1、2.1 電源電源2.2 外部供電方式外部供電方式2.3 主變電所主變電所2.4 中壓供電網絡中壓供電網絡 【主要內容】【主要內容】2.1 電源電源 一、城軌供電系統對外部電源的要求一、城軌供電系統對外部電源的要求二、城軌交通供電系統的電源電壓等級二、城軌交通供電系統的電源電壓等級三、電源外線的一般設計原則三、電源外線的一般設計原則四、諧波及其治理四、諧波及其治理一、城軌供電系統對外部電源的要求一、城軌供電系統對外部電源的要求1 1、國標對一級負荷電源的規定、國標對一級負荷電源的規定: :國標國標供配電系統設計規范供配電系統設計規范（GB 50052-2009）規定：）規定： 一級負荷應由兩路電

2、源供電；當一路電源發生故障時，一級負荷應由兩路電源供電；當一路電源發生故障時，另一路電源不應同時受到損壞。另一路電源不應同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應增設應急電源，并嚴禁將其他負荷接入應急系統。尚應增設應急電源，并嚴禁將其他負荷接入應急系統。一、城軌供電系統對外部電源的要求一、城軌供電系統對外部電源的要求1 1、國標對一級負荷電源的規定、國標對一級負荷電源的規定: :（GB 50052-2009GB 50052-2009）對應急電源的規定：）對應急電源的規定： 獨立于正常電源的發電機組。獨立于正常電源的發電機組。供

3、電網絡中獨立于正常電源的專用的饋電線路。供電網絡中獨立于正常電源的專用的饋電線路。蓄電池。蓄電池。干電池。干電池。 城軌交通供電系統的主變電所、牽引變電所、降壓變電城軌交通供電系統的主變電所、牽引變電所、降壓變電所，都要求能獲得所，都要求能獲得2 2路電源。路電源。 一、城軌供電系統對外部電源的要求一、城軌供電系統對外部電源的要求2 2、城軌交通供電系統對電源的要求：、城軌交通供電系統對電源的要求：2路電源要求來自不同的變電所或同一變電所的不同路電源要求來自不同的變電所或同一變電所的不同母線。母線。每個進線電源的容量應滿足變電所全部每個進線電源的容量應滿足變電所全部1、2級負荷的級負荷的要求。

4、要求。2路電源應分列運行，互為備用，當路電源應分列運行，互為備用，當1路電源發生故障路電源發生故障時，由另時，由另1路電源恢復供電。路電源恢復供電。 為便于運營管理和減少損耗，要求集中式供電的主變為便于運營管理和減少損耗，要求集中式供電的主變電所的站位和分散式供電的電源點，要盡量靠近城軌電所的站位和分散式供電的電源點，要盡量靠近城軌交通線路，減少引入城軌交通的電纜通道的長度。交通線路，減少引入城軌交通的電纜通道的長度。 一、城軌供電系統對外部電源的要求一、城軌供電系統對外部電源的要求2 2、城軌交通供電系統對電源的要求：、城軌交通供電系統對電源的要求：設有兩座以上主變電所的應急電源系統中，在保

5、證城設有兩座以上主變電所的應急電源系統中，在保證城軌電動車組安全快捷地運送旅客的基本功能的前提下，軌電動車組安全快捷地運送旅客的基本功能的前提下，要求將下列負荷納入應急電源系統：要求將下列負荷納入應急電源系統：u保證一定運輸能力的牽引負荷：一定運輸能力的負荷應是指保證一定運輸能力的牽引負荷：一定運輸能力的負荷應是指高峰小時以下的運輸能力時的負荷。高峰小時以下的運輸能力時的負荷。保證地鐵正常運行必須的動力照明負荷：通信、信號、自動保證地鐵正常運行必須的動力照明負荷：通信、信號、自動售檢票機、屏蔽門、工作照明、變電所自用電、自動扶梯。售檢票機、屏蔽門、工作照明、變電所自用電、自動扶梯。二、城軌交通

6、供電系統的電源電壓等級二、城軌交通供電系統的電源電壓等級1 1、城網電壓等級現狀與發展：、城網電壓等級現狀與發展：國家標準國家標準標準電壓標準電壓( GB156-2003)的規定的規定 ：220 kV及以上的電壓等級為高壓送電網。及以上的電壓等級為高壓送電網。110 kV、66 kV等級為高壓配電網。等級為高壓配電網。1 kV以上以上35 kV及以下電壓等級為中壓配電網。及以下電壓等級為中壓配電網。1kV及以下為低壓配電網。及以下為低壓配電網。 國外城軌供電系統廣泛采用國外城軌供電系統廣泛采用20 kV中壓網絡。中壓網絡。二、城軌交通供電系統的電源電壓等級二、城軌交通供電系統的電源電壓等級2

7、2、集中式供電對外部電源電壓等級的要求：、集中式供電對外部電源電壓等級的要求：集中式供電要求從城網引進高壓電源。集中式供電要求從城網引進高壓電源。集中式外部電源方案，目前外部電源電壓等級一般為集中式外部電源方案，目前外部電源電壓等級一般為110kV。 東北地區沈陽、哈爾濱等則為東北地區沈陽、哈爾濱等則為66 kV。 二、城軌交通供電系統的電源電壓等級二、城軌交通供電系統的電源電壓等級3 3、分散式供電對外部電源電壓等級的要求：、分散式供電對外部電源電壓等級的要求：分散式供電需要從城網直接引入中壓電源。分散式供電需要從城網直接引入中壓電源。中壓網絡的電壓等級應與城網相一致。中壓網絡的電壓等級應與

8、城網相一致。 可以采用可以采用35kV，也可以采用，也可以采用10kV。 三、電源外線的一般設計原則三、電源外線的一般設計原則1、所有電源外線應就近從城網引至電源變電所（主變電所、所有電源外線應就近從城網引至電源變電所（主變電所或電源開閉所）。或電源開閉所）。2、對于分散式供電方案，引至同一電源開閉所的兩回電源、對于分散式供電方案，引至同一電源開閉所的兩回電源線路應從城網變電站不同饋電母線直接引入，電源線路線路應從城網變電站不同饋電母線直接引入，電源線路在城區應采用電纜線路引入，在郊區宜采用電纜線路在城區應采用電纜線路引入，在郊區宜采用電纜線路（也可采用架空線路）引入。（也可采用架空線路）引入

9、。3、對于集中式供電方案，引至同一主變電所的兩回電源線、對于集中式供電方案，引至同一主變電所的兩回電源線路至少應有一回電源直接從城網變電站饋電母線專用回路至少應有一回電源直接從城網變電站饋電母線專用回路引入。電源線路在城區宜采用電纜線路引入，在郊區路引入。電源線路在城區宜采用電纜線路引入，在郊區可采用架空線路引入。可采用架空線路引入。三、電源外線的一般設計原則三、電源外線的一般設計原則4、對于電纜線路，引至同一電源變電所的兩回電源線路應、對于電纜線路，引至同一電源變電所的兩回電源線路應敷設在不同的電纜通路或同一通路的不同支架和管道內。敷設在不同的電纜通路或同一通路的不同支架和管道內。5、電纜（

10、架空線）導體的輸送容量，應根據主變壓器容量、電纜（架空線）導體的輸送容量，應根據主變壓器容量確定。確定。6、電纜（架空線）線路工程設計應考慮當地氣象條件。、電纜（架空線）線路工程設計應考慮當地氣象條件。7、電纜（架空線）的技術條件應滿足運行要求。、電纜（架空線）的技術條件應滿足運行要求。8、電纜型式及導線截面積的計算應根據不同環境溫度、敷、電纜型式及導線截面積的計算應根據不同環境溫度、敷設方式下的載流量等確定。設方式下的載流量等確定。9、電纜金屬外護套的感應電壓應滿足、電纜金屬外護套的感應電壓應滿足電力工程電纜設計電力工程電纜設計規范規范(GB50217)的相關要求。的相關要求。三、電源外線的

11、一般設計原則三、電源外線的一般設計原則10、電纜（架空線）線路應滿足防雷要求。、電纜（架空線）線路應滿足防雷要求。11、電纜（架空線）線路應滿足防震要求。、電纜（架空線）線路應滿足防震要求。12、電纜線路應滿足防蟻要求。、電纜線路應滿足防蟻要求。13、電纜線路應滿足防火要求。、電纜線路應滿足防火要求。14、電纜在主變電所外敷設時，可以采用隨道內、電纜溝、電纜在主變電所外敷設時，可以采用隨道內、電纜溝、 直埋、穿管等方式。直埋、穿管等方式。15、電纜在主變電所內敷設時，可以采用電纜支架等方式。、電纜在主變電所內敷設時，可以采用電纜支架等方式。16、電纜（架空線）線路不應干擾線路附近通信設施的良好

12、、電纜（架空線）線路不應干擾線路附近通信設施的良好 運行，否則應采取相應措施。運行，否則應采取相應措施。17、沿電纜線路敷設的光纖的技術性能應滿足運行要求。、沿電纜線路敷設的光纖的技術性能應滿足運行要求。四、諧波及其治理四、諧波及其治理1 1、諧波的概念：、諧波的概念： 在理想干凈的電力系統中，電流和電壓都是純粹的正在理想干凈的電力系統中，電流和電壓都是純粹的正弦波。由于電力系統中某些設備和負荷的非線性特性，弦波。由于電力系統中某些設備和負荷的非線性特性，即所加電壓與產生的電流不成線性正比）關系而造成即所加電壓與產生的電流不成線性正比）關系而造成波形畸變。波形畸變。 當電力系統向非線性設備及負

13、荷供電時，這些設備或當電力系統向非線性設備及負荷供電時，這些設備或負荷在傳遞（如變壓器）、變換（如交直流換流器）、負荷在傳遞（如變壓器）、變換（如交直流換流器）、吸收（如電弧爐）系統發電機所供給的基波能量的同吸收（如電弧爐）系統發電機所供給的基波能量的同時，又把部分基波能量轉換為諧波能量，向系統倒送時，又把部分基波能量轉換為諧波能量，向系統倒送大量的高次諧波，使電力系統的正弦波形畸變，電能大量的高次諧波，使電力系統的正弦波形畸變，電能質量降低。質量降低。四、諧波及其治理四、諧波及其治理2 2、諧波的危害、諧波的危害諧波對供電線路產生了附加損耗。諧波對供電線路產生了附加損耗。諧波影響各種電氣設備

14、的正常工作諧波影響各種電氣設備的正常工作諧波使電網中的電容器產生諧振。諧波使電網中的電容器產生諧振。諧波對附近的通信系統產生干擾。諧波對附近的通信系統產生干擾。四、諧波及其治理四、諧波及其治理3 3、諧波的治理、諧波的治理增加牽引整流機組的脈波數。增加牽引整流機組的脈波數。安裝濾波裝置或諧波補償裝置。安裝濾波裝置或諧波補償裝置。諧波補償裝置。諧波補償裝置。熒光燈。熒光燈。一、集中供電一、集中供電 二、分散供電二、分散供電三、混合供電三、混合供電四、三種電源供電方案的比較四、三種電源供電方案的比較2.2 外部供電方式外部供電方式一、集中供電一、集中供電集中供電：由城軌專用主變電所構成的供電方案。

15、集中供電：由城軌專用主變電所構成的供電方案。一、集中供電一、集中供電集中供電舉例：集中供電舉例：上海地鐵外部集中供電上海地鐵外部集中供電二、分散供電二、分散供電分散供電：在地鐵沿線直接由城市電網引入多路地鐵所需要分散供電：在地鐵沿線直接由城市電網引入多路地鐵所需要的電源而構成的供電系統。的電源而構成的供電系統。 三、混合供電三、混合供電 混合供電混合供電 ：以集中式供電為主，個別地段直接引入城市：以集中式供電為主，個別地段直接引入城市電網電源作為補充，稱之為混合式供電。電網電源作為補充，稱之為混合式供電。 為保證系統的可靠性，無論采用哪種供電方式，構成系統為保證系統的可靠性，無論采用哪種供電方

16、式，構成系統時都應首先采用環網式供電方式。時都應首先采用環網式供電方式。四、三種電源供電方案的比較四、三種電源供電方案的比較（1 1）供電質量）供電質量（2 2）供電可靠性）供電可靠性（3 3）中壓網絡電壓）中壓網絡電壓（4 4）對城網影響）對城網影響（5 5）資源共享）資源共享（6 6）工程實施）工程實施2.3 主變電所主變電所一、主變電所的位置選擇一、主變電所的位置選擇 二、主變電所的設備二、主變電所的設備三、主變電所的主接線三、主變電所的主接線 一、主變電所的位置選擇一、主變電所的位置選擇1 1、應盡量靠近地鐵線路、接近負荷中心。、應盡量靠近地鐵線路、接近負荷中心。2 2、各主變電所的負

17、荷平衡，并使其兩側的供電距離基本相、各主變電所的負荷平衡，并使其兩側的供電距離基本相同。同。3 3、靠近地鐵車站，以縮短電纜通道的距離，減少和城市地、靠近地鐵車站，以縮短電纜通道的距離，減少和城市地下管網的交叉和干擾。下管網的交叉和干擾。4 4、應考慮路網規劃與其他地鐵線路資源共享，并預留電纜、應考慮路網規劃與其他地鐵線路資源共享，并預留電纜通道和容量。通道和容量。二、主變電所的設備二、主變電所的設備 為減少占地面積，主變電所應設計成室內式。為減少占地面積，主變電所應設計成室內式。 主變電所宜選用主變電所宜選用SF6SF6絕緣全封閉組合電器（絕緣全封閉組合電器（GISGIS）。）。 主變電所無

18、需另設電容補償裝置。主變電所無需另設電容補償裝置。 主變電所二次主變電所二次回路：回路：有就地級、距離級和遠動級三級控制設計有就地級、距離級和遠動級三級控制設計 應與地鐵牽引變電所相協調，采用綜合自動化系統。應與地鐵牽引變電所相協調，采用綜合自動化系統。 每座主變電所從城市電網引入兩路獨立的每座主變電所從城市電網引入兩路獨立的110kV或或63kV電源電源 。三、主變電所的主接線三、主變電所的主接線2.4 中壓供電網絡中壓供電網絡一、中壓供電網絡的電壓等級一、中壓供電網絡的電壓等級二、中壓供電網絡的構成形式二、中壓供電網絡的構成形式三、國內城市軌道交通中壓網絡現狀三、國內城市軌道交通中壓網絡現

19、狀一、中壓供電網絡的電壓等級一、中壓供電網絡的電壓等級（1 1）35KV35KV中壓網絡中壓網絡（2 2）33KV33KV中壓網絡中壓網絡（3 3）20KV20KV中壓網絡中壓網絡（4 4）10KV10KV中壓網絡中壓網絡以上幾種中壓網絡的比較如下表：以上幾種中壓網絡的比較如下表：一、中壓供電網絡的電壓等級一、中壓供電網絡的電壓等級序序號號項項 目目35 kV33 kV20 kV10 kV1適用標準適用標準國家標準國際標準國家、國際標準國家、國際標準2對外部電壓對外部電壓等級要求等級要求城網可以沒有35 kV城網可以沒有33 kV城網可以沒有20kV一般城網均已有10 kV3設備國產化設備國產

20、化國 內國 外國 內國 內4環網柜情況環網柜情況無環網柜有環網柜有環網柜有環網柜5設備尺寸及占設備尺寸及占用變電所面積用變電所面積較大，不利于減小車站體量較小(C-GIS)，利于減小車站體量較小，利于減小車站體量，節省土建投資較小，利于減小車站體量6設備價格設備價格適 中最 高適中，比35 kV低最 低7輸電容量輸電容量較 大較 大適中，比10 kV大較 小8輸電距離輸電距離較 長較 長適中，比10 kV長較 短9城市軌道城市軌道交通應用交通應用國內有采用國內外有采用國外有采用國內外有采用二、中壓供電網絡的構成形式二、中壓供電網絡的構成形式1 1、構成原則、構成原則: :（1）安全可靠，經濟合理，滿足供用電的要求。）安全可靠，經濟合理，滿足供用電的要求