石家莊鐵道大學畢業(yè)設計1 田春苗

1、石家莊鐵道大學畢業(yè)設計Design of beijing 4th Subway Power Supply System 20132013 屆屆 電氣與電子工程電氣與電子工程 學院學院專專 業(yè)業(yè) 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化 學學 號號 2009317920093179 學生姓名學生姓名 田春苗田春苗 指導教師指導教師 劉靖納劉靖納 完成日期完成日期 20132013 年年 6 6 月日月日北京地鐵 4 號線牽引供電設計畢業(yè)設計成績單畢業(yè)設計成績單學生姓名田春苗學號20093179班級電 0901-3專業(yè)電氣工程及其自動化畢業(yè)設計題目北京地鐵 4 號線牽引供電設計指導教師姓名劉靖納指導教

2、師職稱講 師評 定 成 績指導 教師得分評閱人得分答辯小組組長得分成績：院長簽字：年 月 日畢業(yè)設計任務書畢業(yè)設計任務書題目北京地鐵 4 號線牽引供電設計學生姓名田春苗學號20093179班級電 0901-3專業(yè)電氣工程及其自動化承擔指導任務單位電氣與電子工程學院導師姓名劉靖納導師職稱講師1、設計內容按照實際要求完成對北京地鐵 4 號線牽引供電系統(tǒng)的設計。根據(jù)現(xiàn)實情況對電源與主變電所，牽引供電運行方式，牽引供電系統(tǒng)保護，牽引變電所，接觸網進行設計；對諧波處理，雜散電流的防護措施進行分析比較；完成牽引供電的計算：分別利用平均運量法完成負荷計算和直流短路計算。二、基本要求1.設計說明書字數(shù)：1 萬

3、字。2.設計圖紙：折合 0 號圖紙一張。3.外文翻譯：3000 字以上。三、主要技術指標和設計任務1.符合地下鐵道設計規(guī)范GB50157-922.符合供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB50052-953.確定供電方案，完成負荷計算、阻抗計算及短路計算4.繪制北京地鐵 4 號線供電系統(tǒng)圖紙。5.編制設計說明書，計算說明清晰完整，正確無誤。四、參考文獻五、進度計劃第 1 周 第 2 周：收集資料，相關調研，確定論文方案，寫開題報告。第 3 周 第 6 周：負荷計算，短路計算，主接線設計，中期報告。第 7 周 第 13 周：完成設計，整理并撰寫論文，繪制圖紙。第 14 周 第 16 周：修改論文，提請初審，準備

4、畢業(yè)答辯。教研室主任簽字時間 年 月 日畢業(yè)設計開題報告畢業(yè)設計開題報告題目北京地鐵 4 號線牽引供電設計學生姓名田春苗學號20093179班級電 0901-3專業(yè) 電氣工程及其自動化一、研究背景以及國內外現(xiàn)狀交通運輸是城市基本職能和物質基礎的重要組成部分, 城市發(fā)展與城市交通運輸具有相輔相成、相互制約的密切關系。交通運輸決定了城市的形成和發(fā)展, 在城市形成之后, 則要求交通技術水平與城市發(fā)展相適應。任何一 種交通工具的出現(xiàn)都有一定的社會背景, 是城市社會經濟發(fā)展的結果, 并將隨著科學技術的發(fā)展而不斷提高。目前，國際上技術比較成熟、已經上線運營的城市軌道交通有地鐵、市郊鐵路、輕軌、單軌、導軌、

5、線性電機牽引的軌道交通及有軌電車等種類型。其中以市郊鐵路、地鐵、輕軌和有軌電車應用最為廣泛，以線性電機牽引系統(tǒng)最有發(fā)展前途。城市軌道交通是一種容量較大、運送速度較快的交通方式，可為乘客提供安全、快速、便捷、舒適的運送服務。隨著經濟的快速發(fā)展，我國開始進入城市化和機動化的加速發(fā)展階段。城市軌道交通以其大運量、高效率、低污染等優(yōu)勢，迅速成為許多大城市解決交通問題的首要選擇，并在我國形成以地鐵、城市快速鐵路、高架輕軌等為主的多元化發(fā)展趨勢。經過 10 多年的發(fā)展，全國現(xiàn)已有 10 座城市 18 條線 425 公里軌道交通系統(tǒng)投入運營，而在上世紀 80 年代前，我國軌道交通只有北京的 40 公里地鐵。

6、供電系統(tǒng)是城市軌道交通的動力源泉。沒有供電系統(tǒng)的可靠安全供電，就不可能有城市軌道交通的正常運行。地鐵供電系統(tǒng)是為地鐵運營提供所需電能的重要系統(tǒng)。地鐵列車是電力牽引的電動列車，其動力就是電能。此外，為地鐵運營服務的輔助設施包括照明、通風、空調、排水、通信、信號、防災報警、自動扶梯等，也都依賴并消耗電能。在地鐵運營中，供電一旦中斷，將危及旅客生命安全并造成財產損失。因此，高度安全、可靠而又經濟合理地供給電力是地鐵正常運營的重要保證和前提。二、主要工作以及采用的方法、手段按照地下鐵道設計規(guī)范GB50157-92,供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB50052-95,10kV 及以下變電所設計規(guī)范GB50053-9

7、4 中的要求進行本次設計。進行地鐵牽引供電系統(tǒng)設計有以下幾個步驟:（1）對供電系統(tǒng)，包括牽引供電系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的功能有所了解，理解設計要求，為后續(xù)設計打好基礎。（2）分析電源系統(tǒng)的供電方式，結合實際情況擬定北京地鐵 4 號線供電方案。（3）根據(jù)中壓供電網絡的構成原則，及各種方式的優(yōu)缺點擬定北京地鐵 4 號線中壓供電網絡方案。（4）對牽引供電系統(tǒng)進行設計，其中包括牽引供電方式設計方案、牽引供電系統(tǒng)保護措施舉例、牽引變電所設置、牽引網、牽引供電系統(tǒng)的諧波治理方法分析、電能再生與雜散電流防護（5）進行牽引供電計算，包括運用平均運量法進行牽引符合計算和用電路圖發(fā)進行直流系統(tǒng)短路計算三、設計原則及預期

8、達到的結果：（1）以安全、健康、環(huán)保和不影響其它公眾利益為設計的首要原則，盡可能提高四號線供電系統(tǒng)的安全性。（2）在確保安全的前提下，使供電系統(tǒng)可靠、經濟、優(yōu)質地運行。地鐵供電按一級負荷設計，每個變電所有兩路電源。10kV 供電系統(tǒng)的可靠性達到 N2；正常供電時系統(tǒng)效率達到 90以上；電壓質量符合要求，并力爭減少電磁干擾，電網諧波、雜散電流的危害。（3）供電能力滿足近遠期運營要求，并留有發(fā)展余地。牽引供電滿足遠期列車 6 輛編組 2 分鐘運行間隔，車輛為 VVVF 調速 B 型車，滿足遠期運營要求，留有發(fā)展余地。 （4）電壓水平滿足使用要求，牽引網電壓在正常供電時維持在 500V900V，大雙

9、邊供電時在550V 以上的水平。（5）變電所盡可能與車站建筑物結合，在滿足各項供電要求的前提下，減少牽引變電所和降壓變電所的數(shù)量，以節(jié)約投資和運行費用。（6）采用整流和其它措施，使正常運行方式時注入電網的諧波達到國家標準和供電部門要求。（7）牽引網采用 750V 接觸軌、正極供電、走行軌負極回流的供電方式，采取措施提高安全性和供電可靠性及減少電磁干擾。（8）雜散電流防護立足于以防為主，采取多項措施提高軌道絕緣電阻和減少回流電阻，同時做到以排為輔、防排結合、加強監(jiān)測，將雜散電流防護措施落實到各專業(yè)設計中。（9）進行牽引供電計算，為直流牽引供電系統(tǒng)設備選型及繼電保護整定打好基礎。指導教師簽字時 間

10、 年 月 日摘摘 要要牽引供電系統(tǒng)對地鐵的正常運營起至關重要的作用，為軌道交通系統(tǒng)中的電力車輛供電，確保軌道交通電動列車的正常運行。在我國加快地鐵工程建設，解決公共交通問題的時代背景下，研究地鐵牽引供電系統(tǒng)的工程設計，具有十分重要的意義。通過對供電方案的比較，北京地鐵四號線供電系統(tǒng)采用：集中供電（開閉所）方式；雙環(huán)網中壓供電網絡；雙邊供電及大雙邊供電的牽引供電方式；750V 接觸軌正極供電、走行軌負極回流的供電方式。結合實際分析，牽引供電系統(tǒng)采用：24 相整流機組從而有效抑制諧波；以防為主以排為輔、防排結合、加強監(jiān)測的雜散電流防護措施。對牽引供電系統(tǒng)繼電保護進行舉例分析。在設計最后進行牽引供電

11、計算，包括運用平均運量法進行牽引負荷計算和用電路圖發(fā)進行直流系統(tǒng)短路計算。關鍵詞：集中供電方式 牽引變電所 DC750V 接觸軌 牽引負荷計算 直流短路計算AbstractTraction power supply system has the very important function to subways normal operation, It provides power for rail transit system, ensure the normal operation of rail transit electric train. Under the background

12、of accelerating construction of subways engineering for resolving the mass transit problems in our country, the research on project design of traction power supply system in subway is very important. Through the comparison of the power supply scheme, beijing 4th Subway power system uses centralized

13、power (switch station) supply mode; Double-loop network medium voltage power network; Traction power supply system of bilateral power and large bilateral power supply; 750V contact rail power supply anode power, running rail negative return. Combined with the practical analysis, traction power suppl

14、y system uses: 24 phase rectifier unit to effectively restrain the harmonic; Preventing to row, supplemented by combination of waterproofing and drainage, strengthening preventive measures for stray current monitoring. To analyze power system relay protection of traction. In the final design and cal

15、culation of traction power supply, including traction load calculation using average volume method and circuit for the DC system short circuit calculation using average volume method.Key words: Centralized power supply system Traction substation DC750V contact rail The traction load calculation DC s

16、hort-circuit calculation目目 錄錄第 1 章 概論.11.1 地鐵牽引供電系統(tǒng)設計的背景和意義.11.2 供電系統(tǒng)的功能及要求.21.2.1 系統(tǒng)的總體功能.21.2.2 系統(tǒng)的基本要求.21.3 供電系統(tǒng)的構成.31.3.1 牽引供電系統(tǒng).31.3.2 供配電系統(tǒng).31.3.3 中壓網環(huán)網供電系統(tǒng).3第 2 章 地鐵 4 號線供電方案.42.1 電源系統(tǒng).42.1.1 地鐵 4 號線供電方式.42.1.2 北京地鐵 4 號線供電方案.52.2 供電系統(tǒng)基本運行方式.62.3 中壓供電網絡.72.3.1 中壓供電網絡的概念.72.3.2 中壓供電網絡的電壓等級.72.3

17、.4 北京地鐵 4 號線中壓供電網絡方案.8第 3 章 牽引供電系統(tǒng).93.1 牽引電壓制式及供電方式.93.1.1 牽引電壓制式.93.1.2 牽引供電運行方式.93.1.3 牽引供電方式設計方案.103.1.3.1 牽引供電系統(tǒng)按雙邊供電設計.103.1.3.2 大雙邊供電的兩種方式.113.2 牽引供電系統(tǒng)保護.123.2.1 牽引變電所內部聯(lián)跳保護.133.2.2 直流饋線開關失靈拒動保護.143.2.3 直流饋線保護.143.2.3.1.死區(qū)的形成.153.2.3.2 直流饋線保護.163.2.4 牽引整流機組保護.163.3 牽引變電所.173.3.1 牽引變電所設置.173.3.

18、2 主接線.183.3.2.1 中壓交流側主接線.183.3.2.2 牽引直流側主接線.193.3.3 地鐵四號線牽引變電所方案.193.4 地鐵 4 號線牽引網方案.213.4.1 牽引網的饋電方式.213.4.2 牽引網的回流方式.223.4.2.1 輔助回流線.223.4.2.2 斷電區(qū)的設置.223.4.3 接觸軌.233.5 牽引供電系統(tǒng)的諧波治理措施.243.5 電能再生吸收裝置.253.6 牽引供電系統(tǒng)雜散電流防護.26第 4 章 牽引供電計算.274.1 牽引負荷的特點.274.2 牽引供電計算方法簡介.274.3 平均運量法.284.3.1 計算條件.284.3.2 計算原理

19、.294.4 用平均運量法對中共關村牽引變電所的計算.30第 5 章 直流系統(tǒng)短路計算.355.1 計算意義.355.2 電路圖法.355.3 兩座牽引變電所雙邊供電.365.4 對西單站兩邊的供電區(qū)間進行短路計算.38第 6 章 主要結論及發(fā)展方向.416.1 主要結論.416.2 論文的不足之處及今后的研究方向.41參考文獻.43致謝.44附錄.45附錄 A 英漢翻譯.45附錄 B 設計圖紙 .57第第 1 章章 概論概論1.1 地鐵牽引供電系統(tǒng)設計的背景和意義進入 21 世紀以來，隨著我國大城市交通問題的不斷突出，優(yōu)先發(fā)展公共交通，大力發(fā)展城市軌道交通已成為城市交通發(fā)展的必然選擇。交通運

20、輸是城市基本職能和物質基礎的重要組成部分, 城市發(fā)展與城市交通運輸具有相輔相成、相互制約的密切關系。交通運輸決定了城市的形成和發(fā)展, 在城市形成之后, 則要求交通技術水平與城市發(fā)展相適應。目前，我國城市軌道交通建設已進入了大規(guī)模高速發(fā)展期，國內現(xiàn)有 30 多個城市正在建設或規(guī)劃籌建城市軌道交通工程，北京、上海、廣州等特大城市正在逐步形成城市軌道交通網絡。十二五”時期是我國深化改革開放、加快轉變經濟發(fā)展方式的攻堅時期，其經濟發(fā)展方式將從投資拉動向注重投資效益轉變，更加注重科學發(fā)展。構建以軌道交通為骨干、道路公交為主體、多種交通方式協(xié)調發(fā)展的多層次、多功能、多類型的城市交通綜合體系，已納人許多城市

21、綜合交通規(guī)劃之中。地下鐵道，簡稱地鐵，是線路的大部分建筑物在地下，作為大運量軌道交通手段的城市高速鐵道的總稱，其非常適合于城市內市區(qū)及老城區(qū)建設。其特點是在市內地下通行，不占用地表及地上空間，運營干擾小，輸送能力大，每小時運量達3000060000 人，但造價比較昂貴。1863 年，世界上最初的地鐵在倫敦開通，全長6km。1969 年 10 月，我國在北京建成了第一條地鐵，即北京地鐵第一期工程投入試運營，也是我國自行設計、建設的第一條地下鐵道。十二五期間北京地鐵運營總里程將由 392 公里達 600 公里以上，到 2020 年北京地鐵將建成 30 條線路總長 1050公里，形成“中心城棋盤式+

22、新城放射式”的線網格局。同時，北京地鐵的滿載率和單車運行均居世界第一。城市軌道交通供電系統(tǒng)，負責為電動列車提供牽引電源和為各種運營設備提供動力照明電源。沒有供電系統(tǒng)的可靠安全供電，就不可能有城市軌道交通的正常運行。根據(jù)用電性質的不同，地鐵供電系統(tǒng)可分為兩部分：由牽引變電所為主組成的牽引供電系統(tǒng)和以降壓變電所為主組成的動力照明供電系統(tǒng)。地鐵列車是電力牽引的電動列車，其動力就是牽引供電系統(tǒng)提供的電能，在地鐵運營中，供電一旦中斷，將危及旅客生命安全并造成財產損失。因此，地鐵牽引供電系統(tǒng)的研究對于地鐵的發(fā)展有著極其重要的意義。 1.2 供電系統(tǒng)的功能及要求1.2.1 系統(tǒng)的總體功能地鐵供電系統(tǒng)應具備安

23、全可靠、經濟適用、調度方便的特點，其總體功能包括：供電服務功能、故障自救功能、自我保護功能、防誤操作功能、便于調度功能、控制、顯示和計量功能、電磁兼容功能。1.2.2 系統(tǒng)的基本要求地鐵供電系統(tǒng)應滿足安全性、可靠性、適用性、經濟性、先進性的基本要求。地鐵四號線除安河橋北站、龍背村停車場和馬家堡車輛段外全線均為地下隧道和車站，電能傳輸是保證地下鐵道安全運營的關鍵環(huán)節(jié)。運轉良好的供電系統(tǒng)一方面可以保證地下鐵道內電動車輛暢通無阻；另一方面可以保證乘客在旅行中有良好的乘車環(huán)境和秩序。整個地鐵四號線是一個多層次的用電整體，用電設備有不同的電壓等級，不同的電壓制式；用電負荷有固定的容量，也有隨車輛運動而變

24、化的容量。供電系統(tǒng)就是要充分地滿足這些不同設備的用電需求，確保電源的供電容量、電壓質量和功率因數(shù)。因此，供電系統(tǒng)是地鐵四號線需用能源的基礎設施之一。地鐵四號線供電系統(tǒng)，不論怎樣構成，選用什么設備首先要考慮的是安全性和可靠性，雙電源是構成供電系統(tǒng)的重要原則。牽引變電所和降壓變電所采用雙電源雙機組、牽引網雙邊供電；動力照明中一級負荷采用雙電源。因此，不論發(fā)生任何一種故障，供電系統(tǒng)本身都具有備用措施，用以保證地鐵正常運行不受影響。供電系統(tǒng)各級繼電保護應具備完整的相互協(xié)調配合的保護措施，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，只切除故障部分的設備。系統(tǒng)中的各級保護應滿足可靠性、速動性、選擇性和靈敏性的要求。系統(tǒng)中任何一個環(huán)

25、節(jié)的操作都應有相應的聯(lián)鎖，不允許誤操作而導致發(fā)生故障。牽引變電所、降壓變電所采用全所綜合自動化，通過遙控、遙測、遙信的 SCADA 系統(tǒng)，在控制中心內實現(xiàn)全線集中控制、監(jiān)視測量，并具備根據(jù)運行需要方便靈活地進行電力調度。逐步實現(xiàn)對部分現(xiàn)場設備進行遠方運行管理和變電設施無人值守的功能。低壓用電設備采用集中和就地控制相結合的控制方式，各種電量自動采集，準確顯示。為便于對用電指標進行經濟分析，牽引用電、低壓設備用電和照明用電分別計量。1.3 供電系統(tǒng)的構成地鐵供電系統(tǒng)的電源一般取自國家電力供電系統(tǒng)，通過城市電網一次電力系統(tǒng)和地鐵供電系統(tǒng)實現(xiàn)輸送或變換，然后以適當?shù)碾妷旱燃壒┙o地鐵各類設備。根據(jù)用電性

26、質的不同，地鐵供電系統(tǒng)可分為三部分：由牽引變電所為主組成的牽引供電系統(tǒng)，以降壓變電所為主組成的動力照明供配電系統(tǒng)和中壓環(huán)網供電系統(tǒng)。1.3.1 牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)是地鐵供電系統(tǒng)的核心，它的主要功能是將交流電壓經降壓整流變成直流 1500V（接觸網） ，750V（三軌） ，提供地鐵車輛的牽引動力電源，專為電動車輛服務。它包括牽引變電所與牽引網。牽引變電所可以分成正線牽引變電所、車輛段或停車場牽引變電所；正線牽引變電所又分為車站牽引變電所和區(qū)間牽引變電所。牽引變電所一般采用設備安裝在建筑物內的形式，另外也有少量的箱牽引變電所。牽引網包括接觸網和回流網。接觸網有架空接觸網和接觸軌兩種懸掛方式。

27、1.3.2 供配電系統(tǒng)動力照明供配電系統(tǒng)主要由降壓變電所、低壓母線排、配電設備、線纜、用電設備等組成。其功能是將交流中壓電壓降變成交流 220/380V 電壓，為地鐵機電設備提供動力電源和照明電源，如車站和區(qū)間的動力、照明及其他為地鐵服務的自動化用電設施。1.3.3 中壓網環(huán)網供電系統(tǒng)地鐵供電電源通常取自城市電網，通過城市電網一次電力系統(tǒng)和地鐵供電系統(tǒng)實現(xiàn)輸送或變換，然后以適當?shù)碾妷旱燃壒┙o地鐵各類設備。在中壓網環(huán)網供電系統(tǒng)就是指國家電網向城市軌道交通系統(tǒng)供電的方式。因此城市電網或區(qū)域電網的結構對地鐵供電系統(tǒng)起著決定性作用。第第 2 章章 地鐵地鐵 4 號線供電方案號線供電方案2.1 電源系統(tǒng)

28、電源由城市電網引入，地鐵供電系統(tǒng)對于城市電網是特殊用戶，對地鐵的各類負荷又是電源。城市電網對地鐵的供電方式主要有集中供電、分散供電、混合供電三種形式，究竟采用哪種供電方式，主要取決于城市電網的構成、分布及電源的容量。2.1.1 地鐵 4 號線供電方式集中供電方式是指由專門設置的主變電所集中為牽引變電所及降壓變電所供電的外部供電方式，如圖 2-1 所示。城市電網（通常是 110kV 或 63kV 電壓等級）向地鐵的專用主變電所供電，主變電所再向地鐵的牽引變電所和降壓變電所供電，地鐵自身組成完整的供電網絡系統(tǒng)。主變電所應有兩路獨立的電源。目前國內采用集中供電方供電的城市較多。集中供電方式又分為電源

29、變電所和開閉所兩種方式。電源變電所是將高壓或超高壓電源降壓為地鐵需要的中壓網絡電壓。建電源變電所有利于地鐵運行管理和統(tǒng)一調度，地鐵可自行選擇適合地鐵需要的中壓網絡、電壓等級，而不受城市供電電壓等級的約束。另外，便于地鐵自行調整電壓水平和諧波治理，并能適應今后電力行業(yè)改革的要求。建設電源變電所需加大投資，增加運行管理費用和管理難度，設備利用率較低。目前上海、廣州、重慶、天津、深圳、武漢等城市地鐵均采用此種供電方式。開閉所是將城市配電電源集中分配給地鐵變電所的供電方式，不起降壓作用。它有利于地鐵運行管理和統(tǒng)一調度，減少了投資和運行管理費用。但地鐵不能自行選擇中壓網絡電壓等級，不能調整中壓網絡和電壓

30、水平。目前北京地鐵中的八通線、圖 2-1 集中供電方式示意圖五號線、城市鐵路等線路采用的是此種方式，地鐵一號線、環(huán)線在 1998 年已將電源變電所改為開閉所方式。地鐵四號線擬采用此種方式。2.1.2 北京地鐵 4 號線供電方案根據(jù)地鐵四號線線路條件，從城市電網中的地區(qū)變電所提供 10kV 電源，在地鐵四號線建八座開閉所，具體方案如下：a.用戶用電性質的認定城市地下鐵道是城市的重要交通工具，一旦出現(xiàn)故障，勢必造成嚴重后果。因此，北京供電局將其列入重要用戶（一級負荷） 。b.供電電壓等級的確定根據(jù)北京供電局關于“將地鐵一期工程供電電壓由 35kV改為 10kV 供電的意見” ，考慮到北京市區(qū)己經取

31、消 35kV 電壓的現(xiàn)狀，建議地鐵四號線供電電壓等級為 10kV。c.供電方案基本模式根據(jù)地區(qū)電網的現(xiàn)狀、規(guī)劃方案和地鐵四號線的負荷分布，將其分為若干個供電區(qū)，每個區(qū)建設一座總配電室（開閉所與站內混合變電所或降壓變電所合建） ，由地區(qū) 110kV 變電站提供雙路 10kV 電源。電源電纜輸送，正常情況負載率為 50%；相鄰兩座總配電室之間敷設聯(lián)絡線，容量可以滿足兩端任一端全部負荷，以便在一個總配電室電源故障時承擔全部供電任務，不影響地鐵的正常運行。d.供電可行性方案.馬家堡車輛段、公益西橋站、角門西站，擬由李窯 110kV 變電站提供雙路10kV 電源電纜線路，長度約 2.6km 至公益西橋站

32、開閉所，再由公益西橋站開閉所引出雙路 10kV 電纜，長度約 2.6km 至馬家堡車輛段變電所和角門西站變電所供電。.馬家堡站、北京南站，擬由開陽里 l10kV 變電站提供雙路 10kV 電纜線路，長度約 l.7km 至馬家堡站開閉所，再自馬家堡站開閉所引出雙路 10kV 電纜，長度1.8km，至北京南站變電所供電。.陶然亭站、菜市口站、宣武門站，擬由大柵欄 110kV 變電站提供雙路 10kV電纜線路，長度約 1.2km,至菜市口站開閉所，再自菜市口站開閉所引出雙路 10kV電纜，長度 2.6km，至宣武門站、陶然亭站變電所供電。.西單站、靈境胡同站、西四站，擬由西單 110kV 變電站提供

33、雙路 10kV 電纜線路，長度約 0.7km 至西單站開閉所，再自西單站開閉所引出雙路 10kV 電纜，長度2.3km，至靈境胡同站、西四站變電所供電。.平安里、新街口、西直門站、動物園站，擬由新街口 110kV 變電站提供雙路10kV 電纜線路，長度約 0.9km 至新街口站開閉所，再自新街口站開閉所引出雙路10kV 電纜，長度 2.5km，分別至平安里站、西直門站、動物園站變電所供電。.國家圖書館站、魏公村站、人民大學站，擬由動物園 110kV 變電站提供雙路10kV 電纜線路，長度約 0.4km 至國家圖書館站開閉所，再自國家圖書館站開閉所引出雙路 10kV 電纜，長度 4.8km，至魏

34、公村站、人民大學站變電所供電。.黃莊站、中關村站、北京大學東門站、圓明園站，擬由蘇州街 110kV 變電站提供雙路 10kV 電纜線路，長度約 1.3km 至中關村站開閉所，再自中關村站開閉所引出雙路 10kV 電纜，長度 3.5km，至黃莊站、北京大學東門站、圓明園站變電所供電。.西苑站、北宮門站、安河橋北站及龍背村停車場，擬由青龍橋 110kV 變電站提供雙路 10kV 電纜線路，長度約 l.6km 至安河橋北站開閉所，再由安河橋北站開閉所引出雙路 10kV 電纜，長度約 3.5km，分別至西苑站、北宮門站變電所及龍背村停車場變電所供電。2.2 供電系統(tǒng)基本運行方式(1)正常運行方式供電系

35、統(tǒng)正常運行的前提條件是保證所有地鐵車輛和電氣設備的用電要求。整個系統(tǒng)處在最經濟、最合理的運行狀態(tài)，各種消耗、損失最小，運營成本最低。各種供電設備都處在良好的運行狀態(tài)，供電系統(tǒng)有相應的備用能力。四號線的正常運行方式是各變電所兩路進線電源同時投入，兩臺牽引機組實行雙邊供電；兩臺動力變壓器分段運行。(2)正常運行且有計劃的進行設備檢修運行方式供電系統(tǒng)的部分供電設備需要正常檢修、維護和保養(yǎng)。此時部分供電設備退出運行，處在停電狀態(tài)，供電系統(tǒng)靠備用能力維持地鐵的正常運行。如一路電源停用時由聯(lián)絡電源供電，一臺牽引機組或一路 750V 開關停用時仍維持雙邊供電。一臺動力變壓器停用由另一臺帶全站一、二級負荷。地

36、鐵四號線在 N-1 時，仍能滿足正常運營的各項要求。(3)電源故障狀態(tài)允許運行方式電源故障狀態(tài)有多種方式，備用電源的設置滿足在下列四種狀態(tài)下都能保證地鐵的正常運行。a.允許某個 10kV 開閉所一路電源或兩路電源停電。b.牽引供電系統(tǒng)中任何一座牽引變電所故障解列時，由相鄰牽引變電所采用大雙邊供電方式仍能保證地鐵列車的正常運行。c.一臺 750V 直流開關退出運行時，仍采用雙邊供電，不影響地鐵列車的正常運行。d.降壓變電所一路電源停電或一臺電力變壓器解列時，不影響地鐵的正常運營。(4)應急運行方式當發(fā)生局部地區(qū)性停電或設備出現(xiàn)二個以上故障時，可采用應急方式。如 10kV試行“穿糖葫蘆”供電、由牽

37、引網單邊供電、車站設有事故電源等。這時個別車站可停用，只維持運行。2.3 中壓供電網絡2.3.1 中壓供電網絡的概念通過中壓電纜，縱向把上級主變電所和下級牽引變電所、降壓變電所連接起來，橫向把全線的各個牽引變電所、降壓變電所連接起來，便形成了中壓網絡。根據(jù)網絡功能的不同，把為牽引變電所供電的中壓網絡，稱為牽引網絡；同樣，把為降壓變電所供電的中壓網絡稱為動力照明網絡。中壓網絡不是供電系統(tǒng)中獨立的子系統(tǒng)，但是它卻是供電系統(tǒng)設計的核心內容。涉及到外部電源方案、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。2.3.2 中壓供電網絡的電壓等級國內城市軌道交通

38、的中壓供電網絡采用的電壓等級為 10kV 和 35kV，20kV 電壓等級的中壓供電網絡也在醞釀之中。不同電壓等級的中壓網絡的特點:(1)35kV 中壓網絡，國家標準電壓級。輸電容量較大、距離較長；設備來源國內；設備體積較大，占用變電所面積較大，不利于減小車站體量；設備價格適中；國內沒有環(huán)網開關，因而不能用(相對于斷路器柜)價格較便宜的環(huán)網開關，構成接線與保護簡單、操作靈活的環(huán)網系統(tǒng)；廣州地鐵、上海地鐵已經采用。(2)20kV 中壓網絡，國際標準電壓級。輸電容量及距離適中，比 10kV 系統(tǒng)大。設備完全實現(xiàn)國產化；引進 MG、ALSTHOM 等技術的開關設備，體積較小，占用變電所面積遠小于國產

39、 35kV 設備，有利減小車站體量，節(jié)省土建投資；價格適中；有環(huán)網單元，能構成接線與保護簡單、操作靈活的環(huán)網系統(tǒng)；國內地鐵尚沒有采用，但國外地鐵多有采用。(3)10kV 中壓網絡，國家標準電壓級。輸電容量較小、距離較短；設備來源國內；設備體積適中；設備價格較低；環(huán)網開關技術成熟、運營經驗豐厚，可用其構成保護簡單、操作靈活的環(huán)網系統(tǒng)；國內外地鐵廣為采用。一般來說，電壓越高，供電能力越大，供電距離越遠，經濟性越好。對于地鐵來說，它具有負荷分布成線條型、用電點(變電所)負荷量相對集中于車站的特點。提高中壓網絡電壓等級對于大運量特別是超大運量的地鐵系統(tǒng)來說，肯定是有利的。這不但是地鐵的發(fā)展趨勢，也是城

40、市供電部門發(fā)展的趨勢。北京地鐵 4 號線采用開閉所供電方式，中壓網絡電壓也就由供電部門電壓等級而定。針對北京地鐵而言，10kV 電纜線路的供電距離以不超過 6km 為宜，最大不超過 8km。2.3.4 北京地鐵 4 號線中壓供電網絡方案中壓網絡構成主要有放射線、環(huán)網型、放射與環(huán)網相結合三種形式，根據(jù)實際情況為地鐵 4 號線擬定如下三種方案。方案一：中壓網絡為放射線加電源站間單環(huán)網。(1)這種供電方式電源點多，達到十六路。供電層次清楚，保護明確簡單，便于操作管理。但其問題有：開閉所（總配電室）有四路電源，供電可靠性高，但各單獨的牽引和降壓變電所只有二路電源，而且又來自同一電源所，滿足不了 N-2

41、 的要求。(2)當開閉所一路電源故障或停用，由相鄰聯(lián)絡電源代替時，形成迂回供電，供電距離長，供電電壓降過大。如動物園至中關村相距 6.205km，當一路電源停用，由聯(lián)絡電源供電時，至魏公村或人民大學站的供電距離在 9km 以上，超過 10kV 供電半徑不大于 8km 的要求。(3)電纜用量多，正線部分超過 85km，個別區(qū)間電纜將達到 7 根。方案二：參考國內外多數(shù)地鐵的作法，考慮四號線開閉所（總配電室）較多（8 個） ，牽引變電所較少（14 個）的特點，盡可能將開閉所與牽引變電所合建，而降壓變電所 10kV 線路采用“T”型結線。全線建成八座開閉、牽引、降壓混合變電所，六座牽引降壓混合變電所

42、和十座降壓變電所。這樣可簡化降壓變電所的 10kV 結線（不用 10kV 開關柜，改用環(huán)網開關組合柜） ，電力自動化和蓄電池等設備，形成雙環(huán)網結線。這種供電方式的優(yōu)點是：(1)供電可靠性高，對每一個牽引或降壓變電所均可提供四路電源。(2)全線電纜線路長 58km，比方案一少 31km，每個區(qū)間只有二路電纜。(3)運行方式多樣，在正常運行方式下，和方案一幾乎無區(qū)別，相當于放射性結線。在故障或檢修情況下，又可滿足 N-2 的要求，保證正常運營不受影響。(4)總投資少，不但 10kV 電纜少，而且降壓站設備和占地面積少。方案三：放射性加單環(huán)網結線從開閉所到每個牽引或降壓變電所設一路或二路進線電源，通

43、過聯(lián)絡使每個變電所（含開閉所）獲得第三路電源，其可靠性滿足 N-2 的要求。電纜線路長 53km，有一個區(qū)間有四路電纜，七個區(qū)間（兩個開閉所間的供電分界點）只有一路電纜。在正常運行方式下，一路供電電纜最多帶二個車站?？刹捎幂^簡單的繼電保護。其投資少于方案一，多于方案二。綜合考慮上述三方案，方案二為最優(yōu)選擇。第第 3 章章 牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)由牽引變電所和牽引網構成。牽引變電所將 10kV 交流電源降壓、整流為 750V 直流電源，然后經直流斷路器向牽引網供電。牽引供電系統(tǒng)正常運行方式為雙邊供電；當牽引變電所因故障或檢修退出運行時，可采用大雙邊供電；當牽引網發(fā)生故障或檢修時可采

44、用單邊供電。3.1 牽引電壓制式及供電方式3.1.1 牽引電壓制式牽引電壓制式主要是指電流制式、電壓等級和饋電方式，它制約著地鐵四號線牽引變電所的型式和規(guī)模。根據(jù)國家標準地鐵直流牽引供電系統(tǒng) （GB10411-89） ，地鐵四號線牽引供電制式宜采用直流制。直流饋電具有易于控制、車輛起制動平穩(wěn)、牽引接觸網簡單、投資省和電壓質量高等優(yōu)點；但也存在電網諧波、電腐蝕和電磁干擾等難以解決的危害。目前世界上的地鐵均采用直流牽引供電，牽引電壓有多種，但主要是 DC750V 和 DC1500V 兩種。牽引網電壓等級越高，供電距離越大，一次投資及運行費用越低,還有利于雜散電流防護和提高電氣保護的可靠性。目前國內

45、地鐵采用 DC1500V 的有北京、上海、廣州、深圳、南京、長春、大連、天津濱海、重慶等線路。采用 DC750V 的有北京、天津、武漢等線路。地鐵四號線正線大部分為地下線路，為與現(xiàn)有的地鐵線路保持一致，牽引系統(tǒng)電壓采用 DC750V,電壓允許波動最高值為 900V,最低值為 500V。3.1.2 牽引供電運行方式牽引供電系統(tǒng)根據(jù)需要可以有以下幾種運行方式：牽引變電所正常為雙機組并列運行，以構成等效 24 脈波整流。一臺機組退出運行時也可以有條件地單機組運行。系統(tǒng)中允許幾座牽引變電所解列退出運行，條件是解列的變電所必須是至少相隔兩座牽引變電所。牽引網正常實行雙邊供電，當一座牽引變電所故障解列退出

46、運行時，應實行大雙邊供電。只有在末端牽引變電所故障解列時才采用單邊供電，如列車在牽引網末端起動時電壓降超過允許值，可通過橫向電動隔離開關將上下行接觸網并聯(lián)，以減小回路電阻，降低電壓損失。 3.1.3 牽引供電方式設計方案地鐵四號線牽引網運營方式在正常運行時為雙邊供電，由相鄰兩牽引變電所向同一接觸軌送電。雙邊供電具有供電能力大、可靠性高、牽引網電壓質量高、線路損耗電能少、雜散電流小、對電網諧波影響小等一系列優(yōu)點，因此應盡可能采用雙邊供電。當一臺牽引整流機組故障或饋出斷路器故障時，利用備用母線仍可保持雙邊供電；當變電所停電檢修或存在故障時，仍可采用大雙邊供電方式。在正常維護、檢修時也可采用大雙邊供

47、電，這樣可以延長檢修時間、提高工作效率、降低運營成本。大雙邊供電是利用接觸軌電分段處的縱向隔離開關實現(xiàn)的。當接觸軌出現(xiàn)故障可采用單邊供電方式。雙邊供電時，允許變電所單機組運行。大雙邊供電或單邊供電時要求變電所雙機組同時運行。3.1.3.1 牽引供電系統(tǒng)按雙邊供電設計雙邊供電時電源來自電力系統(tǒng)的兩個牽引變電所。地鐵的牽引供電系統(tǒng)，在正線的設計和運營中，均應采用雙邊供電方式，因為雙邊供電具有明顯的優(yōu)點。雙邊供電是設計必須滿足的條件，也是正常運營的首選方式，單邊供電不是設計的限制條件。即使在一座牽引變電所故障解列時，也應采取技術措施實行大雙邊供電，同時應自動完成雙邊聯(lián)跳條件的轉換，這樣可以減少牽引變

48、電所數(shù)量，既節(jié)省建設投資，叉減少運營費用，同時減小列車起動時的電壓損失，降低功率損耗，有利于列車運行，并且不影響運送旅客的能力，這對運營是非常有利的。雙邊供電示意圖 3-1 所示，走行軌對地電位分布如圖 3-2 所示。 實現(xiàn)雙邊供電起碼應滿足兩個條件：兩相鄰牽引變電所需由同一電力系統(tǒng)供電，以確保有相同的頻率；兩相鄰牽引變電所的牽引端口應同相，否則將造成異相短路。圖 3-1 雙邊供電示意圖圖 3-2 雙邊供電走行軌對地電位分布示意圖雙邊供電比單邊供電優(yōu)點如下：牽引網的平均電壓損失，雙邊供電是單邊供電的 1/31/4。平均電壓損失是指列車在區(qū)間運行時的平均電壓損失，它對輔助電機的運轉有意義。平均電

49、壓損失有兩個分量組成，即由指定列車本身所取電流在其受流器上引起的電壓損失和同行其他列車電流在其受流器上造成的電壓損失之和。列車帶電運行時受流器上的電壓損失，雙邊供電是單邊供電的 1/31/4，也有兩個分量組成，即由指定列車本身所取電流在其受流器上引起的電壓損失和同行其他列車電流在其受流器上造成的電壓損失之和。列車最大平均電壓損失，雙邊供電是單邊供電的 1/4。列車起動時最大電壓損失，雙邊供電是單邊供電的 1/4，滿足列車起動耐的最大電壓損失要求，是決定牽引變電所間距的必須滿足的條件。單邊供電列車起動時最大電壓損失發(fā)生在供電區(qū)的終點，雙邊供電列車起動時最大電壓損失發(fā)生在供電區(qū)的中點。牽引網的功率

50、損失，雙邊供電是單邊供電的 1/31/4。牽引網中的功率損失等于牽引網中諸列車各自的電流與電壓損失的乘積之和。雙邊供電時，列車的再生能量可以被同行列車吸收，當車流密度高時再生能量更易被同行列車利用；而單邊供電時，再生能量被其他同行列車吸收的可能性極小。雜散電流值雙邊供電是單邊供電的 1/31/4。直流牽引網采用接觸網正極送電，走行軌負極回流，隨著列車的運行，絕大部分回流電流沿著走行軌流回牽引變電所，同時也不可避免地要從走行軌道中向地下（道床、結構鋼筋）泄漏電流（雜散電流） 。雜散電流的大小主要由下列兩個主要因素起作用：走行軌對地電位的高低。走行軌對地過渡電阻的大小。當然，走行軌對地電位越低、走

51、行軌對地的過渡電阻越高則雜散電流就越小。牽引供電系統(tǒng)在向列車供電的同時，也在隨列車的移動從走行軌向地下泄漏電流。采用雙邊供電方式是減小雜散電流最有效的措施。牽引網無論是正常運行方式還是事故狀態(tài)（一座牽引變電所解列）時都應采用雙邊供電。走行軌對地電位雙邊供電是單邊供電時的 1/31/4，在線路條件相同的情況下，雙邊供電比單邊供電時雜散電流要小 34 倍是顯而易見的。3.1.3.2 大雙邊供電的兩種方式鑒于雙邊供電比單邊供電有很多優(yōu)點，系統(tǒng)中任何一座牽引變電所故障解列時，也應采取技術措施，實行大雙邊供電。實現(xiàn)大雙邊供電有以下兩種方式：(1)利用解列的牽引變電所的直流母線構成大雙邊供電（如圖 3-3

52、） ，其條件是：牽引變電所只有兩套整流機組退出運行。直流母線、上下行 4 路饋線開關及其二次回路完好無損且能正常運行。(2)利用縱向電動隔離開關構成大雙邊供電（如圖 3-4） ，當牽引變電所故障解列時，利用電分段處的縱向電動隔離開關構成大雙邊供電，使整座牽引變電所（含隧道開關柜）退出運行，牽引網運行不受故障牽引變電所的影響?？v向電動隔離開關的用途有兩個：作為牽引變電所 4 路饋線開關的備用開關。作為牽引變電所的備用開關。3.2 牽引供電系統(tǒng)保護地鐵直流牽引供電系統(tǒng)的保護,可以分為兩部分：牽引整流機組保護和直流饋線保護。牽引供電系統(tǒng)保護的最大特點就是系統(tǒng)的“多電源”和保護的“多死區(qū)” 。所謂多電

53、源, 既當牽引網發(fā)生短路時, 并非僅雙邊供電兩側的牽引變電所向短路點供電, 而是全線的牽引變電所皆通過牽引網向短路點供電。所謂多死區(qū), 是因牽引供電系統(tǒng)本身構成的特點和保護對象的特殊性而形成保護上的“死區(qū)” 。任何保護的最基本要求就是當發(fā)生短路故障時, 首先要迅速“切斷電源” 、 “消除死區(qū)”, 針對這兩點, 牽引供電系統(tǒng)除交流系統(tǒng)常用的保護外, 還設置了牽引變電所內部聯(lián)跳、牽引網雙邊聯(lián)跳、di/dt I 等特殊保護措施, 這就可以完全滿足牽引供電系統(tǒng)發(fā)生故障時切斷電源、消除死區(qū)的要求。牽引供電系統(tǒng)之所以形成保護上的死區(qū)，主要有兩個原因：地鐵列車為多輛電動車組編組，其起動電流大于牽引網最小短路

54、電流，只靠直流快速開關的大電流整定很難滿足保護要求。電動列車是隨時在運動的，其位置在不斷地移動、變化，作為電動列車的遠后備保護，牽引變電所的保護應延伸至電動列車主回路末端。對任何供電系統(tǒng)的繼電保護而言, 可靠性總是第一位的, 而對直流牽引供電系圖 3-3 直流母線構成的大雙邊供電圖 3-4 縱向電動隔離開關的大雙邊供電統(tǒng), 速動性可以看成和可靠性是同等重要的, 所以直流側保護皆采用毫秒級的電器保護設備, 如直流快速斷路器、保護等, 目的就是在直流短路電流上升過程/di dt I中將其遮斷, 不允許短路電流到達穩(wěn)態(tài)值。至于選擇性, 在直流牽引供電系統(tǒng)中則處于次要位置, 其保護的設置應是“寧可誤動

55、作, 不可不動作” 。 誤動作可以用自動重合閘進行矯正; 不動作則很可怕, 因為牽引供電系統(tǒng)短路時產生的直流電弧, 如不迅速切斷電源，電弧可以長時間維持燃燒而不熄滅; 而交流電弧則不同, 其電壓可以過零而自動熄滅。地鐵四號線 10kV 采用電流速斷，過電流（電壓閉鎖） 、10kV 接地、失壓保護和進線失壓分段開關自投裝置。如采用環(huán)網供電也可設線路縱差保護或其他保護。整流機組和動力變壓器除電流保護外還設變壓器過溫、過負荷保護。直流饋出設電流速斷、電流增量、過電流延時、直流開關柜框架漏電流、直流系統(tǒng)接地、軌電位限制、故障判斷、自動重合閘以及各開關間、開關與整流機組間的聯(lián)跳和閉鎖等保護及裝置。10k

56、V、750V 以及 380V 主開關的繼電保護及二次控制裝置均采用微機保護與智能化監(jiān)控裝置。3.2.1 牽引變電所內部聯(lián)跳保護 牽引變電所內部聯(lián)跳的定義：當發(fā)生短路故障引起兩臺整流機組直流引入斷路器或交流斷路器同時跳閘時，應迅速跳掉全部直流饋線斷路器，以及時切斷電源，圖見附錄 B-1。牽引變電所聯(lián)跳保護適用于以下兩種情況： 牽引變電所的兩套整流機組開關同時因故障跳閘。 牽引變電所任何一路直流饋出開關失靈拒動。 當牽引變電所內部發(fā)生短路時，如 k2 點短路，則流向短路點的短路電流有 6 路，兩臺整流機組 2 路:Ik1、Ik2；相鄰牽引變電所通過 4 路饋線開關流向短路點的有 4路：Ik3、Ik

57、4、Ik5、Iky。若只跳掉兩臺整流機組的直流開關或交流開關是不夠的(只切斷 Ik1、Ik2)，相鄰牽引變電所仍會通過牽引網繼續(xù)向短路點供電(Ik3、Ik4、Ik5、Iky)，因此必須跳掉直流母線上所有開關，以切斷電源，實現(xiàn)牽引變電所內部聯(lián)跳。當牽引變電所外部發(fā)生短路時，如果 k1 點短路，則流經 DS6 開關的短路電流有 5 路，其中兩臺整流機組的短路電流有 2 路Ik1、Ik2，相鄰牽引變電所通過 3 路饋線流經 DS6 開關的短路電流有 3 路Ik3、Ik4、Ik5。此時，若饋線開關 DS6 拒動，而又沒有遠后備保護，就只能通過牽引變電所內部聯(lián)跳及時切斷電源。牽引變電所內部聯(lián)跳的保護范圍

58、：無論是牽引變電所內部短路還是外部短路，凡引起兩臺整流機組同時跳閘的故障均應實行牽引變電所內部聯(lián)跳。由附錄 B-1 可以看出，流經饋線開關 DS6 的短路電流 IKZ 是由 IK1IK5，5 個短路電流組成的，這就說明，如果饋線開關 DS6 失靈拒動，要切斷短路點的電源，只跳掉 DS1、DS2 是不夠的，還要跳掉 DS3、DS4、DS5 等 5 路開關，即必須跳掉牽引變電所直流母線上的所有開關。牽引變電所內部聯(lián)跳保護，就是為當發(fā)生短路故障時，迅速切斷電源的一種保護措施。如發(fā)生一路饋線開關失靈拒動或兩臺整流機組直流側兩路開關同時跳閘(或兩路交流中壓開關同時跳閘)，為迅速切斷電源，都必須實行變電所

59、內部聯(lián)跳，既跳掉直流母線上的所有開關，否則不能切斷電源，如附錄 B-1 所示。圖中 K1(牽引變電所外部短路)和 K2(牽引變電所內部短路)點短路時，如果 DS1、DS2 兩臺直流斷路器或 DL1、DL2 兩臺交流斷路器同時動作，則必須實行變電所內部聯(lián)跳，跳掉所有直流饋線斷路器。即跳掉 DS3、DS4、DS5 等饋線開關，否則不能切斷電源，相鄰牽引變電所繼續(xù)向短路點供電。3.2.2 直流饋線開關失靈拒動保護目前國內地鐵直流饋線開關設置了多種保護和自動裝置，這些都是必要的，但尚缺少一種重要的保護：開關失靈拒動保護。當開關失靈拒動時，開關本身設置的所有保護均失效，而饋線開關又沒有遠后備保護，這是直

60、流饋線保護的“軟肋” 。眾所周知，從牽引變電所的主接線上看，直流饋線開關沒有遠后備保護設備，這是由地鐵供電網絡的構成特點所決定的。在直流母線上共設置 6 路開關、2 路直流引入開關、4 路饋線開關，見附錄 B -1。從電源角度講，每路饋線開關的上一級有 5 路電源開關，這和交流電路不一樣，交流電路上一級只有一路開關，所以當下一級開關失靈拒動時，上一級開關可以作為它的遠后備保護。直流則不然，它的上級 5 路開關都不是它的遠后備保護設備。從附錄 B -1 中可以看出，當 K1 點發(fā)生短路時，如為變電所出口短路，饋線開關失靈拒動可能引起 2 路直流引入線開關跳閘，引起變電所聯(lián)跳，及時切斷 5 路電源