城市轨道交通供电系统中压网络.doc

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,这种由主变电所构成的供电方案,称为集中式供电。主变电所进线电压一般为 110kV ,经降压后变成 35kV 或10kV ,供牵引变电所与降压变电所。主变电所应有两路独立的进线电源。集中式供电,有利于城市轨道交通供电形成独立体系, 便于管理和运营。上海、广州、南京、香港、德黑兰地铁等即为集中式供电方案。(3) 分散式供电根据城市轨道交通供电的需要,在地铁沿线直接由城市电网引入多路电源, 构成供电系统,称为分散式供电。这种供电方式一般为 10kV 电压级。分散式供电要保证每座牵引变电所和降压变电所均获得双路电源,要求城市轨道交通沿线有足够的电源引入点及备用容量。建设中的沈阳地铁、长春轻轨、大连轻轨、北京城铁、北京八通线、北京地铁 5号线等即为分散式供电方案。(4) 混合式供电将前两种供电方式结合起来,一般以集中式供电为主,个别地段引入城市电网电源作为集中式供电的补充,使供电系统更加完善和可靠。这种方式称为混合式供电。北京地铁一线和环线、建设中的武汉轨道交通工程、青岛地铁南北线工程等即为混合式供电方案。 4、中压网络概念的引入通过中压电缆,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,横向把全线的各个牵引变电所、降压变电所连接起来,便形成了中压网络。根据网络功能的不同,把为牵引变电所供电的中压网络,称为牵引网络;同样,把为降压变电所供电的中压网络称为动力照明网络。中压网络有两大属性:一是电压等级,二是构成形式。中压网络不是供电系统中独立的子系统,但是它却是供电系统设计的核心内容。它的设计牵扯到外部电源方案、主变电所的位置及数量、牵引变电所及降压变电所的位置与数量、牵引变电所与降压变电所的主接线等。二、中压网络的电压等级 1、国家中压配电现状及发展趋向我国现行中压配电标准电压等级有:66kV 、35kV 、10kV 。随着城乡电气化事业的发展,只有一种 10kV 作为中低电压的分界,显然已不能满足城乡配电网发展要求。我国第一个 20kV 一次配电的供电区,已经于 1996 年5月在苏州工业园区投入运行。从前一段运行情况来看,其线损率大大低于 10kV 系统。对于农村电网,从电源电压直接送到中压一次配电层,形成高压电源层──中压一次配电层──低压户内三级配电,可以简化电网、降低造价、减少线损、利于发展。采用 20kV 作为中压一次配电层,功能上可以替代 35kV 与10kV 两个配电层,而造价上则与 10kV 设备差异不大。由此可