城市軌道交通供電系統(tǒng)中壓網(wǎng)絡(luò)

1、 城市軌道交通供電系統(tǒng)的中壓網(wǎng)絡(luò)研究一、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

2、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(SCADA)系統(tǒng)。

3、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)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。(1) 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10km

4、30km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35kV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

5、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，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

6、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。4、中壓網(wǎng)絡(luò)概念的引入  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，橫向把全線的各個(gè)牽引變電所、降壓變電所連接起來，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

7、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、35kV、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)20kV一次配電的供電區(qū)，已經(jīng)于1996年5月在蘇州工業(yè)園區(qū)投入運(yùn)行。從前一段運(yùn)行情況來看，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

8、0kV作為中壓一次配電層，功能上可以替代35kV與10kV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，20kV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1999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500 kV、220 kV、110 kV、10 kV (20kV)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2

9、0kV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35 kV(若采用國(guó)外設(shè)備則是33kV)或10 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10 kV；上海地鐵1、2號(hào)線的牽引網(wǎng)絡(luò)采用了33kV，動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)采用了10kV；上海地鐵明珠線的牽引網(wǎng)絡(luò)采用了35kV，動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)采用了10kV；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35kV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)。 

10、0;然而，隨著城鄉(xiāng)電力消費(fèi)的增長(zhǎng)，發(fā)展城鄉(xiāng)20kV配電網(wǎng)已提到議事日程上來。20kV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)GB15693中表明，20kV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35kV(33kV)、20kV、10kV。因此，在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)及20kV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35kV(33kV)和10kV框框，

11、應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，20kV也是可用的，并已成為一個(gè)備選電壓級(jí)。這是因?yàn)椋撼鞘熊壍澜煌ü╇娤到y(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)備，而我國(guó)電壓等級(jí)是35kV，并非33kV。另外，象南京地鐵、深圳地鐵采用的35kV，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35kV還是采用33kV或者20kV，其性質(zhì)和概念上是一樣的。3、不同

12、電壓等級(jí)的中壓網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)(1) 35kV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、上海地鐵已經(jīng)采用。(2) 33kV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35kV一致；設(shè)備來源國(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CGIS產(chǎn)品有環(huán)網(wǎng)單元。(3) 20kV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10kV系統(tǒng)大。設(shè)備完全實(shí)現(xiàn)國(guó)

13、產(chǎn)化；引進(jìn)MG、ALSTHOM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) 10kV中壓網(wǎng)絡(luò)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電壓級(jí)。輸電容量較小、距離較短；設(shè)備來源國(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

14、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)kV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

15、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) 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；(10) 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(33)kV牽引網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立1

16、0kV動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)的接線方式1) 35(33)kV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。l A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，來自于同一個(gè)主變電所的不同母線；該類型接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。 l 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，來自于同一個(gè)主變電所的不同母線

17、，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。l C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。l 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，來自于左右兩

18、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) 10kV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，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(33)kV牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)

19、的接線方式  當(dāng)中壓網(wǎng)絡(luò)采用一個(gè)電壓級(jí)時(shí)，35(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)均從主變電所的不同母線就近引入兩路35(33)kV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

20、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)kV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) 10kV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)，10kV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)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10kV電源(

21、對(duì)于地面線路，供電分區(qū)的來自于主變電所的兩路10kV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。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；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

22、關(guān)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。10kV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) 20kV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10kV牽引動(dòng)力照明混合網(wǎng)絡(luò)外，伊朗德黑蘭地鐵采用了20kV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

23、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)20kV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20kV電源。   20kV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)供電分區(qū)一般不超過4個(gè)地下站；每一個(gè)供

24、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20kV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)間中壓電纜過

25、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10kV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

26、母線形式。  該接線方式運(yùn)行靈活。為同一個(gè)供電分區(qū)供電的從城市電網(wǎng)引來的兩路10kV電源，可以來自不同的地區(qū)變電所，也可以來自同一地區(qū)變電所。該方式要求城市電網(wǎng)有比較多的10kV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10kV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

27、的主接線，均采用分段單母線形式。無牽引變電所的地面車站，其降壓變電所，可按跟隨式降壓變電所考慮。無牽引變電所的地下車站，其降壓變電所的10kV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)10kV電源點(diǎn)的數(shù)量要求不多，但要求每組從城市電網(wǎng)引來的兩路10kV電源應(yīng)來自不同地區(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10

28、kV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自城市電網(wǎng)的10kV電源，而備用電源則來自于下一個(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N1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)10kV電源點(diǎn)的數(shù)量要求不多，但要求這些城市電

29、網(wǎng)引來的10kV電源應(yīng)來自不同地區(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

30、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；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，最好來自于不同的地區(qū)變電所。該方

31、式對(duì)城市電網(wǎng)10kV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：20kV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)的來自于主變電所的兩路20kV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”。兩套牽引整流機(jī)組均接入牽引母線段，牽引降壓混合變電