源方案等 方面对城市轨道交通供电系统进行了简述。在此基础上引入了城市轨道交通供电系 统中压网络的概念，中压网络有两大属性：一是电压等级，二是构成形式。轨道交 通配电作为轨道交通的重要构成部分，起着非常重要的作用。最后提出变电所综合 自动化的重要性。 关键字: 城市轨道交通供电系统；中压网络；配电系统；变电所综合自动化 0 引言 城市轨道交通供电系统是将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称。城市轨道交通供电系统，担负着运行所需的一切电能的供应与传输，是城市轨道交通安全可靠运行的重要保证。 城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。一是电动客车运行所需要的牵引负荷，二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电，诸如：通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。 在上述用电群体中，有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷；有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准，而且这种要求和标准又相差甚远。城市轨道交通供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求，以使其发挥各自的功能与作用。 保证电动客车畅行，安全、可靠、迅捷、舒适地运送乘客，是供电系统的根本目的。 1 城市轨道交通供电系统的主要功能 （一）、城市轨道交通电动车组运行所需电能供应；牵引用电。 （二）、城市轨道交通机电设备运转所需电能供应：风机、空调、自动扶梯、电梯、水 泵、加工设备等。 （三）、城市轨道交通通信信号设备运行所需电能供应。 （四）、城市轨道交通照明及其他生产生活用电供应。 2 城市轨道交通供电系统的组成 城市轨道交通供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力系统和城市轨道

城市轨道交通供电技术课后习题答案

第一章 1、城市轨道交通的特点是什么 安全，快捷，准时，舒适，运量大，无污染，占地少且不破坏地面景观。 2、城市轨道交通有哪些类型，各有什么特点（特点只列举了突出点） （1）地铁：单向运量3-7万人次/h，建设成本最高 （2）轻轨：单向运量2-4万人次/h （3）市郊铁路：单向运量6-8万人次/h，建设成本最低，站间距大，速度最快。 （4）独轨：单向运量1.2万人次/h。无法与其他三种接轨 3、城轨供电系统的功能及要求是什么 功能：全方位的服务，故障自救，系统的自我保护，防止误操作，方便灵活的调度，完善的控制、显示和计量，电磁兼容。 要求：安全，可靠，调度方便，技术先进，功能齐全。 4、城轨供电系统有哪些部分组成各组成部分的作用是什么 （1）外部供电系统（中压环网供电系统） （2）牵引供电系统 （3）动力照明供电系统 5、城轨供电系统采用何种供电制式 （1）直流制式 （2）低频单相（少用） （3）工频单相 （4）交流制式（淘汰） 6、迷流腐蚀形成的原因是什么，如何防护 原因：钢轨和隧道或道床等结构之间绝缘电阻不是很大。牵引电流泄漏到隧道或道床等结构钢上，再流回牵引变变电的负极。 危害：（1）引起过高的接地电位，使某些含有电气接地装置的设备无法正常运行。 （2）引起牵引变电所的框架保护动作，进而使得牵引变电所的断路器跳闸，造成大范围停电事故。 （3）电腐蚀使得地下钢结构的寿命缩短 防护原则：堵，排，监测 防护措施： （1）降低走行轨的对地电位 （2）增加走行轨对地的过渡电阻 （3）敷设迷流收集网 第二章 1、城轨交通供电系统对电源有哪些要求 （1）2路电源来自不同的变电所或同一变电所的不同母线。 （2）每个进线电源的容量应满足变电所全部以、二级负荷的要求 （3）2路电源分别运行，互为备用，一路故障，另一路恢复供电 （4）电源点尽量靠近城轨交通路线，减少电缆通道的长度 （5）要求应急电源系统能够满足一定的牵引负荷，保证正常运输的动力照明负荷。 2、城轨交通供电系统的电源电压等级有哪几种 集中式一般为10KV，东北地区沈阳，哈尔滨为66KV

城市轨道交通牵引供电系统

1牵引供电系统：从主降压变电站（当它不属于电力部门时）及其以后部分统称“牵引供电系统” 2杂散电流：绝大多数电力牵引轨道交通线路是以走行轨为其回路的，由于钢轨大地之间不是绝缘的，因此回流电流必有部分经大地回牵引所，这部分电流因土壤的导电性质，地下管道位置不同，可以分布很广，故称杂散电流。 3.GIS：六氟化硫全封闭组合电器，它是在六氟化硫断路器的基础上把各种控制保护电器全部封装的组合电器设备。 4远动控制：又称遥控即在远离变电所（执行端）的电气设备进行控制。 5距离控制:即在主控制室内对变电所的一次设备集中进行控制监测，开关位置信号-中央信号以及继电保护装置等都配置在主控制室的屏台上，便于监视和管理运行。 6安装接线图：为二次设备的制造安装或调试检修而专门绘制的安装图 7二次原理图：也称归总式原理图，用来表示二次设备中的监视仪表，控制与信号，保护和自动装置等的工作原理图。 一．简述断路器的主要功能？答：断路器又叫高压开关，断路器不仅可以切断和闭合高压电路的空载电流和负载电流，而且，当系统发生故障时，它与保护装置相配合，可以迅速地切断故障电流，以减少停电范围，防止事故扩大，保证系统的安全运行。 二．简述地铁动力照明结构及功能？答： 三．简述直流牵引所的保护？答： 四．接触网设计过程中应满足什么要求？答：1.接触网 悬挂应弹性均匀高度一致， 在高速行车和恶习的气象 条件下，能保证正常取。2. 接触网结构应力求简单，并 保证在施工和运营检修方 面具有充分的可靠性和灵 活性。3.接触网寿命应尽量 长，具有足够的耐磨性和抗 腐蚀能力。4.接触网的建设 应注意节约有色金属及其 他贵重材料，以降低成本。 五．简述地面架空接触网组 成及功能？答：架空式接触 网由接触悬挂，支撑装置， 支柱与基础设施几大部分 组成。接触悬挂是将电能传 导给电动车组的供电设备。 支持装置用来支持悬挂，并 将悬挂的负荷传递给支柱 和固定装置。支柱与基础用 以承受接触悬挂和支撑装 置所传递的负荷（包括自身 重量），并将接触线悬挂固 定在一定高度。 六．简述地下迷流防护措 施？答：在电力牵引方面： 提高供电电压，减小牵引所 距离，采用双边供电，减小 钢轨电阻，增加回流线减少 回流电阻，增加到道泄漏电 阻，定期检测。在埋设金属 管方面:尽量远离，在金属表 面或接头处采用绝缘，采用 防电蚀电缆线路，在电缆上 包铜线套钢管，在地下管道 涂沥青包油毡，设排流装 置。 七．牵引变电所计算需要的 参数有那些？答：1.馈电线 及牵引变电所的平均电流， 有效电流，最大电流；2.电 动车辆或机车在供电区段 内运行时的平均电压损失 及最大电压损失；3.接触网 中平均功率损失等 八．高压控制电路构成及作 用？答：主要由控制元件， 中间放大元件与继电器以 及操作机构等几部分组成。 1控制元件：运行人员用来 发出开关跳，合闸操作命令 的操作按钮。2 中间放大元 件与继电器：将控制元件的 操作命令转化成高压开关 的电磁操作机构所需要的 大电流。3操作机构;直接对 高压开关进行分，合闸操 作。 九．电气主接线的要求是？ 答：可靠性:保证在各种运行 方式下，牵引负荷以及其他 动力的供电连续性。灵活 性：在系统故障或变电所设 备故障和检修时，能适应调 度的要求，灵活便捷迅速地 改变运行方式，且故障影响 的范围最小。安全性：保证 在进行一切操作切换时，工 作人员和设备的安全以及 能在安全条件下进行维护 检修工作。经济性应使主接 线投资与运行费用达到经 济合理。 十．简述断路器控制回路的 要求？答;1高压开关的合 跳闸回路是按短路通过大 电流脉冲来设计的。操作或 自动合跳闸完成后，应迅速 自动断开跳合闸回路以免 烧损线圈。2控制回路应能 在控制室由控制开关控制 进行手动跳合闸，又能在自 动装置和继电保护作用下 自动合闸或跳闸，同时能由 远方调度中心发送控制命 令进行跳合闸。3应具有高 压开关位置状态的信号，事 故跳闸与自动合闸的闪光 信号。4.具有防止断路器多 次合跳闸的“防跳”装置。 5.采用液压和气压操作的机 构，跳合闸操作回路中应分 别设有液压和气压闭锁，在 低于规定标准压力情况下， 闭锁操作回路。断路器和隔 离开关配合使用时，应有防 误操作的闭锁措施。6.对跳 合闸回路及其电源的完好 性，应能进行监视。

牵引供电系统简介.

牵引供电系统简介 （丁为民） 一、系统功能 牵引供电系统的主要功能是：将地方电力系统的电源（交流电气化铁路： AC110 kV或AC220kV ，城市轨道交通：中心变电所AC220kV 或AC110kV →AC35 kV 环网）引入牵引供电系统的牵引变电所，通过牵引变压器变压为适合电力机车运行的电压制式（交流电气化铁路：AC25kV 或AC2×25kV ，城市轨道交通：DC750V 、DC1500V 或DC3000V ），向电力机车提供连续电能。 电力牵引负荷为一级负荷，引入牵引变电所的外部电源应为两回独力可靠的电源，并互为热备用，能够实现自动切换。 交流电气化铁路及城市轨道交通牵引供电系统简图分别如图1.1和图1.2所示。 图1.1 交流电气化铁路牵引供电系统

图1.2 城市轨道交通牵引供电系统 二、牵引网供电方式 1. 交流电气化铁路 交流电气化铁路牵引网供电方式大体上可分为三种：直接供电方式（包括带回流线的直接供电方式）、BT 供电方式和AT 供电方式。 （1）直接供电方式 直接供电方式又可分为不带回流线直接供电方式(图2.1 和带回流线的直接供电方式(图2.2 两种。 图2.1 不带回流线的直接供电方式

图2.2 带回流线的直接供电方式 不带回流线的直接供电方式在我国早期的电气化铁路中采用，机车电流完全通过钢轨和大地流回牵引变电所，牵引网本身不具备防干扰功能。在接地方面，每根支柱需单独接地（设接地极或通过火花间隙），或者通过架空地线实现集中接地（架空地线不与信号扼流圈中性点连接）。 带回流线的直接供电方式，机车电流一部分通过钢轨和大地流回牵引变电所（约70%），其余通过回流线流回牵引变电所（约30%）。由于流经接触网的电流和流经回流线的电流虽然大小不等，单方向相反，且安装高度比较接近，两者对铁路沿线通讯设施的电磁干扰影响趋于抵消，因此牵引网本身具备防干扰功能。在接地方面，接触网支柱通过回流线实现集中接地，回流线每隔一个闭塞分区通过吸上线（铝芯或铜芯电缆，常用VLV-70和2xVLV-150）与信号扼流圈中性点连接（吸上线间距3～4km ）。 （2） BT 供电方式 BT （Boost Transformer）供电方式又称吸流变压器供电方式，也是在我国早期电气化铁路中有采用，其主要目的是为了提高牵引网防干扰能力，但随着通讯线路电缆化和光缆化，防干扰矛盾越来越不突出，其生命力也已大大降低，该种供电

城市轨道交通供电系统中压网络

城市轨道交通供电系统的中压网络研究一、供电系统的简介及中压网络的概念 1、城市轨道交通供电系统的功能 城市轨道交通供电系统，担负着运行所需的一切电能的供应与传输，是城市轨道交通安全可靠运行的重要保证。 城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。一是电动客车运行所需要的牵引负荷，二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电，诸如：通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。 在上述用电群体中，有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷；有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准，而且这种要求和标准又相差甚远。城市轨道交通供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求，以使其发挥各自的功能与作用。保证电动客车畅行，安全、可靠、迅捷、舒适地运送乘客，是供电系统的根本目的。 2、供电系统的构成 根据功能的不同，对于集中式供电，城市轨道交通供电系统可分成以下几部分：外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。对于分散式供电，城市轨道交通供电系统则可分成以下几部分：外部电源、(电源开闭所)、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。牵引供电系统，又可分成牵引变电所与牵引网系统。动力照明配电系统，又可分成降压变电所与动力照明。 但在进行初步设计与施工设计时，为便于设计管理，供电系统往往被划分成：系统设计；主变电所设计；牵引变电所(或牵引降压混合变电所)及降压变电所设计；牵引网设计；电力监控系统设计；杂散电流腐蚀防护设计(注：动力照明随同土建一起设计)。 3、外部电源方案 城市轨道交通系统的外部电源方案，根据城市电网构成的不同特点，可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。 (1) 确定外部电源方案的原则 城市轨道交通作为城市电网的特殊用户，一般用电范围多在10km~30km之间。城市轨道交通系统的外部电源方案，主要有集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟采用何种方式，应通过计算确定需要负荷之后，根据城市轨道交通路网规划、城市电网构成特点、工程实际情况综合分析确定。 (2) 集中式供电 在城市轨道交通沿线，根据用电容量和线路长短，建设专用的主变电所，这种

轨道交通牵引供电系统综述

轨道交通牵引供电系统综述 在各行各业不断发展的今天，轨道交通扮演了非常重要的角色，可以说轨道交通已经成为了现如今生活生产中必不可少的一项组成内容。在轨道交通系统中，牵引系统是重要的组成内容，所以也是轨道交通研究人员重点关注的内容。为了进一步保证轨道交通系统的安全性和可靠性，本文将就轨道交通牵引供电系统展开论述。 标签：轨道交通；牵引供电；供电系统 1 牵引变压器 1.1 普通铁路牵引变压器 普通铁路牵引变电所内的牵引变压器设置了两台，一旦其中一台出现故障那么另一台将启动保证正常供电。原变压电压等级主要是以110kv为主，电气化铁路牵引变电器多选择V/v接线的方式，有时在交大外部电源容量时会采用单相接线形式变压器。 1.2 高速铁路牵引变压器 我国的高速铁路通常采用的是V/x接线牵引变压器。这种牵引变压器方式的构成主要是两台单相变压器，变压器分别和接触网和负馈线连接，中间抽头和钢轨连接。 2 牵引供电系统 2.1 牵引变电站 2.1.1 牵引变电站位置确定 牵引变电站与车站内的降压变电站一起组成牵引降压混合变电站，然而并不是每个车站都是牵引降压混合变电站。它的设置取决于牵引系统网络结构、牵引网电压等级、牵引网电压损失、供电质量，并涉及到杂散电流防护、线路能耗、土建造价及运营维护等因素。 2.1.2 牵引变电站设备 牵引变电站的主要设备是27.5kV开关柜、整流变、整流器、直流1500V正负母排、直流高速开关。27.5kV开关柜应选用SF6绝缘全封闭组合电器，以减少占地面积。27.5kV开关柜进线还配有避雷器，防止雷电波入侵。整流器组由24个整流二极管与24个保护二极管组成，每个牵引变电站有两套整流器组，每套整流器为6相12脉波整流，单独运行时输出的为12脉波的脉动电流，两套并

城市轨道交通供电系统研究与设计

科研训练结题报告 城市轨道交通供电系统研究与设计 指导教师：张俊芳 学生姓名：尹兆京梁华斌宁玉可学号： 1010190456 10101904

一．背景介绍 目前，大力发展城市轨道交通已成共识。我国城市轨道交通事业正面临着前所未有的良好发展环境和难得的发展机遇。 进入21世纪，我国城市轨道交通建设将进入快速发展的阶段据。初步统计，国内目前已有十几座城市正在建造快速轨道交通工程，已实现运营线路总长度近400。另外还有相当数量的大中城市，正在着手不同类型轨道交通建设的前期筹备工作，预计在未来中国城市发展中，轨道交通的建设速度将会不断加快。 二、相关知识简介 1、城市轨道交通供电系统（）由电力系统经高压输电网、主变 电所降压、配电网络和牵引变电所降压、换流（转换为直流电）等环节，向城市轨道快速交通线路运行的动车组输送电力的全部供电系统。 城市轨道交通供电系统通常包括两大部分，即对沿线牵引变电所输送电力的高可靠性专用外部供电系统；以与从直流牵引变电所经降压、换流后，向动车组电的直流牵引供电系统。其大致的示意图如下： 图2-1 地铁供电系统 从发电厂（站）经升压、高压输电网、区域变电站至主降压变电站部分通常被称为牵引供电系统的“外部（或一次）供电系统”。 从主降压变电站（当它不属于电力部门时）与其以后部分统称为“牵引

供电系统”。它应该包括：主降压变电站、直流牵引变电所、馈电线、接触网、走行轨与回流线等。直流牵引变电所将三相高压交流电变成适合电动车辆应用的低压直流电。馈电线是将牵引变电所的直流电送到接触网上。接触网是沿列车走行轨架设的特殊供电线路，电动车辆通过其受流器与接触网的直接接触而获得电力。走行轨道构成牵引供电回路的一部分。回流线将轨道回流引向牵引变电所。 2、供电制式主要包含电流制、电压等级和馈电方式，世界各国城市轨道 交通均采用直流供电制式，这是因为城市轨道交通车辆功率相对城际列车是很小的，其供电距离较短，对供电电压要求不高。其电压在6001500V之间，我国规定采用750V和1500V两种。牵引网馈电方式分为架空接触网和接触轨两种基本类型。一般750V采用第三轨馈电方式，1500V采用架空接触网馈电方式。采用哪种供电制式必须根据城市具体条件与要求，综合分析论证，经测算采用750V 与1500V供电方式单位工程成本接近，从经济上、运营维护的合理性以与备件的通用性等多方面考虑，选用1500V更有利一些。选择合理的供电制式要依据以下原则： 1.要与客流量相适应。城市轨道交通设计的基础为预期乘坐旅客流量。根据预测客流量选择合适的电动客车类型，一般大运量的城市轨道交通系统，多采用1500V电压，架空接触网馈电；中小运量的城市轨道交通系统多采用750V和接触轨馈电方式。比如上海、广州和大连采用1500V接触网馈电；长春轻轨采用750V接触网馈电。 2.供电要求安全可靠。城市轨道交通是城市公共交通系统中的脊梁，一旦发生故障，造成列车停运，就会影响市民生活，引起城市交通混乱。安全可靠是选择供电制式的重要条件之一。 3.牵引网使用寿命长，减少维修工作量，降低轨道交通运营成本。 4.根据城市人文景观、地理环境需要选择合适的牵引网。 5.便于安装和事故抢修。选用的牵引网应便于施工安装以与正常运营后的日常维修维护，一旦发生故障，尽快恢复运营。 3、接触网是城市轨道交通系统中不可或缺的组成部分，占有非常重要的 位置，是传递能量的桥梁。接触网分为柔性接触网和刚性接触网，柔性接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础四部分组成，刚性接触网是通过改革研制的新产品，相对柔性接触网来说具有整体结构简单、无需下锚装置、线叉与锚段关节安装调试方便等优点。柔性接触网暴露于空气，长期面临着外界温度应力变化，处于经常被受电弓抬升摩擦的工作环境中，其电可靠性、安全性与供电质量对城市轨道交通起着相当重要的作用。柔性接触网分类大多以接触悬挂的类型来区分，在一条线路上，为了满足供电和机械方面的要求，把接触网分成若干一定长度且相互独立的分段，这就是接触网的锚段。根据每个锚段结构的不同分为简单接触悬挂和链型接触悬挂。简单悬挂的优点是结构简单、支柱高度低、投资小、施工检修方便；缺点是导线的张力、驰度随温度变化较大，导线弹性不均匀，不利于机车高速受流。单链形悬挂按下锚方式分为未补偿简单链形悬挂、半补偿链形悬挂、全补偿链形悬挂。未补偿简单链形悬挂即下锚处不设补偿装置，又称为硬锚，其接触线、承力索张力驰度随温度变化大，我国很少采用；半补偿链形悬挂即接触线补偿下锚，承力索未设补偿装置；全补偿链形悬挂即接触线承力索都设有张力补偿装置。接触线、承力索张力恒定、弹性较均匀、受流质量较

城市轨道交通 供电系统讲义

第二章城市轨道交通供电系统描述 ●第一节供电系统的组成与功能 ●地铁供电系统是为地铁运营提供所需电能的系统，它不仅为地铁电动列车提供牵引用 电，而且还为地铁运营服务的其它设施提供电能，如照明、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等。 ●地铁供电系统一般包括外部电源、主变电所（或电源开闭所）、牵引供电系统、动力照 明供电系统、电力监控系统。其中，牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网，动力照明供电系统包括降压变电所和动力照明配电系统。 幻灯片26 ●地铁系统是一个重要的用电负荷。按规定应为一级负荷，即应由两路电源供电，当任 何一路电源发生故障中断供电时，另一路应能保证地铁重要负荷的全部用电需要。在地铁供电系统中牵引用电负荷为一级负荷，而动力照明等用电负荷根据它们的实际情况可分为一级、二级或三级负荷。地铁外部电源供电方案，可根据实际情况不同分为集中供电方式、分散供电方式和混合供电方式。 幻灯片27 第二节变电所的分类 ●地铁供电系统中一般设置三类变电所，即主变电所（分散式供电方式为电源开闭所）、 降压变电所及牵引降压混合变电所。 ●主变电所是指采用集中供电方式时，接受城市电网35kV及以上电压等级的电源，经其 降压后以中压供给牵引变电所和降压变电所的一种地铁变电所。 ●降压变电所从主变电所（电源开闭所）获得电能并降压变成低压交流电。 ● 幻灯片28 ●牵引变电所从主变电所（电源开闭所）获得电能，经过降压和整流变成电动列车牵引所 需要的直流电。 ●主变电所：专为城市轨道交通系统提供能源的枢纽。 ●牵引变电所：为列车提供适应的电源。 ●降压变电所（配电变电所）：为车站、隧道动力照明负荷提供电源。 幻灯片29 第四节供电系统主要运行方式 ● 1 10kV系统运行方式 ● 1.1 正常运行方式 ●变电所10kV母联开关和开闭所间联络开关均处于打开状态，每座变电所由2回电源供 电，两段10kV母线分列运行。变电所由开闭所按不同的供电分区供电。 1.2 其它运行方式 1.2.1 故障或检修运行方式 开闭所一回10kV外电源退出时的运行方式时，合上开闭所母联开关，由另一回10kV外电源向该开闭所供电范围内所有变电所供电。 非开闭所一回10kV进线电源退出运行时，合上该变电所母联开关，由另一回10kV进线电

城市轨道交通供电技术课后习题与答案

第一章 1、城市轨道交通的特点是什么？安全，快捷，准时，舒适，运量大，无污染，占地少且不破坏地面 景观。 2、城市轨道交通有哪些类型，各有什么特点？(特点只列举了突出点) (1)地铁：单向运量3-7万人次/h，建设成本最高 (2)轻轨：单向运量2-4万人次/h (3)市郊铁路：单向运量6-8万人次/h，建设成本最低，站间距大，速度最快。 (4)独轨：单向运量1.2万人次/h。无法与其他三种接轨 3、城轨供电系统的功能及要求是什么？功能：全方位的服务，故障自救，系统的自我保护，防止误 操作，方便灵活的调度， 完善的控制、显示和计量，电磁兼容。 要求：安全，可靠，调度方便，技术先进，功能齐全。 4、城轨供电系统有哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？ ( 1 )外部供电系统(中压环网供电系统) ( 2)牵引供电系统 ( 3)动力照明供电系统 5、城轨供电系统采用何种供电制式？ ( 1 )直流制式 ( 2)低频单相(少用) ( 3)工频单相 ( 4)交流制式(淘汰) 6、迷流腐蚀形成的原因是什么，如何防护？原因：钢轨和隧道或道床等结构之间绝缘电阻不是很 大。牵引电流泄漏到隧道或道 床等结构钢上，再流回牵引变变电的负极。 危害：( 1 )引起过高的接地电位，使某些含有电气接地装置的设备无法正常运行。 ( 2)引起牵引变电所的框架保护动作，进而使得牵引变电所的断路器跳闸，造成大范围停电事故。 ( 3)电腐蚀使得地下钢结构的寿命缩短 防护原则：堵，排，监测 防护措施： ( 1 )降低走行轨的对地电位 ( 2)增加走行轨对地的过渡电阻 ( 3)敷设迷流收集网

第二章 1、城轨交通供电系统对电源有哪些要求？ （1）2 路电源来自不同的变电所或同一变电所的不同母线。 （2）每个进线电源的容量应满足变电所全部以、二级负荷的要求 （3）2 路电源分别运行，互为备用，一路故障，另一路恢复供电 （4）电源点尽量靠近城轨交通路线，减少电缆通道的长度 （5）要求应急电源系统能够满足一定的牵引负荷，保证正常运输的动力照明负荷。 2、城轨交通供电系统的电源电压等级有哪几种？集中式一般为10KV ，东北地区沈阳，哈尔滨为 66KV 分散式为35KV 或10KV 3、城轨交通供电系统为什么会产生谐波？如何治理？因为城轨交通中广泛使用各种交直流换流装置以及双向晶闸管可控开关设备，这些设备均为谐波源。 治理：（1）增加牵引整流机组的脉波数 （2）安装滤波装置或谐波补偿装置 4、外部供电系统对城轨交通供电系统是供电方式有哪几种？各有什么特点？ （1）集中式供电，采用专用主变电所构成的供电方案，有利于城轨公司的运营和管理，各牵引变电所和降压变电所由环网电缆供电，具有很高的可靠性。 （2）分散式供电，在地铁沿线直接由城市电网引入多路地铁所需要的电源。 （3）混合式供电，以集中式供电为主，个别地段直接引入城市电网电源作为补充，供电系统更加完善可靠。 5、城轨交通主动变电所的位置应如何选择？ （1）应尽量靠近城市轨道交通路线，接近负荷中心 （2）各主变电所的负荷平衡，两侧的供电距离基本相同 （3）靠近城市轨道交通车站 （4）考虑路网规划与其他城市交通路线资源共享，并预留电缆通道和容量6、什么是中压网络？通过中压电缆，纵向把上级主变电所和下级牵引变电所，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，便构成了中压网络。 7、中压网络有哪些电压等级？35，20,10,6,3KV 8、中压网络有哪些结构形式？ （1）树形（针对集中式供电） （2）点对点式（针对分散式供电）

城市轨道交通交流供电方案探讨

城市轨道交通交流供电方案探讨 摘要：随着城市轨道交通的不断发展，为节能减排提高能效，有必要提高牵引 供电电压。近年来城际铁路和地铁的大力发展，使牵引供电技术和动车传动控制 技术都得到了极大提高，无论是高铁或地铁动车都采用了先进的交流传动技术， 从技术上讲地铁也可采用与其上部绝缘净空尺寸相应电压等级的单相交流供电， 这无疑是一种节能减排、减少地下杂散电流，又可与高铁、城际铁路线路贯通的 新型模式。本文对城市轨道交通交流供电方案进行了分析。 关键词：城市轨道交通；交流供电；方案 引言 城市轨道交通所需的机车功率不大，且线路一般为几十公里，故供电范围相 对较小，所以牵引网电压等级较低，故而城市轨道交通目前无一例外地采用直流 供电制式。而且直流制相较于交流制由于没有电抗压降，故在同样的电压等级下 电压损失小。因为城市轨道交通处于城市内，其电力线路都敷设在城市建筑群之间，为了安全考虑，供电的电压等级不能设置过高。而且相对于交流供电，直流 供电使得接触网无电分相，列车运行顺畅。然而因为大部分的电力牵引轨道是基 于走行轨的电路，并且钢轨与大地之间不是完全绝缘的，所以当电流从钢轨回流 到牵引变电所时会有一部分泄漏至大地中并且从大地回流到牵引变电所。因此， 结合城市轨道交通线路较短，列车启动频繁，制动减速要求高，并且各条线路互 不平交、衔接等特点，提出一种新的牵引供电系统是十分必要的。 1工程概况 某市地铁2号线线路全长26.301km，其中高架线6.749km，地下线 19.552km(含U形槽)。共设车站22座，其中高架站4座，地下站18座。平均站 间距1235.152m，最大站间距2172m，最小站间距742.981m。共设12座牵引变 电所，车辆段和停车场各一座，其中正线牵引变电所的布置方案如表4-1所示。 由于所采用的电力机车为交直交电力机车，其谐波含量较少，故不讨论谐波的影响。目 前阶段，城市轨道交通采用工频单相交流供电是一个初步设想，没有一条实际的线路采用此 种供电制式，故没有准确的数据，只能参考现有的直流供电制式下的数据。计算时，负荷功 率取最大值，对应的三相电压不平衡度取4%。原方案中采用B型车，单电机功率为180kW，列车辅助用电功率按240kW考虑，故B型车的额定功率为:180x4x4+240=3120kW(B型车为4 动车，2拖车编组，每辆动车中有4台牵引电机)。行车组织近期为12对/小时，最大负荷功 率按一半机车全功率一半机车半功率进行计算，故最大负荷功率为56.16MW，交直交机车功 率因数近似为1，故最大负荷功率可近似认为为56.16MVA。 3集中式主变电所补偿容量 集中式供电主变电所采用单相主牵引变压器(MTT)和负序补偿装置(NGD)组合供电，并对 负序进行集中治理。还包括用于动力、照明供电的电力变压器和对其进行无功补偿的无功补 偿装置SVG。 城市轨道交通供电系统主要包括输变电设备和用电设备，其用电设备按大类可以分为列 车牵引和动力照明。供电系统中的无功功率也可以按牵引负荷、动力照明和输变电设备等定 性分析。 列车牵引:由于机车为交直交列车，其功率因数可达到0.98-1。 动力照明:主要产生感性无功。现在照明采用功率因数较高的LED、电子镇流器等，故照 明部分的功率因数基本上己经达到0.9及以上。但动力部分的自动扶梯、用于车站通风的空 调设备由于要节能，所以使用了很多变频设备，动力部分的功率因数渐渐有所提升，现在可 达0.9以上。 输变电设备:主要包括各种电压等级变压器和电缆。变压器无功损耗为感性，约为额定容

城市轨道交通牵引供电实训系统资料

1系统概述 (3) 2系统设计 (7) 2.1系统设计效果图 (7) 2.2系统功能模块组成 (8) 2.2.1变电所硬件设备实物 (8) 2.2.2网络化交互式实训系统 (8) 2.2.3教员监控与管理系统 (8) 2.2.4供电调度实训系统的通信接口和接口协议 (9) 2.3系统设计思路 (9) 2.3.1实物设备与虚拟变电所相结合 (9) 2.3.2采用情景化专家引导实训模式 (10) 2.3.3数字化三维场景与主电气图仿真 (10) 2.3.4构建全真虚拟变电所 (11) 2.3.5接口 (15) 2.4一次系统整体设计 (15) 2.5二次系统工作条件模拟方案 (17) 2.6实物设备与仿真设备之间的联动 (18) 2.6.1电信号模拟数字化微处理工控机 (18) 2.6.2终端控制逻辑服务器 (18) 2.6.3仿真主变中主变差动、综合测控、主变本体、主变后备

18 2.6.4实物开关柜中智能模块 (19) 2.6.5控制台服务器系统 (19) 2.6.6自动化电力调度系统 (19) 2.6.7电气故障模拟及诊断系统 (20) 3教学培训实现 (24) 3.1变电所综合自动化 (24) 3.1.1系统总述 (24) 3.1.2系统结构 (26) 3.1.3系统功能 (26) 3.1.4系统控制、监视、测量范围 (29) 3.1.5电力调度中心主站系统 (30) 3.1.6SCADA系统复示终端 (32) 3.2网络化交互式演练系统设计方案 (38) 3.2.1网络化交互式演练系统 (38) 3.2.2系统概况 (40) 3.2.3系统实训功能 (40) 3.3教员监控与管理系统 (43)