城市軌道交通供變電技術 教學課件 ppt 作者 徐亞輝 第四章城市軌道交通供電變電所的電氣主接線

1、第四章 城市軌道交通供電變電所的電氣主接線,一、主接線與主接線圖 1.主接線 主接線是指由電力變壓器、各種開關電器及配電線路，按一定順序連接而成的表示電能輸送和分配路線的電路，亦稱主電路。主接線是城軌供電系統(tǒng)變電所方案設計的核心部分，也是構成整個供電系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)。 2.主接線圖 主接線常用主接線圖（主電路圖）表示，是用國家標準規(guī)定的電氣設備圖形符號并按電流通過順序排列，表示供電系統(tǒng)、電氣設備或成套裝置的基

2、本組成和連接關系的功能性簡圖。由于交流供電系統(tǒng)通常是三相對稱的，故一次接線圖一般繪制成單線圖，當三相不完全相同時，則用多線圖表示。 主接線圖中的電氣設備狀態(tài)按正常狀態(tài)畫出。所謂正常狀態(tài)是指電路中無電壓和外力作用下開關的狀態(tài)，即斷開狀態(tài) 。 主接線圖常用的圖形符號如表4-1所示。,第一節(jié) 電氣主接線的基本知識,第一節(jié) 電氣主接線的基本知識,表4-1 常用的電氣設備圖形符號和文字符號,第一節(jié) 電氣主接線的基本知識,

3、表4-1 常用的電氣設備圖形符號和文字符號,3.電氣主接線主要作用電氣主接線主要作用如下：1）電氣主接線圖是電氣運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運行人員必須熟悉本所電氣主接線圖，了解電路中各種電氣設備的用途、性能及維護、檢查項目和運行操作的步驟等。2）電氣主接線表明了變壓器、斷路器和線路等電氣設備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運行方式。電氣主接線直接關系著變電所電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的

4、確定，是變電所電氣部分投資大小的決定性因素。3）電能生產的特點是發(fā)電、變電、輸電和供、用電是在同一時刻完成的，所以電氣主接線直接關系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。,第一節(jié) 電氣主接線的基本知識,4.主接線的分類 母線又稱匯流排，是接受和分配電能的裝置，在原理上它是電路中的一個電氣節(jié)點。若母線發(fā)生故障，將使用戶供電全部中斷，所以在主接線的設計中，選擇什么樣的母線就顯得特別重要。因此，電氣主接線可按是否有母線分為有母線型

5、電氣主接線和無母線型電氣主接線。 有母線型電氣主接線包括單母線型電氣主接線和雙母線型電氣主接線。單母線 又可分為單母線無分段、單母線有分段的、單母線帶旁路母線等形式；雙母線又分為普通雙母線、雙母線分段、3/2斷路器、雙母線及帶旁路母線的雙母線等多種形式。無母線的主接線形式主要有單元接線、橋形接線和角形接線等。,第一節(jié) 電氣主接線的基本知識,二、對電氣主接線的基本要求 電氣主接線應滿足以下基本要求： 1）保證必要的供電可

6、靠性和保證電能質量。 2）具有一定的靈活性 。 3）操作應盡可能簡單、方便 。 4）盡量減少一次投資和降低年運行費用。 5）應具有擴建的可能性。,第一節(jié) 電氣主接線的基本知識,一、高壓側電氣主接線 主變電所高壓側主接線有線路-變壓器組接線、內橋形接線、外橋形接線三種形式。,第二節(jié) 主變電所的電氣主接線,圖4-1 線路-變壓器組接線及橋形接線,1.線路-變壓器組接線 主變電所兩路高壓電源進線（如110Kv)

7、，可以都是專線，也可以是一路專線、另一路“T”接。高壓側主接線采用線路-變壓器組、兩斷路器的形式，如圖4-1（a）所示。這種接線的優(yōu)點是接線簡潔、高壓設備少、占地少、投資省、繼電保護簡單。這種接線方式的適用范圍：主變電所不設高壓配電裝置，一臺主變壓器退出時，其他主變壓器能承擔 工三變電所供電范圍內的全部一、二級負荷。線路-變壓器組接線形式被廣泛應用于城市軌道,第二節(jié) 主變電所的電氣主接線,2.內橋形接線主變電所兩路高壓電源進線

8、，可以都是專線，也可以是一路專線、另一 路“T”接。高壓側主線采用內橋形接線形式，如圖4-1（b）所示。這種接線方式的優(yōu)點是有3臺斷路器，需要的斷路器較少，而且線路故障操作簡單方便，在正常運行方式下，橋聯(lián)斷路器打開，類似于線路-變壓器織接線，兩路線路各帶一臺主變壓器。因內橋形接線線路側裝有斷路器，線路的投入和切除十分方便。 內橋形接線適用于電源線路較長、故障率較高的場合，也被廣泛應用與城市軌道交通中。,第二節(jié) 主變電所的電氣主接

9、線,3.外橋形接線 主變電所兩路高壓電源進線可以都是專線，也可以是一路專線、另一 路“T接。高壓側主接線采用外橋形接線形式，如圖4-1（C）所示。這種接線的優(yōu)點是有3臺斷路器，需要的斷路器較少。在正常運行方式下，外橋聯(lián)斷路器打開，兩路線路各帶 一臺主變壓器。當一路進線電源失電后，外橋聯(lián)斷路器合閘，由另一路進線電源向分掛在兩段母線上的兩臺主變壓器供電，承擔本主變電所范圍內的全部一、二級用電負荷，根據(jù)供電系統(tǒng)負荷變動情況，確定三級負荷的

10、切除與保留。這種接線方式中線路的投入和切除不太方便，需操作兩臺斷路器，并有一臺主變壓器哲時停運。橋聯(lián)斷路器檢修時，兩個回路均需解列運行；主變壓器側斷路器檢修時，主變壓器需較長時期停運。外橋形接線適用于電源線路較短，故障率較少。目前國內城市軌道交通主變電所基本不采用這種接線方式。,第二節(jié) 主變電所的電氣主接線,二、中壓側主接線形式目前，城市軌道交通主變電所中壓側一般采用單母線分段形式，并設置母線分段開關。,第二節(jié) 主變電所的

11、電氣主接線,圖4-2 主變電所中壓側單母線分段接線,三、主變電所主接線舉例,第二節(jié) 主變電所的電氣主接線,圖4-3 主變電所主接線示意圖,城軌牽引變電所的功能是將城市電網(wǎng)區(qū)域變電所或地鐵主變電所送來的35Kv電能經(jīng) 過降壓和整流變成牽引所用的直流電能，其主接線包括高壓(35Kv)受、配電系統(tǒng)和直流（750v或1500v）受、饋電系統(tǒng)兩部分，整流機組（整流變壓器一整流器組）則是作為交、直流系統(tǒng)變換的重要環(huán)節(jié)設置的。牽引變電所的容量

12、和設置的距離是根據(jù)牽引供電計箅的結果,并作經(jīng)濟技術比較后確定的，一般設置在沿線若干車站及車輛段附近，變電所間隔一般 為2～４Km，牽引變電所按其所需總容量設置兩組整流機組并列運行，沿線任一牽引變電所發(fā)生故障，由兩側相鄰的牽引變電所承擔其供電任務。,第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,下面以集中式供電系統(tǒng)為例介紹牽引變電所的主接線。前面已經(jīng)介紹過集中式供電系統(tǒng)的中壓供電網(wǎng)絡分為兩種：獨立的牽引網(wǎng)絡與獨立的動力照明網(wǎng)絡；牽引動力照明混合網(wǎng)絡

13、。一、中壓網(wǎng)絡的接線形式1.獨立的牽引網(wǎng)絡與獨立的動力照明網(wǎng)絡接線方式（1）獨立牽引網(wǎng)絡的接線方式 當中壓網(wǎng)絡為兩個獨立的網(wǎng)絡時，牽引網(wǎng)絡的常用接線方式有A、B、C、D四種類型。如圖4-4所示。,第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,圖4-4 獨立的牽引網(wǎng)絡,（2）動力照明網(wǎng)絡的接線方式 動力照明網(wǎng)絡的基本接線方式，如圖4-5所示。,第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,圖4-5 獨立的動力照明網(wǎng)絡,2.牽引動力照明混合網(wǎng)絡

14、當牽引網(wǎng)絡與動力照明網(wǎng)絡采用同一個電壓等級時，就可以采用牽引動力照明混合網(wǎng)絡，其基本接線方式如圖4-6所示。,第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,圖4-6 牽引動力照明混合網(wǎng)絡,二、整流機組接線形式1. 兩套牽引整流機組分別接至兩段母線在牽引變電所兩段母線電壓平衡或差別甚微情況下，兩套牽引整流機組分別接至兩段母線，單套牽引整流機組為12脈波整流。如圖4-7所示。,第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,圖4-7兩套牽引整流機組分接兩段母

15、線,2.兩套牽引整流機組同接一段母線為了平衡兩套牽引整流機組的輸出負荷，將兩套牽引整流機組接在同一段中壓母線上， 構成等效24脈波整流，利于諧波治理。當一套牽引整流機組故障退出后，另一套牽引整流 機組在過負荷允許的情況下，可以繼續(xù)維持運行。3. 單母線接線牽引變電所中壓側單母線不分段。母線引入兩個電源，并根據(jù)工程實際條件和需要組建中壓網(wǎng)絡結構方案，如圖4-8所示。,第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,圖4-8單母線接線,4.分段單

16、母線接線牽引變電所中壓側采用分段單母線接線方式，設分段開關。如圖4-9所示。 5.三段母線接線設兩段進線電源母線和一段牽引整流機組工作母線。如圖4-10所示。,第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,圖4-9 分段單母線接線 圖4-10 三段母線接線,三、直流主接線直流側主接線按照母線形式有單母線、雙母線系統(tǒng)兩種主要接線形式，因設備配置及運行方式的差異，可以演變出多種形式。A型單母線系統(tǒng)，進線為

17、直流斷路器，設置縱向電動隔離開關；B型單母線系統(tǒng)，進線為電動隔離開關，設置縱向電動隔離開關；C型雙母線系統(tǒng)，進線為直流斷路器，不設置縱向電動隔離開關；D型雙母線系統(tǒng)，進線為直流斷路器，設置縱向電動隔離開關。,第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,A型單母線系統(tǒng)B型單母線系統(tǒng),第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,圖4-11 A型單母線接線 圖4-12 B型單母線接線,3.C型雙母線系統(tǒng)4. D型

18、雙母線系統(tǒng),第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,圖4-13 C型雙母線系統(tǒng)示意圖 圖4-14 D型雙母線系統(tǒng)示意圖,四、牽引變電所主接線舉例,第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,圖4-15 牽引變電所電氣主接線舉例,五、牽引降壓混合所的電氣主接線舉例,第三節(jié) 牽引變電所的電氣主接線,圖4-16 牽引降壓混合所主接線舉例,城軌交通降壓變電所是為車站與線路區(qū)間的動力、照明負荷和通信信號電源供電而設置的，

19、可與直流牽引變電所合并，形成前述的牽引、降壓混合變電所。多數(shù)是單設置的。全部負荷都由同一專用的環(huán)形供電系統(tǒng)網(wǎng)絡所屬的直流牽引變電所、降壓變電所（動力用電）和牽引、降壓混合變電所供電，各變電所之間設有互聯(lián)網(wǎng)絡，如圖4-17所示。,第四節(jié) 降壓變電所的電氣主接線,圖4-17 地鐵專用供電系統(tǒng)連接方式a)牽引降壓混合變電所 b)降壓變電所 c)牽引變電所 d)牽引降壓混合所,一、降壓變電所主接線特點及功能降壓變電所對供電

20、電源的要求，應按一級負荷考慮，由環(huán)行電網(wǎng)或二路電源供電，進線電壓側采用整流單母線分段系統(tǒng)，一般設有兩臺動力、照明變壓器，每臺變壓器應滿足一、二級負荷所需的容量。正常情況下，由兩臺變壓器分別供電。動力、照明負荷配電系統(tǒng)采用380V/220 V電壓，中性點直接接地的三相四線制。配電母線為單母線自動開關分段，動力變壓器低壓側通過自動幵關與每段母線連接，動力與照 明的一、二級負荷應有兩路低壓電源供電，且前者應為專用電纜。此外，設有聯(lián)絡電纜與相

21、 鄰變電所的低壓電源連接，作為事故備用電源，也可采用設備用發(fā)電機組、蓄電池組電源作為事故備用電源。其中事故電源母線的設計，應保證在本降壓變電所全部停電時，由相鄰變電所的電源或自備發(fā)電機等自動投人，為車站和區(qū)間的事故照明供電。圖4-17為低壓配電系統(tǒng)示意圖。,第四節(jié) 降壓變電所的電氣主接線,第四節(jié) 降壓變電所的電氣主接線,圖4-17 降壓變電所低壓配電系統(tǒng)示意圖,二、降壓變電所的主接線形式1.分段單母線接線（設母線分段開關）