地鐵變電所各個設備的作用

1、精品資料一.1500V直流開關柜概述直流 1500V 供電系統中，由 1500V 直流開關柜、整流變壓器、整流器、排流柜 等主要設備組成。1500V 直流開關柜為具有標準防護等級的金屬封閉結構，包含正極柜（進線柜 ）、饋線柜和負極柜。斷路器或電動隔離開關的操作設備和控制、測量、保護元件，以及 母排、電源和輔助連接等二次元件。這些設備除完成當地控制、測量保護功能所需的 必要元件外，還裝設為實現遠方監(jiān)控所必須的各種轉換開關和數據傳輸、電光轉換所 必須的元件，如協議轉換和光電轉換模塊等。直流快速斷路器均提供直接瞬時過電流 脫扣器和 間接快速脫扣器 ，裝于斷路器 本體內，由 綜合測控保護裝置 或機械裝

2、置 操控 每個直流斷路器所有輔助接點均接到 低壓室端子排 上，且具有“ 運行”、“ 試驗”、 “移開”三個明顯的 位置和標志。手車入柜后有 兩個機械定位 ：試驗位 和運行位，兩 個位置均能由 帶扭轉彈簧 的 機械鎖定 解鎖連桿 可靠鎖定。1. 1500V 直流開關柜（1）饋線柜饋線柜是安裝于 1500V 直流正極母線 與接觸網上網隔離開關 之間的設備，其內配 置1500V正極母線、直流快速斷路器、分流器以及微機綜合保護控制裝置 Sitras Pro （該裝置為多CPU結構方式，實現保護、監(jiān)視、控制、測量、通信 等功能），實現向 牽引網直流饋電的控制和保護。（2）進線柜 （正極柜 ）進線柜是用于

3、連接整流器閥側正極與1500V正極母線間的開關設備，實現整流機 組向1500V直流正極母線 饋電的控制。進線柜采用 電動隔離開關，其合/分操作與 35KV 整流變開關 有硬接線的 電氣聯鎖。還有一組 PLC S7-200 ，可對正極柜內的電動 隔離開關進行控制，并實現各柜信號收集、電流采集及正極電動隔離開關的控制功能。（3）負極柜負極柜是連接于 整流器閥側負極 與回流鋼軌 之間的開關設備，柜內裝設 手動隔離 開關，開關柜前部設可鎖住的金屬門，上部有一個低壓元件室。負極柜內還設置一套 Simatic S7-300 PLC ，用于 框架故障保護 、信息 （隔離開關位置等 ）采集和變電所綜合 自動化

4、系統進行通信，具有與當地 PC機和所內綜合自動化SCADA系統進行通信的兩 個獨立的標準通信接口。該設備安裝在負極柜 低壓小室 中。2. 整流變壓器、整流器主要作用是將 35Kv 的交流電轉換成 1180v 的交流電，與整流器結合在一起， 再將交流電轉換成 1500v 的直流電，用于列車的運行。3.排流柜是雜散電流腐蝕防護系統中的重要設備，主要是由硅二極管D1、可調節(jié)電阻R1、固定限流電阻R2、自動排流部分、顯示部分和保護部分組成。利用硅 二極管的正向導通反向截止的特性，實現雜散電流的極性排流。直流接觸器CZ用于控制排流支路是否投入使用，R、C回路用于抑制主回 路通斷時產生的尖峰脈沖。利用硅二

5、極管的單向導電性可以阻止從負母線到收 集網的逆向排流，快速熔斷器Fu用于出現短路負載時對排流柜及柜內元器件的 保護。電流傳感器M用于檢測排流回路中的排流電流量的大小，并通過排流柜控 制器控制IGBT通斷的占空比，以實現對排流電流大小的控制。當IGBT關斷時,排流回路串聯了電阻R1和R2，電阻較大，排流電流較小。當IGBT導通時，僅 串入阻值較小的R2，排流較大。R2用于限制排流的瞬時電流，以保護IGBT。 電阻R1和IGBT構成了排流支路的電阻調節(jié)電路，保證了設備既處于可靠安全 的工作狀態(tài)，又能夠根據設備的排流能力，盡可能地將更多的雜散電流通過負 母線回收。排流柜控制器與雜散電流監(jiān)測系統之間可

6、通過通信電纜聯系，以實現與雜 散電流監(jiān)測系統的信息互換。雜散電流監(jiān)測系統對結構鋼筋進行電位檢測，當 檢測被保護的金屬結構的極化電位處于安全狀態(tài)時，雜散電流監(jiān)測系統向排流 裝置發(fā)出停止排流的命令。當需要排流時，監(jiān)測系統確定排流量，并把排流量 的數值傳給排流柜控制器?？刂破鳈z測排流電流小于給定值時，控制IGBT連續(xù)導通；當檢測排流電流大于給定值時，控制IGBT連續(xù)關斷。正常情況下， IGBT的導通占空比將排流電流量控制在規(guī)定的數值范圍內。二 10Kv 開關柜概述設備有綜合保護裝置、消諧器、測控表計、繼電器、溫控器、加熱器、轉 換開用來接受和分配電能的電氣設備，配電裝置包括控制電器（斷路器、隔離 開

7、關、負荷開關）、保護電器（熔斷器、避雷器等）、測量電器（電流互感器、 電壓互感器、零序電流互感器）以及母線和載流導體。按電壓等級分為：一次和二次設備，一次設備有斷路器、隔離開關、負荷 開關、電流互感器、電壓互感器、零序電流互感器、避雷器、接地開關、帶電 顯示器等；二次設備有綜合保護裝置、消諧器、繼電器、溫控器、加熱器、轉 換開關和按鈕等。1.斷路器用來接通和斷開有載或無載線路及電氣設備，以及發(fā)生短路故障時，自動 切斷故障或重新合閘，起到控制和保護兩種作用。參數有額定電壓、額定短路 開斷電流、額定電流。2. 接觸器分為交流接觸器和直流接觸器。交流接觸器 主要有電磁機構、觸頭系統、滅 弧裝置等組成

8、， 廣泛用作電力的開斷和控制電路。它利用主接點來開閉電路，用 輔助接點來執(zhí)行控制指令。主接點一般只有常開接點，而輔助接點常有兩對具 有常開和常閉功能的接點，小型的接觸器也經常作為 中間繼電器 配合主電路使 用。直流接觸器，一般用于控制直流電器設備，線圈中通以直流電，直流接觸 器的動作原理和結構基本上與交流接觸器是相同的。但無法開斷短路電流，必 須加短路保護，一般用高壓熔斷器。3. 互感器分為電流互感器（CT）、電壓互感器（PT）,主要與儀表配合測量線路上的 電流、電壓、功率、電能，與繼電器配合對線路及變配電設備進行定量保護（例如短路、過流、過壓、欠壓等故障保護），流互二次不能開路，壓互二次 不

9、能短路。由于采用了互感器，使測量儀表和繼電器均接在互感器的二次側與 系統的高壓隔離，從而保證了操作人員和設備的安全。電流互感器的二次側額定電流為 5A 或 1A，5P20 表示一次電流增大到20倍時，CT誤差不得超過5 %，流互的動熱穩(wěn)定性（熱穩(wěn)定：CT在1S內， 承受短路電流的熱作用而無機械損傷的一次電流有效值；動穩(wěn)定：一次線路發(fā) 生短路時， CT 所能承受的無機機械損傷的最大電流峰值 ），一般動穩(wěn)定電流為 熱穩(wěn)定電流的 2.5 倍。電壓互感器的二次側額定電壓為 100V ，一般分為全絕緣（試驗時，可進 行工頻耐壓試驗，包括相 -相型和相 -地型）和半絕緣（試驗時，不能進行工頻 耐壓試驗，但

10、可進行二次側的感應耐壓，只有相 -地型），在準確級上分為測量 級、計量級和保護級三種，一般將 0.2 級定位測量級， 0.5 級定量計量級， 3P 、 6P 定位保護級。對于 35KV 電壓互感器，額定絕緣水平 40.5/95/185KV ， 表示最高工作電壓 40.5KV ，工頻耐壓 95KV ，雷電沖擊耐壓 185KV 。注：零序流互一次接被保護線路的三相，正常情況下，一次上無電流，故 二次也無感應電流：當線路發(fā)生單相接地故障時，一次流互上電流增大，故二 次線圈將感應出電流，從而帶動繼電器使保護裝置動作。4. 避雷器是一種限制電氣設備絕緣上承受過電壓的保護電器。可以限制雷擊過電壓、 操作過

11、電壓。用來限制電壓的幅值，并聯在保護電器和地之間，當產生過電壓 時，過壓的作用使避雷器動作而放電，使導體通過電阻或直接與大地相連，雷 電流通過避雷器流入大地，達到限制過電壓幅值的目的。交流避雷器（避雷器額定電壓（KV ） /標稱放電電流 下最大殘壓（KV ） +標稱 放電電流 （KA ） ）。5. 接地開關電路檢修時，合上接地開關，保證操作人員的人身安全。分為拉桿操作和錐 齒輪操作。6. 帶電顯示器、傳感器 帶電顯示器由傳感器和顯示器組成。傳感器安裝于電纜室內，與接地相連， 作用是將帶電體的高電壓分壓，取出一部分低壓分給顯示器。顯示器的作用是 顯示高壓回路帶電狀況的作用，有提示性和強制閉鎖性兩

12、種。該裝置不但可以 指示高壓回路帶電狀況，而且還可以與電磁鎖配合，強制閉鎖，從而實現帶電 時無法關合接地開關、防止誤入帶電間隔，從而提高了配套產品的防誤性能。7. 位置指示器直觀的顯示斷路器、電壓互感器、隔離手車等設備的位置或狀態(tài)。8. 綜合繼電器保護裝置作為開關柜的核心部件之一，主要任務有：監(jiān)視電力系統的正常運行，當 系統發(fā)生異常運行時，繼電保護裝置能作出判斷并發(fā)出相應的信號或報警； 當系統發(fā)生足以損害電氣設備或危及系統安全運行的故障時，繼電保護裝置 應能可靠的動作，使故障斷路器分閘，防止事故的擴大；實現電力系統的自 動化和遠動化，例如自動重合閘、遙信、遙測、遙調和遙控。9. 消諧器及小電流

13、選線裝置消除線路及設備中的一次諧波，可以有效地限制鐵磁諧振現象。10. 繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統（又稱輸入回路）和被控制系統（又稱輸出回路）之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是 用小電流去控制大電流運作的一種“ 自動開關”。 根據電壓、電流、溫度、速 度或時間等物理的變化來接通或切斷電路的電器。故在電路中起著自動調節(jié)、 安全保護、轉換電路等作用。11. 溫控器、加熱器 溫控器可以根據工作環(huán)境的溫度變化，在開關內部發(fā)生物理形變，從而產生某些特殊效應，產生導通或者斷開動作的一系列自動控制元件。而加熱器與 溫控器結合使用，當環(huán)境溫度過低時，可以加熱；當環(huán)境溫度達到一

14、定值時， 它就停止工作。三 400V 供電系統主要設備有配電變壓器、 400V 開關柜、溫控器、加熱器、按鈕等。400V 開關柜有電源濾波柜、母聯柜、有源濾波柜、 400V 抽屜。主要作 用是實現對動力、照明、消防系統等 380/220V 設備進行供電。有源濾波柜：由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。 指令電流運算電路實時監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號轉換為數字信號， 送入高速數字信號處理器（ DSP ）對信號進行處理，將諧波與基波分離，并以 脈寬調制（ PWM ）信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅動脈沖，驅動 IGBT 或 IPM 功率模塊，生成與電網諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網， 對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。四其他設備其他設備有蓄電池屏、交流屏、直流屏、自動化屏、再生能系統、上網柜 等。1.再生能系統：由直流快速斷路器、電動隔離開關、斬波柜、電阻柜、逆 變器、逆變變壓器等組成。當處于再生制動狀態(tài)的列車回饋出去的電流不能完 全被其他列車或用電設備吸收時