城市軌道交通供電系統(tǒng)的中壓網(wǎng)絡(luò)研究

1、城市軌道交通供電系統(tǒng)的中壓 網(wǎng)絡(luò)研究作者:日期:城市軌道交通供電系統(tǒng)的中壓網(wǎng)絡(luò)研究摘要:本文從城市軌道交通供電系統(tǒng)的功能、構(gòu)成、以及系統(tǒng)的外部電源方案等 方面對(duì)城市軌道交通供電系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)述。在此基礎(chǔ)上引入了城市軌道交通供電 系統(tǒng)中壓網(wǎng)絡(luò)的概念，中壓網(wǎng)絡(luò)有兩大屬性：一是電壓等級(jí)，二是構(gòu)成形式。同時(shí) 結(jié)合國(guó)家中壓配電現(xiàn)狀及發(fā)展趨向、國(guó)內(nèi)城市軌道交通中壓網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及發(fā)展思 路、以及不同電壓等級(jí)的中壓網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)， 對(duì)中壓網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)的特點(diǎn)進(jìn)行了 綜合比較，并對(duì)其構(gòu)成進(jìn)行了系統(tǒng)分析。最后提出了一種新型接線方式-20k V牽 引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)。？ 關(guān)鍵詞：牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò) 城市軌道交通 供電系統(tǒng)

2、中壓網(wǎng)絡(luò)、供電系統(tǒng)的簡(jiǎn)介及中壓網(wǎng)絡(luò)的概念 1、城市軌道交通供電系統(tǒng)的功能城市軌道交通供電系統(tǒng)，擔(dān)負(fù)著運(yùn)行所需的一切電能的供應(yīng)與傳輸，是城市軌 道交通安全可靠運(yùn)行的重要保證。城市軌道交通的用電負(fù)荷按其功能不同可分為兩大用電群體。一是電動(dòng)客車 運(yùn)行所需要的牽引負(fù)荷，二是車站、區(qū)間、車輛段、控制中心等其他建筑物所需 要的動(dòng)力照明用電，諸如：通風(fēng)機(jī)、空調(diào)、自動(dòng)扶梯、電梯、水泵、照明、AFC系統(tǒng)、FAS、BAS通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)等。在上述用電群體中，有不同電壓等級(jí)直流負(fù)荷、不同電壓等級(jí)交流負(fù)荷 ；有固 定負(fù)荷、有時(shí)刻在變化的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。每種用電設(shè)備都有自己的用電要求和技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn),而且這種要求和標(biāo)準(zhǔn)又相差甚

3、遠(yuǎn)。城市軌道交通供電系統(tǒng)就是要滿足這些不 同用戶對(duì)電能的不同需求，以使其發(fā)揮各自的功能與作用。保證電動(dòng)客車暢行，安全、可靠、迅捷、舒適地運(yùn)送乘客，是供電系統(tǒng)的根本目的。2、供電系統(tǒng)的構(gòu)成根據(jù)功能的不同，對(duì)于集中式供電，城市軌道交通供電系統(tǒng)可分成以下幾部 分：外部電源、主變電所、牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控（SCADA） 系統(tǒng)。對(duì)于分散式供電，城市軌道交通供電系統(tǒng)則可分成以下幾部分：外部電源、(電源開閉所)、牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控 (SC ADA系統(tǒng)。 牽引供電系統(tǒng)，又可分成牽引變電所與牽引網(wǎng)系統(tǒng)。 動(dòng)力照明配電系統(tǒng)，又可分 成降壓變電所與動(dòng)力照明。但在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)

4、與施工設(shè)計(jì)時(shí)，為便于設(shè)計(jì)管理，供電系統(tǒng)往往被劃分成 系統(tǒng)設(shè)計(jì)；主變電所設(shè)計(jì)；牽引變電所(或牽引降壓混合變電所)及降壓變電所設(shè) 計(jì)；牽引網(wǎng)設(shè)計(jì)；電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)；雜散電流腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì) (注：動(dòng)力照明隨 同土建一起設(shè)計(jì))。3、外部電源方案城市軌道交通系統(tǒng)的外部電源方案，根據(jù)城市電網(wǎng)構(gòu)成的不同特點(diǎn)，可采用 集中式、分散式、混合式等不同形式。 確定外部電源方案的原則城市軌道交通作為城市電網(wǎng)的特殊用戶,一般用電范圍多在10km30km之間。城市軌道交通系統(tǒng)的外部電源方案，主要有集中式、分散式、混合式等不同 形式。究竟采用何種方式，應(yīng)通過計(jì)算確定需要負(fù)荷之后，根據(jù)城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃、城市電網(wǎng)構(gòu)成特點(diǎn)、工

5、程實(shí)際情況綜合分析確定。(2 )集中式供電在城市軌道交通沿線，根據(jù)用電容量和線路長(zhǎng)短，建設(shè)專用的主變電所，這種 由主變電所構(gòu)成的供電方案，稱為集中式供電。主變電所進(jìn)線電壓一般為110kV, 經(jīng)降壓后變成35 k V或10kV,供牽引變電所與降壓變電所。主變電所應(yīng)有兩路獨(dú) 立的進(jìn)線電源。集中式供電，有利于城市軌道交通供電形成獨(dú)立體系，便于管理 和運(yùn)營(yíng)。上海、廣州、南京、香港、德黑蘭地鐵等即為集中式供電方案。(3 )分散式供電根據(jù)城市軌道交通供電的需要，在地鐵沿線直接由城市電網(wǎng)引入多路電源， 構(gòu)成供電系統(tǒng)，稱為分散式供電。這種供電方式一般為10kV電壓級(jí)。分散式供電 要保證每座牽引變電所和降壓變電

6、所均獲得雙路電源，要求城市軌道交通沿線有足夠的電源引入點(diǎn)及備用容量。建設(shè)中的沈陽(yáng)地鐵、長(zhǎng)春輕軌、大連輕軌、北京 城鐵、北京八通線、北京地鐵5號(hào)線等即為分散式供電方案。(4)混合式供電將前兩種供電方式結(jié)合起來(lái)，一般以集中式供電為主，個(gè)別地段引入城市電網(wǎng) 電源作為集中式供電的補(bǔ)充，使供電系統(tǒng)更加完善和可靠。這種方式稱為混合式供電。北京地鐵一線和環(huán)線、建設(shè)中的武漢軌道交通工程、青島地鐵南北線工程 等即為混合式供電方案。通過中壓電纜，縱向把上級(jí)主變電所和下級(jí)牽引變電所、降壓變電所連接起 來(lái),橫向把全線的各個(gè)牽引變電所、降壓變電所連接起來(lái) ，便形成了中壓網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能的不同，把為牽引變電所供電的中壓

7、網(wǎng)絡(luò)，稱為牽引網(wǎng)絡(luò)；同樣, 把為降壓變電所供電的中壓網(wǎng)絡(luò)稱為動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)。中壓網(wǎng)絡(luò)有兩大屬性：一是電壓等級(jí)，二是構(gòu)成形式。中壓網(wǎng)絡(luò)不是供電系統(tǒng)中獨(dú)立的子系統(tǒng)，但是它卻是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi) 容。它的設(shè)計(jì)牽扯到外部電源方案、 主變電所的位置及數(shù)量、牽引變電所及降壓 變電所的位置與數(shù)量、牽引變電所與降壓變電所的主接線等。二、中壓網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí) 1、國(guó)家中壓配電現(xiàn)狀及發(fā)展趨向我國(guó)現(xiàn)行中壓配電標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)有：66kV、3 5k V、10kV。隨著城鄉(xiāng)電氣化事 業(yè)的發(fā)展，只有一種10kV作為中低電壓的分界，顯然已不能滿足城鄉(xiāng)配電網(wǎng)發(fā)展 要求。我國(guó)第一個(gè)20k V 一次配電的供電區(qū)，已經(jīng)于1996年5月在

8、蘇州工業(yè)園區(qū)投 入運(yùn)行。從前一段運(yùn)行情況來(lái)看，其線損率大大低于10kV系統(tǒng)。對(duì)于農(nóng)村電網(wǎng)，從電源電壓直接送到中壓一次配電層，形成高壓電源層中壓一次配電層一一低壓戶內(nèi)三級(jí)配電，可以簡(jiǎn)化電網(wǎng)、降低造價(jià)、減少線損、利 于發(fā)展。采用2 0kV作為中壓一次配電層，功能上可以替代35 kV與1 Ok V兩個(gè) 配電層，而造價(jià)上則與10kV設(shè)備差異不大。由此可見,2 OkV電壓等級(jí)的這種特 點(diǎn),也適合于高密度負(fù)荷地區(qū)的城市電網(wǎng)。 例如：早在19 9 9年中電聯(lián)供電分會(huì)發(fā) 表的“北京電網(wǎng)實(shí)施城網(wǎng)建設(shè)和改造的規(guī)劃原則”中表明：北京市區(qū)內(nèi)電壓等級(jí)按500kV、2 2 0 kV、11OkV、1 OkV (20k V)

9、設(shè)計(jì)，其中新建開發(fā)區(qū)可選20kV 電壓等級(jí)。2、國(guó)內(nèi)城市軌道交通中壓網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及發(fā)展思路以往，因國(guó)家城鄉(xiāng)電網(wǎng)中沒有采用20kV這一電壓等級(jí),相應(yīng)的開關(guān)柜等20kV 設(shè)備,也沒有跟上發(fā)展。在這樣的大環(huán)境下，要在城市軌道交通工程中使用20kV 電壓級(jí)，是比較困難和不現(xiàn)實(shí)的。因而，國(guó)內(nèi)既有城市軌道交通的中壓網(wǎng)絡(luò)電壓等 級(jí)采用了 35kV (若采用國(guó)外設(shè)備則是33kV)或1 0 kV。北京地鐵、天津地鐵、長(zhǎng)春軌道交通環(huán)線一期工程、大連快速軌道交通3號(hào)線的中壓網(wǎng)絡(luò)為1 OkV ;上海地鐵1、2號(hào)線的牽引網(wǎng)絡(luò)采用了 33k V,動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)采用了 1OkV;上海地 鐵明珠線的牽引網(wǎng)絡(luò)采用了 35kV,動(dòng)力照

10、明網(wǎng)絡(luò)采用了 1OkV;廣州地鐵1、2號(hào)線 采用了 33kV的牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)；南京地鐵南北線一期工程、深圳地鐵采用 了35 kV的牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)；武漢軌道交通一期工程、重慶軌道交通較新 線工程采用了 10kV的牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)。然而，隨著城鄉(xiāng)電力消費(fèi)的增長(zhǎng)，發(fā)展城鄉(xiāng)2O kV配電網(wǎng)已提到議事日程上來(lái)。20 k V是目前公認(rèn)的具有發(fā)展前景的優(yōu)選電壓級(jí)。20kV開關(guān)柜、變壓器、電力電 纜等一系列設(shè)備，也完全實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。近年已頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB1 5693中表明，2 OkV也是可使用的電壓級(jí)。另 外,已經(jīng)完成送審稿的地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：地鐵中壓網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)可采 用3 5kV (

11、33kV)、20 k V、10kV。因此，在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)及2 OkV設(shè)備這個(gè)大環(huán) 境，已經(jīng)發(fā)生變化的情況下，在城市軌道交通中壓網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)選用上，也應(yīng)該拓寬思路，認(rèn)真比較,優(yōu)化選用。換言之，不能僅局限于以往的 35k V(33k V) 和1 O kV框框,應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,2 OkV也是可用的,并已成為一個(gè)備選電壓級(jí)。這是因 為：城市軌道交通供電系統(tǒng)，尤其是集中式供電系統(tǒng)，與其他公用用戶相比，相對(duì) 獨(dú)立，自成系統(tǒng)。無(wú)論從施工建設(shè)，還是運(yùn)營(yíng)管理、養(yǎng)護(hù)維修等均相對(duì)獨(dú)立。從這 個(gè)角度來(lái)說，城市軌道交通中壓網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)不一定與外部電網(wǎng)電壓等級(jí)相一 致。實(shí)際上，上海地鐵、廣州地鐵，已采用了國(guó)外的33kV設(shè)

12、備，而我國(guó)電壓等級(jí)是3 5k V，并非3 3kVo另外,象南京地鐵、深圳地鐵米用的35 kV，也是這兩 座城市市區(qū)電網(wǎng)所要取消的電壓級(jí)。換言之，在城市軌道交通中壓網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí) 與外部市網(wǎng)電壓等級(jí)的關(guān)系上,是采用3 5 kV還是采用33 kV或者20 k V,其性質(zhì) 和概念上是一樣的。3、不同電壓等級(jí)的中壓網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)(1) 3 5k V中壓網(wǎng)絡(luò),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電壓級(jí)。輸電容量較大、距離較長(zhǎng)；設(shè)備來(lái)源國(guó)內(nèi)； 設(shè)備體積較大，占用變電所面積較大，不利于減小車站體量；設(shè)備價(jià)格適中；國(guó)內(nèi) 沒有環(huán)網(wǎng)開關(guān)，因而不能用(相對(duì)于斷路器柜)價(jià)格較便宜的環(huán)網(wǎng)開關(guān)，構(gòu)成接線 與保護(hù)簡(jiǎn)單、操作靈活的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)；廣州地鐵、上海地鐵

13、已經(jīng)采用。(2)33 k V中壓網(wǎng)絡(luò),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電壓級(jí)。輸電容量較大、距離較長(zhǎng),基本與35 k V一致；設(shè)備來(lái)源國(guó)外，不利于國(guó)產(chǎn)化；國(guó)外開關(guān)設(shè)備體積較小、價(jià)格較高，廣州、 上海地鐵已經(jīng)采用；國(guó)外 C GI S產(chǎn)品有環(huán)網(wǎng)單元。2 Ok V中壓網(wǎng)絡(luò)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電壓級(jí)。輸電容量及距離適中 ，比1 OkV系統(tǒng)大。 設(shè)備完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化；引進(jìn) MG ALS THOM等技術(shù)的開關(guān)設(shè)備，體積較小,占用 變電所面積遠(yuǎn)小于國(guó)產(chǎn)35kV設(shè)備,有利減小車站體量，節(jié)省土建投資；價(jià)格適中；有環(huán)網(wǎng)單元，能構(gòu)成接線與保護(hù)簡(jiǎn)單、操作靈活的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)；國(guó)內(nèi)地鐵尚沒有 采用，但國(guó)外地鐵多有采用。(4) 10 kV中壓網(wǎng)絡(luò)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電壓級(jí)

14、。輸電容量較小、距離較短；設(shè)備來(lái)源國(guó) 內(nèi)；設(shè)備體積適中；設(shè)備價(jià)格較低；環(huán)網(wǎng)開關(guān)技術(shù)成熟、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)豐厚，可用其構(gòu) 成保護(hù)簡(jiǎn)單、操作靈活的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)；國(guó)內(nèi)外地鐵廣為采用。4、不同電壓等級(jí)的中壓網(wǎng)絡(luò)的綜合比較三、中壓網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 1、概述對(duì)于集中式外部電源方案，牽引網(wǎng)絡(luò)和動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)，可以采用相對(duì)獨(dú)立的形 式，即牽引動(dòng)力照明獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，也可以共用同一個(gè)中壓網(wǎng)絡(luò)，即牽引動(dòng)力照明混合 網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于分散式外部電源方案，采用牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)。牽引動(dòng)力照明獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：牽引網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)，兩者相對(duì)獨(dú)立、相 互影響較小；35(33) k V較高的電壓級(jí)與較重的牽引負(fù)載相適用，而 10kV較低的 電壓級(jí)則與較小

15、的動(dòng)力照明負(fù)荷相適用。牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：供電系統(tǒng)的整體性比較好，設(shè)備布置可以統(tǒng)籌 考慮。牽引網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)，可以采用同一個(gè)電壓級(jí)，也可以采用兩個(gè)不同電壓級(jí)。目前,我國(guó)城市軌道交通工程有的采用了牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)，有的則采 用了牽引動(dòng)力照明獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)；國(guó)外有的地鐵采用了牽引動(dòng)力照明獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)。2、中壓網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成原則 (1 )滿足安全可靠的供電要求;(2) 滿足潮流計(jì)算要求，即設(shè)備容量及電壓降要滿足要求(3) 滿足負(fù)荷分配平衡的要求;(4 )滿足繼電保護(hù)的要求；(5) 滿足運(yùn)行管理、倒閘操作的要求;(6) 每一個(gè)牽引變電所、降壓變電所均應(yīng)有兩路電源;(7)系統(tǒng)接線方式盡量簡(jiǎn)單； (8)

16、供電分區(qū)應(yīng)就近引入電源，必要時(shí)可從負(fù)荷中心處引入電源 ，盡量避免返送 電； (9 )全線牽引變電所、降壓變電所的主接線盡量一致;(1 0)滿足設(shè)備選型要求。3、集中式外部電源方案下的中壓網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 (1 )獨(dú)立35( 3 3) kV牽引網(wǎng)絡(luò)+獨(dú)立10kV動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)的接線方式 1) 3 5(33)k V牽引網(wǎng)絡(luò)的接線方式當(dāng)中壓網(wǎng)絡(luò)為兩個(gè)不同電壓級(jí)時(shí)，35 ( 33 ) kV牽引網(wǎng)絡(luò)的常用接線方式, 如插圖一所示。這些基本接線方式可以分成 A B、C、D四種類型。IA型：牽引變電所主接線為單母線；牽引變電所的進(jìn)線與出線,均采用斷路器； 牽引變電所的兩路電源，來(lái)自于同一個(gè)主變電所的不同母線；該類型接

17、線適用于 位于線路起始部分、線路終端部分、主變電所附近的牽引變電所電源引入。I B型：牽引變電所主接線為單母線；牽引變電所的進(jìn)線與出線，均采用斷路 器；兩個(gè)牽引變電所為一組；這一組牽引變電所的兩路電源，來(lái)自于同一個(gè)主變電 所的不同母線，每個(gè)牽引變電所均從主變電所接入一路主電源，兩個(gè)牽引變電所通過聯(lián)絡(luò)電纜實(shí)現(xiàn)電源互為備用；該類型接線適用于位于線路起始部分、線路終 端部分的牽引變電所電源引入。IC型：牽引變電所主接線為單母線；牽引變電所的進(jìn)線與出線，均采用斷路器; 兩個(gè)牽引變電所為一組；這一組牽引變電所的兩路電源，來(lái)自于不同的主變電所， 左側(cè)牽引變電所從左側(cè)主變電所接入一路主電源 ，右側(cè)牽引變電所

18、從右側(cè)主變電 所接入一路主電源，兩個(gè)牽引變電所通過聯(lián)絡(luò)電纜實(shí)現(xiàn)電源互為備用；該類型接 線適用于位于兩個(gè)主變電所之間的牽引變電所電源引入。1 D型：牽引變電所主接線為單母線；牽引變電所的進(jìn)線與出線，均采用斷路 器；牽引變電所的兩路電源，來(lái)自于左右兩側(cè)不同的主變電所；該類型接線適用于 位于兩個(gè)主變電所之間的牽引變電所電源引入。2)1 OkV動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)的接線方式當(dāng)中壓網(wǎng)絡(luò)為兩個(gè)不同電壓級(jí)時(shí)，10kV動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)的基本接線方式，如插 圖二所示。全線的降壓變電所被分成若干個(gè)供電分區(qū)，每個(gè)供電分區(qū)一般不超過3個(gè)地下站；每一個(gè)供電分區(qū)均從主變電所(或中心降壓變電所)的35(33) / 10kV主變壓 器，

19、就近引入兩路10kV電源；中壓網(wǎng)絡(luò)采用雙線雙環(huán)網(wǎng)接線方式；相鄰供電分區(qū) 間通過環(huán)網(wǎng)電纜聯(lián)絡(luò)；降壓變電所主接線采用分段單母線形式；降壓變電所進(jìn)線開關(guān)采用斷路器。該接線方式運(yùn)行靈活。(2 ) 35( 3 3 )kV牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)的接線方式當(dāng)中壓網(wǎng)絡(luò)采用一個(gè)電壓級(jí)時(shí),3 5 (33)kV牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)的基本接 線方式，如插圖三所示。在有牽引變電所的車站，牽引變電所與降壓變電所合建成牽引降壓混合變電 所,對(duì)大型地下車站，除牽引降壓混合變電所或降壓變電所外，還會(huì)設(shè)置跟隨式降壓變電所。全線的牽引降壓混合變電所及降壓變電所被分成若干個(gè)供電分區(qū)，每個(gè)供電 分區(qū)一般不超過3個(gè)地下站；每一個(gè)供電分區(qū)均

20、從主變電所的不同母線就近引入 兩路35(33) k V電源；中壓網(wǎng)絡(luò)采用雙線雙環(huán)網(wǎng)接線方式,牽引降壓混合變電所、 牽引變電所、降壓變電所的環(huán)網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)均采用斷路器；兩個(gè)主變電所之間的供電分區(qū)間通過環(huán)網(wǎng)電纜聯(lián)絡(luò)，其他供電分區(qū)間可以不設(shè)聯(lián)絡(luò)電纜。 牽引降壓混合 變電所、牽引變電所、降壓變電所的主接線，均采用分段單母線形式。該接線方式運(yùn)行靈活。35(33) k V牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)，因其輸電容量大、 距離長(zhǎng)，因而更適合于地下線路。(3 )1 OkV牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)的接線方式當(dāng)中壓網(wǎng)絡(luò)采用一個(gè)電壓級(jí)時(shí)，1OkV牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)的基本接線方 式,如插圖四所示。全線的牽引降壓混合變電所及降壓變電

21、所被分成若干個(gè)供電分區(qū)，每個(gè)供電kV電源也分區(qū)一般不超過3個(gè)車站；每一個(gè)供電分區(qū)均從主變電所的不同母線就近引入兩 路1 Ok V電源(對(duì)于地面線路，供電分區(qū)的來(lái)自于主變電所的兩路10 可以從牽引變電所處引入，不一定就近引入)。牽引降壓混合變電所、牽引變電所的主接線均采用分段單母線形式。 地下降壓 變電所主接線可采用分段單母線形式，地面降壓變電所主接線則可以采用兩段母 線形式，同一工程的地下降壓變電所與地面降壓變電所主接線，應(yīng)盡量一致。地 面降壓變電所的配電變壓器，也可以采用負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器保護(hù)。中壓網(wǎng)絡(luò)采用雙線雙環(huán)網(wǎng)接線方式。牽引降壓混合變電所、牽引變電所的環(huán) 網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)均采用斷路器；

22、地面降壓變電所的環(huán)網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)可以采用負(fù)荷開關(guān)， 地面降壓變電所的配電變壓器，也可以采用負(fù)荷開關(guān)一熔斷器組合電器保護(hù)。如 果兩個(gè)主變電所10kV母線間設(shè)有專門的聯(lián)絡(luò)電纜，那么兩個(gè)主變電所之間的供 電分區(qū)間不必再設(shè)聯(lián)絡(luò)電纜；同一個(gè)主變電所供電范圍內(nèi)的供電分區(qū)間可以不設(shè) 聯(lián)絡(luò)電纜（尤其是當(dāng)這些供電分區(qū)分別只有一個(gè)牽引變電所時(shí)）。該接線方式運(yùn)行靈活。10k V牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)，因其輸電容量小、距 離短,因而更適合于地面線路。（4） 2 0kV牽引動(dòng)力照明獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的接線方式當(dāng)中壓網(wǎng)絡(luò)采用一個(gè)電壓級(jí)時(shí),除前面已經(jīng)分析的35（33）kV牽引動(dòng)力照明混 合網(wǎng)絡(luò)、以及10k V牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)外，伊朗德

23、黑蘭地鐵采用了 2 0 kV牽引 動(dòng)力照明獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，即牽引網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)相對(duì)獨(dú)立，但均為 20kV電壓級(jí)。 該接線方式如圖五所示。20kV牽引網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成方式為：兩個(gè)63/20kV主變電所之間的牽引變電所,以相 互間隔的方式分成兩組，每一組均以類似于（開環(huán)運(yùn)行的）單線單環(huán)網(wǎng)接線方式， 分別從兩個(gè)主變電所各引入一個(gè)20 k V電源，即這些牽引變電所從兩個(gè)主變電所 各取得一路20kV電源。位于線路端頭的牽引變電所，則以傳統(tǒng)的（開環(huán)運(yùn)行的）雙 線雙環(huán)網(wǎng)接線方式，從一個(gè)就近主變電所的不同母線取得兩路2 0 kV電源。2 0kV動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成方式為：全線的降壓變電所被分成若干個(gè)供電分 區(qū),每個(gè)供電

24、分區(qū)一般不超過4個(gè)地下站；每一個(gè)供電分區(qū)均從主變電所的不同母 線以類似于（開環(huán)運(yùn)行的）雙線雙環(huán)網(wǎng)接線方式就近引入兩路2 0 kV電源。兩個(gè)供 電分區(qū)間可以設(shè)聯(lián)絡(luò)電纜。牽引變電所的主接線采用分段單母線形式， 即設(shè)有兩段環(huán)網(wǎng)電源母線及一段牽 引電源母線。降壓變電所的主接線采用兩段母線形式。 牽引變電所與降壓變電所 的電源進(jìn)線均采用負(fù)荷開關(guān)作為環(huán)網(wǎng)開關(guān)。降壓變電所的配電變壓器，采用負(fù)荷 開關(guān)-熔斷器組合電器保護(hù)。該接線方式的特點(diǎn)是，實(shí)現(xiàn)了以“負(fù)荷開關(guān)”構(gòu)成環(huán)網(wǎng)接線， 保護(hù)簡(jiǎn)單；另外 牽引網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)相互影響小。但是由于牽引網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)的分離 以及牽引網(wǎng)絡(luò)采用了單線單環(huán)網(wǎng)接線方式，導(dǎo)致區(qū)間

25、中壓電纜過多。4、分散式外部電源方案下的中壓網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成對(duì)分散式外部電源方案，中壓網(wǎng)絡(luò)采用10k V牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)，基本接 線方式有以下四種。下面逐一分析其構(gòu)成特點(diǎn)。(1)接線方式一 接線方式如插圖六所示。全線的牽引降壓混合變電所、牽引變電所、降壓變電所被分成若干個(gè)供電分 區(qū)，每個(gè)供電分區(qū)一般不超過3個(gè)地下站； 每一個(gè)供電分區(qū)均從城市電網(wǎng)就近引 入兩路10kV電源；中壓網(wǎng)絡(luò)采用雙環(huán)網(wǎng)接線方式，牽引降壓混合變電所、牽引變 電所、降壓變電所的環(huán)網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)均采用斷路器 ；兩個(gè)相鄰供電分區(qū)間通過兩路 環(huán)網(wǎng)電纜聯(lián)絡(luò)。牽引降壓混合變電所、牽引變電所、降壓變電所的主接線，均采 用分段單母線形式。該接線方式

26、運(yùn)行靈活。為同一個(gè)供電分區(qū)供電的從城市電網(wǎng)引來(lái)的兩路10k電源，可以來(lái)自不同的地區(qū)變電所，也可以來(lái)自同一地區(qū)變電所。該方式要求城市電網(wǎng)有比較多的1OkV電源點(diǎn)。(2)接線方式二接線方式如插圖七所示。全線的牽引降壓混合變電所(或牽引變電所)，每?jī)蓚€(gè)分成一組。每一組均從城 市電網(wǎng)引入兩路1 Ok V電源，分別作為兩個(gè)牽引降壓混合變電所的主電源 ，同時(shí) 同一組的兩個(gè)牽引降壓混合變電所間設(shè)雙路聯(lián)絡(luò)電纜 ，實(shí)現(xiàn)電源互為備用。相鄰 兩組牽引降壓混合變電所之間設(shè)單路聯(lián)絡(luò)電纜，增加系統(tǒng)的供電可靠性。牽引降壓混合變電所、牽引變電所的主接線，均采用分段單母線形式。無(wú)牽引 變電所的地面車站，其降壓變電所，可按跟隨式

27、降壓變電所考慮。無(wú)牽引變電所 的地下車站，其降壓變電所的1 OkV電源可以由相鄰兩組間的單路聯(lián)絡(luò)電纜提供 (該降壓變電所應(yīng)采用分段單母線主接線)。該接線方式比較簡(jiǎn)潔。該方式對(duì)城市電網(wǎng)10 k V電源點(diǎn)的數(shù)量要求不多，但要求 每組從城市電網(wǎng)引來(lái)的兩路1 Ok V電源應(yīng)來(lái)自不同地區(qū)變電所，以增加供電的 可靠性。該接線方式適合于地面線路。(3)接線方式三接線方式如插圖八所示。全線的牽引降壓混合變電所(或牽引變電所),前后關(guān)聯(lián)，渾然一體。除最后 一個(gè)牽引降壓混合變電所從城市電網(wǎng)直接引入兩路10kV電源以外，其他牽引降壓混合變電所均從城市電網(wǎng)引入一路10kV電源，這路電源既是本變電所的主電 源,又是前一

28、個(gè)變電所的備用電源，換言之，當(dāng)前變電所的主電源直接來(lái)自城市電 網(wǎng)的1 0kV電源，而備用電源則來(lái)自于下一個(gè)變電所。依次類推，最后一個(gè)變電 所則需要從城市電網(wǎng)引入兩路10kV電源。牽引降壓混合變電所、牽引變電所的主接線，均采用分段單母線形式。對(duì)于無(wú) 牽引變電所的車站，其降壓變電所，可按跟隨式降壓變電所考慮。該接線方式最為簡(jiǎn)潔。N個(gè)變電所需要N+1路10kV電源，相鄰變電所間只有 一路聯(lián)絡(luò)電源。該方式對(duì)城市電網(wǎng)1 0kV電源點(diǎn)的數(shù)量要求不多，但要求這些城 市電網(wǎng)引來(lái)的1 0kV電源應(yīng)來(lái)自不同地區(qū)變電所，以增加供電的可靠性。該接線 方式適合于地面線路。(4)接線方式四接線方式如插圖九所示。全線的牽引

29、降壓混合變電所、牽引變電所、降壓變電所被分成若干個(gè)供電分 區(qū),每個(gè)供電分區(qū)一般不超過4個(gè)車站。每一個(gè)供電分區(qū)由一個(gè)電源開閉所供電， 每個(gè)電源開閉所均從城市電網(wǎng)就近引入兩路 10kV電源。該電源開閉所可以獨(dú)立設(shè)置，也可以與就近的牽引變電所合建。若電源開閉所 采用獨(dú)立設(shè)置方式，則需與規(guī)劃部門配合協(xié)調(diào)，另外該方式的土建投資與設(shè)備投 資都比合建方式要大，故該方式，僅在地面線可以考慮。插圖九表示的是電源開閉所與牽引變電所合建情況。 合建處的牽引整流機(jī)組 及配電變壓器，由電源開閉所直接供電。對(duì)于電源開閉所之間的某些牽引降壓混 合變電所，其電源分別來(lái)自與左右兩側(cè)的電源開閉所， 并通過在這些牽引降壓混 合變電

30、所的牽引母線段上設(shè)置與電源開閉所間的專用聯(lián)絡(luò)電纜，將相鄰的兩個(gè)電源開閉所聯(lián)系起來(lái)；對(duì)于不參與這種開閉所聯(lián)絡(luò)的牽引降壓混合變電所，其電源就近來(lái)自同一個(gè)電源開閉所。牽引降壓混合變電所、牽引變電所的主接線，均采用分段單母線形式。降壓 變電所的主接線可按跟隨式降壓變電所考慮。該接線方式比較復(fù)雜。為同一電源開閉所供電的兩路市網(wǎng)10kV電源，最好來(lái) 自于不同的地區(qū)變電所。該方式對(duì)城市電網(wǎng) 10k V電源點(diǎn)的數(shù)量要求不多。四、一種新型接線方式研究-20kV牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)通過對(duì)前面各種接線方式的分析，對(duì)于集中式外部供電方案，本文現(xiàn)提出提 出一種新型接線方式：2 0kV牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)。接線方式如插圖十所示。全線的牽引降壓混合變電所及降壓變電所被分成若干個(gè)供電分區(qū)，每個(gè)供電分區(qū)一般不超過3個(gè)地下站；每一個(gè)供電分區(qū)均從主變電所的不同母線就近引入 兩路20kV電源（對(duì)于地面線路,供電分區(qū)的來(lái)自于主變電所的兩路 2O kV電源也 可以從牽引變電所處引入，不一定就近引入）。牽引降壓混合變電所、牽引變電所的主接線均采用分段單母線形式，即設(shè)有 兩段環(huán)網(wǎng)電源母線及一段牽引電源母線，牽引母線與兩段環(huán)網(wǎng)電源母線間設(shè)有進(jìn) 線斷路器,任何時(shí)候只允許一個(gè)進(jìn)線斷路器處于合閘位置，另一進(jìn)線斷路器投入 的條件是“失壓自投，過流閉鎖”。兩套牽引整流