城市轨道交通牵引福州地铁供电系统直流母线保护设计毕业论文设计.pdfVIP

城市轨道交通牵引福州地铁供电系统直流母线保护设计毕业论文设计--第1页

第一章引言

1.1课题的研究背景

城市轨道交通系统是以城市电网的电能为动力，使用轮轨运转方式的大运量公

共交通系统。随着社会的不断发展，以及城市人口的不断增长，城市轨道交通系统

已成为城市公共交通系统中不可或缺的组成部分，并日显重要。目前，世界轨道交

通按照轨道以及运行特点的不同，分为地铁、轻轨、市郊铁路以及磁悬浮列车等类

[1]

型。随着我国经济的腾飞，城市化进程的不断加快，一些特大城市普遍存在着交

通拥堵，交通污染严重等突出的问题。由于城市轨道交通具有快捷舒适、运量巨

大、安全节能、污染轻、占地少等明显优点，发展城市轨道交通已经成为城市发展

公共交通的首选方针以及缓解城市交通问题的最佳选择。

我国城市轨道交通开始于20世纪50年代的福州地铁的建设。进入20世纪90

年代以来，我国城市轨道交通进入了一个快速的发展时期。我国规划建设的轨道交

通网络总里程超过5000公里，总投资预算超过8000亿元。城市轨道交通系统一

般的运行通道为市区（城市轻轨）或者地下隧道（地铁），采用600-3000V直流形

式供电；同时，由于地铁车辆的运行间隙小、运量大、站与站问的距离短，地铁车

辆需要进行频繁的启动、制动，使得城市轨道交通系统的用电情况更为复杂。以上

因素使得城市轨道交通供电系统需要更为准确、可靠的保护系统。

目前中国已有上海、福州、深圳、广州、武汉、南京等十多个城市拥有己投入

运行的近50多条线路，全国规划建设轨道交通网络的城市则已超过30个。由此可

见，中国的轨道交通建设具有宏大的发展前景，广阔的市场价值，该行业的发展壮

大，将推动轨道交通的各种配套技术尤其是高新技术产业的跟踪发展，进而形成城

市轨道交通行业的产业化生产体系。

城市轨道交通牵引供电系统作为城市铁路运输的重要组成部分，其安全可靠运

行是整个城市轨道交通安全畅通运行的基础。直流牵引供电保护系统应在确保向地

铁列车提供安全可靠的供电的同时，尽量减少甚至消除不必要的停电时间，从而提

高经济效益；而在直流牵引供电系统发生故障的情况下，应有选择性地迅速切除故

1

城市轨道交通牵引福州地铁供电系统直流母线保护设计毕业论文设计--第1页

城市轨道交通牵引福州地铁供电系统直流母线保护设计毕业论文设计--第2页

障，以保证列车、设备和旅客的人身安全。

[2]

直流大电流测量技术在科学研究和生产实践中有着十分广泛的应用，如在城

市轨道交通的直流牵引系统和高压直流输电系统中用于对系统电流的测量；在大功

率电子学以及核物理等科学研究中经常涉及直流大电流的测量；在金属冶炼工业中

也是一项不可或缺的技术。而对于测量到的直流大电流也有不同的用途，如计量、

保护与控制、监视等。随着城市轨道交通客流量的不断增加，传统的分流器以及霍

尔传感器测量直流电流的手段已逐渐暴露出与之不相适应的弱点，如不断提高的负

荷电流超出了分流器的测量范围，导致霍尔传感器频繁出现磁饱和从而无法准确记

录被测电流的实际大小及变化过程，体积大、重量大、价格昂贵，不易于数字设备

连接等。光电式互感器（OpticalCurrentTransformer）与传统的分流器以及霍

尔传感器具有截然不同的测量原理和结构，它具有传统CT和分流器所不具有的优

点，如不含铁芯，没有铁磁共振、磁饱和，绝缘性好，动态范围大，可在相当宽的

电流范围内保持良好的线性特性，测量频带宽，受电磁干扰小，体积小、重量轻、