供电系统概述与安全节能设计分析.ppt

供电系统概述与安全节能设计 刘畅 2016年6月 供变电系统概述与安全节能设计 1.概述 2.牵引供电系统 3.杂散电流防护 4.综合接地系统的构成及功能 5.牵引网供电制式 6.供电系统安全与节能设计 110KV线路和主变电所电源系统 将电源配至各车站、车辆段的中压网络 给车辆提供直流牵引供电的牵引变电所和接触网 给动力和照明负荷供电的降压变电所和跟随所 对供电系统内设施、设备实施监控的电力监控系统 限制和监测杂散电流的杂散电流防护系统以及综合接地系统 供电设施的运行管理、维修、测试和抢修供电车间 1.1城市轨道交通供电系统的构成 1.概述 城市轨道交通供电系统 外部电源 主变电所 牵引供电系统 动力照明供电系统 电力监控系统 牵引变电所 牵引网系统 降压变电所 动力照明 1.概述 1.1城市轨道交通供电系统的构成 1.概述 1.2城市轨道交通供电系统的功能和作用 城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。 一、是电动客车运行所需要的牵引负荷； 二、是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑力照明用电， 诸如：通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、 AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。 在上述用电群体中，有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷；有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准，而且这种要求和标准又相差甚远。城市轨道供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求，以使其发挥各自的功能与作用。 2.牵引供电系统 2.1电力牵引系统工作原理 电能从牵引变电所经馈电线、接触网输送给电动列车，再从电动列车经钢轨、回流线流回牵引变电所。牵引负荷为一级负荷，规定有两路独立的电源双边供电，当任何一路电源发生故障中断供电时，另一路应能保证一级负荷的全部用电。 2.牵引供电系统 2.牵引供电系统 2.2变电所主要电气设备 主要设备包括：变压器、断路器、隔离开关、母线、熔断器、电 压互感器、电流互感器、避雷器、整流器等。 2.牵引供电系统 3.杂散电流防护 杂散电流对土建结构钢筋、地下金属管道及设备金属外壳产生电化学腐蚀，即“杂散电流腐蚀”。如果情况严重，将威胁基础结构的安全和设备系统的可靠运行。 例如从20世纪70年代开始运行的北京地铁一期工程的主体结构中的钢筋已发现有严重的杂散电流腐蚀;北京、天津地铁都有水管被侵蚀穿孔的情况;香港也曾因杂散电流腐蚀煤气管道引起煤气泄漏;在一些地铁运行历史较长的发达国家,杂散电流腐蚀同样严重,如英国曾发生过因为杂散电流腐蚀而发生的钢筋混泥土塌方事故。 3.1杂散电流的危害 杂散电流腐蚀防护设计应按照“以堵为主，以排为辅，堵排结合，加强监测”的原则设计。 堵：（从源头上减少杂散电流） ① 采用长钢轨,钢轨越长,钢轨接头就越少,钢轨的阻抗也就越小 ② 各钢轨之间应有畅通的电气连接以保证低阻值的回流路径 ③ 缩短变电所之间的距离, 杂散电流与供电距离的平方成正比,所以缩短供电距离是减少杂散电流数量非常有效的方法。 ④ 增加轨道对地的过渡电阻。 3.杂散电流防护 3.2杂散电流的防护措施 3.2杂散电流的防护措施 3.杂散电流防护 杂散电流腐蚀防护设计应按照“以堵为主，以排为辅，堵排结合，加强监测”的原则设计。 排： （把从轨道泄漏下来的杂散电流进行收集） ? 正线轨道尽量采用整体道床，并利用整体道床内的结构钢筋在电气上连成一体形成杂散电流收集网，此收集网系统为杂散电流从钢轨上泄漏后遇到的第一道电阻较小的回流通道，目的是将杂散电流尽量限制在本系统内部，防止杂散电流继续向本系统以外泄漏。 1）利用整体道床内结构钢筋的电气连接，建立主要的杂散电流收集网。 2）将车站和非盾构的区间隧道的结构钢筋连接，建立辅助杂散电流收 集网。 4.综合接地系统的构成及功能 每个车站单独设置一个接地网，接地网的接地电阻应不大于0.5欧姆，困难时不大于1欧姆；全线各车站接地网通过接地扁钢连接成一个综合接地网 。 接地系统应具备以下功能： 满足地铁隧道沿线设备的安全接地要求。 满足变电所设备工作接地和安全接地要求。 满足弱电设备的工作接地和安全接地要求 满足其他车站设备工作接地和安全接地要求。 满足接触网系统工作接地和防雷接地要求。 5.牵引网供电制式 DC750V供电制式：该供电制式主要用于第三轨的供电方案，在地铁系统的运用具有悠久的历史，世界上早期修建的地铁大多采用了这种类型