（高职）单元5 城市轨道交通供电与牵引ppt课件.pptx

单元5 城市轨道交通供电与牵引单元5城市轨道交通供电与牵引供电系统概述5.1.2 供电系统的构成 任务5.1认识城市轨道交通供电系统城市轨道交通哪些地方要用电呢？作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题1分 城市轨道交通运营企业作为城市电网的用户之一，一般都直接从城市电网取得电能，无需单独建设发电厂。 供电要求：高度安全、可靠和经济合理。 为城市轨道交通供电的属于城市电力部门管理的部分称为外部供电系统，由城市轨道交通部门自我管理的部分就称为内部供电系统。1.1.概述概述供电系统概述交流电变直流电是（ ）整流逆变滤波ABC提交单选题1分从城市电网引入从城市电网引入110kV高压交流电源至主高压交流电源至主变电所，再经主变电所降压为变电所，再经主变电所降压为35kv或或10KV，然后分成两路：一路去牵引变电所，经过降然后分成两路：一路去牵引变电所，经过降压、整流，变为直流压、整流，变为直流1500V或直流或直流750V，输送，输送到接触网，供牵引列车使用，这就是牵引供到接触网，供牵引列车使用，这就是牵引供电系统；一路去降压变电所，降压为交流电系统；一路去降压变电所，降压为交流380/220V，为除城市轨道交通电动车辆以外，为除城市轨道交通电动车辆以外的所有动力照明负荷及通信、信号、的所有动力照明负荷及通信、信号、AFC等车等车站机电设备提供电源，这就是动力照明供电站机电设备提供电源，这就是动力照明供电系统。系统。供电系统概述2.一般一般供电供电流程：流程： （1） 集中式供电是指由专门设置的主变电所集中为城市轨道交通内部的牵引变电所及降压变电所供电的外部供电方式。供电质量有保障。 1.1.外部高压供电系统外部高压供电系统 我国轨道交通目前大多采用集中式供电方式，如，广州、深圳、上海等。供电系统构成主变电所： 主变电站将城市电网高压110kv电能降压后以35kv或10kv的电压等级供给牵引变电所和降压变电所。供电系统构成（ 2）分散式供电是指由就近分散引入的城市中压电源（区域变电所）直接为城市轨道交通内部的牵引变电所及降压变电所供电的外部供电方式。 我国轨道交通目前大多采用集中式供电方式，如，广州、深圳、上海等。 分散式供电不需要设置主变电所，其仅限电源路数多的城市区域采用，可靠性较高。 分散式供电要保证每座牵引变电所和降压变电所都能获得双路电源。 沈阳、北京地铁5号线采用分散式供电。供电系统构成 （ 3） 混合式供电是以主变电所为主，在线路适当引入城市中压电源（区域变电所）为辅，为城市轨道交通牵引变电所及降压变电所供电的外部供电方式。 混合式供电方式是集中和分散式相结合的供电方式，它使供电系统更加完善和可靠。 武汉轨道交通、北京地铁1号线和2号线采用混合式供电。供电系统构成 如果城市变电站较少，若采用分散式供电方式需要新建多个变电站，且因此产生的投资巨大， 此种情况采用集中式供电方式比较合适; 如果城市轨道交通沿线变电站数量较多，而且其容量足够给城市轨道交通供电，在这种情况 下采用分散式供电方式可以减少建设投资; 如果城市电网布置的情况介于这两者之间，则根据具体情况，采用集中式和分散式相结合的 供电方式比较合适。2.2.如何选择供电方式如何选择供电方式供电系统构成供电系统构成3.牵引供电系统牵引供电系统（1）牵引变电所）牵引变电所牵引变电.所的作用是将主变电所输出的35kV或10kV电压降压并整流成为直流电压输送到接触网。（2 2）牵引网）牵引网 1）组成：牵引网是由馈电线、接触网、钢轨、回流线组成的双导线供电系统。2）牵引电压：直流：交流：优点：缺点：易于控制、车辆启动和制动平稳、牵引接触网简单、投资少、电压质量高。存在电网谐波、电腐蚀、电磁干扰等难以解决的危害。优点：供电系统结构简单，可保证大功率机车的供电，减小了地中电流对地下金属的腐蚀作用。缺点：供电线路复杂、供电频率不同、线路损耗大，供电距离短。（大多采用直流牵引供电）供电系统构成a.架空接触网（DC1500v）是架设在走行轨道上部的接触导线和承力索系统。电动车组从上部伸出的受电弓与接触导线滑动取得电能。分为和刚性接触网两种。 3)牵引网的供电方式牵引网的供电方式:架空接触网供电方式和第三轨供电方式。架空接触网供电方式和第三轨供电方式。 供电系统构成柔性接触网刚性接触网b.第三轨供电方式（DC750v）是沿走行轨道一侧平行铺设第三轨，电动车组从侧面伸出受电器接触靴与其接触而取得电能。 3)牵引网的供电方式牵引网的供电方式:架空接触网供电方式和第三轨供电方式。架空接触网供电方式和第三轨供电方式。 供电系统构成第三轨结构 通过比较两种供电方式，大多数情况下，架空接触网供电方式在安全性和经济效益方面优于第三轨供电方式，世界上目前约70%的城市轨道交通采用架空接触网供电方式。c.供电方式的选择： 不同城市轨道交通系统的安全性、轨道交通的投资、受到杂散电流的影响不同，因此最终釆用哪种供电方式，仍需依据各城市具体的情况综合比较确定。供电系统构成d.牵引网牵引网的回流方式的回流方式回流方式：走行轨回流：第四轨回流：方式简单，投资省。优点：有效解决了杂散电流、电磁干扰等危害。缺点：采用专用轨回流，增加了成本。（大多采用走行轨）供电系统构成 动力照明供电系统主要由降压变电所和动力照明配电系统组成，为除城市轨道交通列车以外的其他所有用电负荷提供电能 它包括降压变电所和动力照明配电系统。4.4.动力照明供电系统动力照明供电系统供电系统构成设在车站的负荷中心处；由两路35kV电源供电；采用单母线分段接线;设两台动力变压器。降压变电所降压变电所： （1）降压变电所降压变电所将将从主变电所获得电能经变压器变为从主变电所获得电能经变压器变为380V/220V电源，向区间和车站的动力和照明系统供电。电源，向区间和车站的动力和照明系统供电。 供电系统构成（2 2）动力照明配电系统）动力照明配电系统 动力照明配电系统分为照明和低压配电两个子系统。 两个子系统均采用380V三相五线制、220V单相三线制方式供电。供电系统构成车站照明系统主要包括车站的一般照明、事故照明、节电照明、广告照明、疏散诱导指示照明等。车站低压配电系统为站台，站厅和设备及管理用房的环控、给排水、消防、电梯、自动售票机及通信、信号、站控室等系统设备供电。 事故照明正常情况下由变电所经一、二级负荷母线直接为其供电，当车站发生事故导致没电时，由蓄电池室为其供电。照明配电室照明配电箱供电系统构成一般一个车站有两个环控电控室，安装在站厅两端的环控机房附近，各负责车站一半的环控负荷。 环控电控室内设有环控电控柜，主要实现了如空调机组的送风机，排风机，冷却塔等空调设备的集中供电和智能控制，有些环控电控柜的设计也增加了照明，电梯，扶梯等设备的供电和控制回路。环控电控室环控电控室： 车站环控电控室主要为车站隧道通风系统、空调大小系统、空调水系统的相关设备供电。车站环控电控室主要为车站隧道通风系统、空调大小系统、空调水系统的相关设备供电。供电系统构成 2）平时由两路电源供电，互为备用。一级负荷一旦供电中断，就会导致中断城市轨道交通运营。 1）须配备两路互为备用的独立电源供电，且要配备应急电源，以实现不间断供电（3 3）用电负荷分类用电负荷分类二级负荷一旦中断供电，也会对城市轨道交通的运营造成很大影响。三级负荷一旦停电，不会对运营造成大的影响。 3）平时可为单电源单回路供电，电源故障时可中断供电。供电系统构成负荷级别负荷级别负荷设备负荷设备一级负荷一级负荷事故风机、消防泵、主排水站、售检票机、防灾报警、通信信号、事故照明二级负荷二级负荷自动扶梯、普通风机、排污泵、工作照明三级负荷三级负荷空调、广告照明、维修电源动力照明负荷分类表 依托教材、校内外实训基地设备、查阅网络资源等，弄清楚牵引供电系统与车站动力照明系统的组成，并绘制供电系统示意图。要求思路清晰，图文并茂。 思考：供电系统在使用和操作中应注意什么问题？思考：供电系统在使用和操作中应注意什么问题？课程任务杂散电流的产生5.2.2 杂散电流的危害 任务5.2杂散电流及控制5.2.3 杂散电流的防护措施 杂散电流的产生 牵引电流通过接触网将电能输送给电动车辆（组），然后经轨道（走行轨）流回牵引变电所，这时有少量的电流不沿钢轨回流线回到牵引变电所的负极，而是会杂乱无章地迷失在大地中，形成地中电流，称为杂散电流。杂散电流又被叫作地中电流或迷流。 该电流从管道的某一部位进入管道，该部分称为阴极，电流沿管道流动一段距离后，又从管道另一部位流出，该部分称为阳极，此处管道产生阳极氧化，即杂散电流腐蚀。5.2.2 杂散电流的危害1. 地下杂散电流流入电气接地装置，电气接地装置与地面会形成较高的电位差，使某些设备无法正常工作。2. 走行钢轨局部或整体对地的绝缘变差，则此走行钢轨对大地的泄漏电流增大，地下杂散电流增大，又可能引起牵引变电所的框架保护动作。而框架保护动作则会引起整个牵引变电所的断路器跳闸，全所失电，同时还会联跳相邻牵引变电所对应的馈线断路器，从而造成较大范围的停电事故，中断地铁的运营。3.杂散电流会对城市轨道交通隧道、道床或其他建筑物的结构钢以及地下的金属管线（如电缆、金属管件等）造成电腐蚀。如果这种腐蚀长期存在，将会严重损坏地铁附近的各种结构钢和地下金属管线，从而破坏结构钢的强度，缩短其使用寿命。数据：1A直流杂散电流在一根钢管上流进流出，一年内将导致大约10kg金属的腐蚀。5.2.3 杂散电流的防护措施防护原则：以防为主，以排为辅，防排结合，加强监测防护原则：以防为主，以排为辅，防排结合，加强监测1.减小迷流：减小迷流：缩短牵引变电站间的距离；采用迷流较小的供电方式；减小钢轨间的缩短牵引变电站间的距离；采用迷流较小的供电方式；减小钢轨间的接触电阻；减少回流线电阻；提高钢轨对地面的绝缘程度；地下金属物尽量远离钢接触电阻；减少回流线电阻；提高钢轨对地面的绝缘程度；地下金属物尽量远离钢轨，提高金属管线的阻值；金属表面和接头处采用绝缘等；轨，提高金属管线的阻值；金属表面和接头处采用绝缘等；2.加强排流：加强排流： 定期检查轨道绝缘、钢轨接触电阻、进行迷流监测，在地下金属物、定期检查轨道绝缘、钢轨接触电阻、进行迷流监测，在地下金属物、钢轨间加装排流装置。钢轨间加装排流装置。5.2.3 杂散电流的防护措施某地铁公司杂散电流监测及排流系统包括某地铁公司杂散电流监测及排流系统包括杂散电流监测系统杂散电流监测系统和和排流系统排流系统。杂散电流监测系统：杂散电流监测系统：将主体结构钢筋网作为杂散电流监测网对杂散电流泄漏进行监测。将主体结构钢筋网作为杂散电流监测网对杂散电流泄漏进行监测。排流系统：排流系统：利用整体道床内结构钢筋作为杂散电流腐蚀防护的排流网，对于回流钢轨以外利用整体道床内结构钢筋作为杂散电流腐蚀防护的排流网，对于回流钢轨以外的泄漏电流（即杂散电流），利用排流网将其收集，经排流电缆流至排流柜，通过排流柜引的泄漏电流（即杂散电流），利用排流网将其收集，经排流电缆流至排流柜，通过排流柜引至各牵引变电所负极回路。至各牵引变电所负极回路。排流柜排流柜是杂散电流腐蚀防护系统中的重要设备，在每个牵引变电所内，设置一面排流柜，通过电缆一端是杂散电流腐蚀防护系统中的重要设备，在每个牵引变电所内，设置一面排流柜，通过电缆一端与变电所内负极柜相连，另一端与杂散电流的排流端子相连。排流柜在线路开通时投入运营，通过设置与变电所内负极柜相连，另一端与杂散电流的排流端子相连。排流柜在线路开通时投入运营，通过设置参数，当道床排流网钢筋极化电位值超过设定数值参数，当道床排流网钢筋极化电位值超过设定数值0.5V时，道床排流网开始排流，以减轻杂散电流对道时，道床排流网开始排流，以减轻杂散电流对道床钢筋的腐蚀。床钢筋的腐蚀。课程任务调查你所在的城市轨道交通杂散电流的危害，了解公司所采取的的对策，并列表表示。电力监控系统概述5.3.2 电力监控系统的功能 任务5.3电力监控 城市轨道交通电力监控系统（简称SCADA系统或PSCADA系统）对城市轨道交通供电系统变电所、牵引网设备进行实时控制监视和数据釆集。 城市轨道交通电力监控系统通常由调度主站监控系统、子站系统和通信通道3部分构成。 车辆段还设置电力监控复示系统，以监视全线供电设备的运行情况。某地铁线电力监控系统电力监控系统概述5.3.2 电力监控系统的功能 电力监控系统提供多种人机数据监视画面，动态显示供电系统图、监控系统图、接触网供电分段示意图等用户画面。 1 1、显示功能：、显示功能：2.远程控制及操作功能： 电力监控系统可以实现对变电所高压断路器和电动隔离开关（含接触网隔离开关）及主要0.4kV断路器的单独控制和程序控制。 单控是指电力调度员通过对站名、开关名及动作状态等进行选择后，进行单个开关的操作。 群控是通过对单控的组合，实现全线供电系统的倒闸作业。5.3.2 电力监控系统的功能控制等级分为中心控制、车站控制和设备控制三级控制方式观看视频：变电所智能运维管理系统，了解我国智慧城轨的发展方向3.数据采集处理功能：无故障时进行正常信息处理，包括对供电系统中的各种操作、各种运行数据、事故和报警信息分别记录，在现场或监控系统本身故障时，在监视器及模拟屏上给出声光报警，并自动打印。遥测，实现对变电所电流、电压、功率、电能的实时釆集，在CRT上显示对极限值进行统计和报警显示。遥信，对被监控对象的位置信号、事故信号、预告信号进行实时釆集。5.3.2 电力监控系统的功能4.报警功能：事故报警。本系统调用服务器中的数据，当运行到某一时刻刚好有供电系统故障时，报警表自动显示故障报警信息。报警打印，出现事故报警时，系统可以通过打印机实时打印供电系统发生的报警事件。5.3.2 电力监控系统的功能课程任务调查了解电力监控系统的组成及基本功能，利用校内外实训设备，找出电力监控系统界面，说出其组成、监控范围、监控内容并能够描述其功能。The End