1-城市轨道交通供电系统概述

单元1城市轨道交通供电系统概述1.1城市轨道交通概述1.2城轨供电系统的功能1.3城轨供电系统的组成1.4城轨供电系统的发展1.5城轨供电系统的迷流腐蚀与防护【主要内容】1.1城市轨道交通概述一、城市轨道交通的定义和特点二、城市轨道交通的类型三、城市轨道交通系统的组成1、城市轨道交通定义:通常以电能为动力,采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通之总称。一、城市轨道交通的定义和特点2、城市轨道交通的特点：（1）安全（2）快捷（3）准时（4）舒适（5）运量大（6）无污染（或少污染）（7）占地少，不破坏地面景观一、城市轨道交通的定义和特点二、城市轨道交通的类型1、地铁地下铁道交通（简称地铁），是一种在城市中修建的快速、大运量的轨道交通。二、城市轨道交通的类型2、轻轨城市轻轨铁路（简称轻轨），泛指高峰时单向客运量在1～3万人次/h的中等运量的轨道交通系统。二、城市轨道交通的类型3、市郊铁路市郊铁路是指把城市市区与郊区、尤其是远郊区联系起来的长距离城市轨道交通系统。二、城市轨道交通的类型4、独轨独轨铁道是指车辆在一根轨道上运行的一种轨道交通系统。通常分为跨坐式和悬挂式两种类型。三、城市轨道交通系统的组成现代化地铁技术装备系统车辆供电通信信号自动售检票暖通空调屏蔽门（安全门）自动扶梯和电梯防火、灭火系统给排水综合监控系统城市轨道交通系统1、车辆城市轨道交通的车辆是用来运输旅客的工具。按有无动力可分为两大类：(1)拖车(T)：本身无动力牵引装置(2)动车(M)：本身带有动力牵引装置三、城市轨道交通系统的组成2、供电系统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轨道交通供电系统实现输送或变换，最后以适当的电压等级一定的电流形式（直流或交流电）供给给通风、空调、照明、通信、信号、给排水、防灾报警、电梯、电动扶梯等用电设备。三、城市轨道交通系统的组成3、通信系统城市轨道交通的通信系统是传递语言、文字、数据、图像等多种信息的综合业务数字系统。它包括：数字传输、电话交换、高度电话、有线和无线通信，闭路电视、有线广播、时钟、电源等设备系统。三、城市轨道交通系统的组成4、信号系统城市轨道交通的信号系统是保证列车运行安全和提高线路通过能力的重要设施。实现这一方式的关键设备是列车自动控制系统ATC。三、城市轨道交通系统的组成三、城市轨道交通系统的组成5、其他自动售检票、暖通空调、屏蔽门、自动扶梯和电梯等车站设施和防火、灭火、给排水系统等环控设施。电力监控系统、机电设备监控系统、屏蔽门监控系统、防淹门(FG)互联系统、火灾自动报警、广播系统、闭路电视系统、车载信息系统、车站信息系统、自动检售票系统、信号系统、时钟系统等综合监控系统。城轨供电系统的功能：1、全方位的服务功能2、故障自救功能3、系统的自我保护功能4、防止误操作的功能5、方便灵活的调度功能6、完善的控制、显示和计量功能7、电磁兼容功能1.2城轨供电系统的功能1.3城轨供电系统的组成城市轨道交通作为城市电网的一个重要用户，主要有外部供电系统、牵引供电系统和动力照明系统三大组成部分。1—发电厂（站）；2—升压变压器；3—电力网；4—主降压变电站；5—直流牵引变电所；6—馈电线；7—接触网；8—走形轨；9—回流线。一、外部供电系统1.外部供电系统：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。二、牵引供电系统2.牵引供电系统：从主降压变电站及其以后部分，包括：直流牵引变电所、馈电线、接触网、走行轨及回流线等。图10-2地铁牵引供电系统示意图三、动力照明供电系统动力照明供电系统：1、降压变电站2、配电所（室）3、配电线路图10-3地铁照明动力供电示意图1.4城轨供电系统的发展•伴随着轨道交通的发展，电力牵引方式有许多不同的制式出现。•何谓制式?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的种类（或形式）。•为什么会有不同的制式出现？低压直流直流串励电机端电压限制低频单相交流制功率增大能耗损失大直流串激电动机端电压不能太高工频单相交流制单相交流整流子电机整流换向问题采用低频电源，系统更复杂，需专门供电我国干线电气化铁路采用供电电压25KV存在分相区问题三相交流制式易调速，性能好技术成熟一、供电制式的发展供电网复杂投资大，被淘汰•世界各国的城市轨道交通的供电电压都在直流550-1500V之间。•IEC标准：600V、750V和1500V。•我国国标：750V、1500V。•北京和天津地铁采用DC750V第三轨供电。•上海、广州、南京、深圳和大连采用DC1500V接触网馈电。二、城轨供电系统的供电制式1.5城轨供电系统的迷流腐蚀与防护一、迷流的形成二、迷流的危害三、迷流的防护1、直流牵引杂散电流的形成:一、迷流的形成2、杂散电流的腐蚀原理:一、迷流的形成1、若地下杂散电流流入电气接地装置，将引起过高的接地电位，使设备无法正常工作。2、若钢轨（走行轨）局部或整体对地的绝缘变差，则此钢轨（走行轨）对大地的泄漏电流增大，引起牵引变电所的框架保护动作，导致整个牵引变电所的断路器会跳闸，全所失电，影响地铁的正常运营。3、对城市轨道隧道、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，缩短了其使用寿命。二、迷流的危害1、杂散电流的防护原则：（1）堵：隔离和控制所有可能的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流进入城市轨道的主体结构、设备及可能与其相关的设施。（2）排：通过杂散电流的收集及排流系统，提供杂散电流返回至牵引变电所负母线的通路，防止杂散电流继续向本系统外泄漏，以减少腐蚀。（3）监测：设计完备的杂散电流监测系统，监视、测量杂散电流的大小，为运营维护提供依据。三、迷流的防护2、杂散电流防护的措施：（1）降低走行轨对地的电位（2）增加走行轨对地的过渡电阻（3）敷设杂散电流收集网三、迷流的防护复习与思考1.城市轨道交通的特点是什么？2.城市轨道交通有哪些类型？各有什么特点？3.城轨供电系统的功能及要求是什么？4.城轨供电系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？5.城轨供电系统采用何种供电制式？6.迷流腐蚀形成的原因是什么？如何防护？