城轨供变电工程课程设计Word下载.docx
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七号线初、近期采用一个交路，从广州新客站至新造，初期高峰小时开行16对/小时，近期高峰小时开行20对/小时。
远期采用两个交路，小交路从广州新客站至化龙，高峰小时开行15对/小时；
大交路从广州新客站至大沙地，高峰小时开行15对/小时。
1.2外部电源情况
（1）广州市电网现状及规划
目前，广州电网以500kV和220kV电压等级构成主网架。
截止2007年6月底，广州电网拥有500kV变电站3座，220kV变电站27座，110kV变电站154座，主变容量34681MVA，110kV及以上输电线路4711.43km。
根据《2009～2013年广州电网规划》，2009～2013年期间，广州电网将规划新建500kV变电站2座，扩建3座；
新建220kV变电站31座，扩建3座；
新建110kV变电站104座，扩建13座。
广州电网将在满足安全可靠供电的基础上，逐步实现“分区供电，相互联络”的供电格局，逐步建成4个以500kV变电站为核心的供需基本平衡的供电分区：
花都500kV变电站供电分区（向花都区和从化区供电）、北郊和木棉500kV变电站供电分区（向白云区、越秀区和天河区供电）、增城和穗东500kV变电站供电分区（向增城市、萝岗区和黄埔区），广南和狮洋500kV变电站供电分区（向荔湾区、海珠区、番禺区和南沙区供电）。
（2）7号线一期工程沿线电源概况
为更充分地研究7号线主变电所的设置方案，本投标人深入调查研究了广州市轨道交通7号线一期工程沿线地区高压电网的现状。
由于线路多经过郊区，目前沿线的220kV和110kV电源数量较少且分布相对集中。
既有220kV、110kV电源点具体分布见下表1所示。
号线一期工程沿线既有220kV、110kV变电站分布表
序号
220kV变电站
110kV变电站
站名
装机容量（MVA）
1
富山
3×
240
南浦
2×
50
2
平安
4×
祈福
40+50
3
华碧
礼村
4
城北
40
1.3各站间距
各站名及间距如下表所示。
站间距（km）
大洲车辆段
2.83
―
广州新客站
1.309
石壁东站
1.52
谢村站
2.055
钟村站
1.995
汉溪长隆站
2.215
鹤庄站
1.595
官堂站
1.07
金坑站
2.583
市头站
2.942
新造站
－
1.4七号线线路及其它线路分布图
七号线及其它线路分布图如下图所示。
七号线及其它线路分布图
第二章
城市轨道交通供电系统概述及主要设计原则
2.1供电系统概述
轨道交通的供电系统各组成部分关系如下图所示。
1—发电厂（站）2—升压变压器3—电力网
4—主变压所5—直流牵引变电所6—馈电线、
7—接触网8—走行轨道9—回流
10—降压变电所
城市轨道交通供电系统负责提供车辆及供电设备的动力能源，一般包括两大部分，一部分为高压供电系统（外部电源），即城市电网；
一部分为城市轨道交通内部供电系统。
城市轨道交通作为城市电网的一个用户，一般都直接从城市电网取得电能，无需单独建设电厂，城市电网对城市轨道交通进行供电，供电方式有集中供电、分散供电和混合供电。
城市轨道交通内部供电系统由牵引供电系统和动力照明供电系统组成。
牵引供电系统中的牵引变电所将三相高压交流电变成适合电动车辆应用的低压直流电。
馈电线再将牵引变电所的直流电送到接触网上，电动车辆通过其受流器与接触网的直接接触而获得电能。
动力照明供电系统提供车站和区间各类照明、扶梯、风机、水泵等动力机械设备电源和通信、信号、自动化等设备电源，它由降压变电所和动力照明配电线路组成。
城市轨道交通供电系统主要由主变电所、供电线路、牵引变电所、降压变电所、电力监控系统、接触网系统车站及区间动力照明系统、杂散电流防护系统、防雷设施和接地系统等部分组成。
2.2供电系统的功能
1）主变电所：
将来自城市电网的110kV电压降压为35kV电压。
2）中压供电网络：
将来自主变电所的35kV电压分配给沿线的牵引变电所和降压变电所。
3）牵引变电所：
将35kV电压降压整流为轨道交通列车使用的DC1500V电压。
4）降压变电所：
将35kV电压降压为220V/380V电压。
5）牵引网系统：
将来自牵引变电所的DC1500V电压提供给轨道交通列车。
6）动力照明配电系统：
将220V/380V电压提供给全线的动力、照明设备。
7）电力监控系统：
在轨道交通控制中心，通过调度端、通信通道和执行端，对全线供电系统的主要电气设备实现遥控、遥信、遥测和遥调功能。
8）杂散电流腐蚀防护及监测系统：
减小直流牵引供电系统的杂散电流并防止其对外扩散，尽量避免杂散电流对轨道交通本身及其附近建筑物结构钢筋、金属管线的电化学腐蚀，并对杂散电流进行监测。
9）防雷与接地系统：
对沿线容易受到过电压侵入而损坏，从而影响系统运行的供电系统电气设备，提出设置过电压保护装置的要求。
全线设置统一的、高低压兼容、强弱电合一的综合接地系统，为设备及人身安全提供防护。
2.3供电系统运行方式
轨道交通供电系统不但要保证电力用户（轨道交通车辆和动力照明荷）用电的需求，提供安全、可靠、经济的电能，而且要确保轨道交通系统的安全运营，防止各类电气失火事故及灾害的发生。
运行方式如下：
1.正常运行方式
1）供电电源正常送电，供电网络处于正常状态，保证所有地铁电气设备的用电要求。
2）继电保护和安全自动装置处于良好状态，出现故障时能确保系统进入故障运行方式，保证主要设备（一、二级负荷）的不间断供电。
2.故障运行方式
1）供电系统外部发生一般电气故障，如一路外部电源故障，通过闭合主变电站内桥开关或闭合主变电站33kV母联开关，来保证对用户的不间断供电。
2）供电系统外部发生严重电气故障，如二路外部电源故障，通过改变运行方式来保证重要用电设备的供电以维持地铁的运营。
3）供电系统内部发生一处电气故障，如一条电缆故障或一台变压器故障退出运行时，通过闭合变电所33kV母联开关，保证所有或部分用电设备的正常运行。
供电系统内部发生两处电气故障，通过改变运行方式，保证重要用电设备正常运行。
3.检修运行方式
供电设备按计划进行检修和维护，当部分供电设备停运检修时，通过改变系统的运行方式来满足各类用户的正常用电要求。
4.灾害情况下的运行方式
1）供电系统外部发生严重灾害，如地铁车站发生火灾，应根据火灾地点的情况，尽快将灾害现场与消防无关的供电回路停电，同时保证消防设施工作以及现场人员疏散所需的电源。
2）供电系统内部发生严重灾害,如供电线路发生火灾。
应立即将事故部分停电及隔离,以避免事故扩大，减小事故影响范围。
2.4供电系统的主要设计原则
1.供电系统应满足可靠性、灵活性与经济性的基本要求，接线应简单，满足运营管理及维护方便的要求。
2.供电系统遵循广州地铁供电网络规划，采用集中供电方式，设计时应根据线路走向、站位分布和沿线电力系统电源分布情况，合理确定供电系统接线。
3.供电系统接线方案设计时，应考虑利用既有线路的供电预留容量，同时还应综合考虑向其它相邻的发展线路预留供电条件，为轨道交通线网供电网络的形成创造条件。
4.供电系统容量按远期高峰小时负荷设计。
5.在条件许可的情况下，地铁主变电站应由地区变电站馈出双回专用线路供电，以保证供电可靠性和电能质量。
困难时一路电源可采用“T”接方式。
6.每个主变电站应设置两台主变压器，共同承担本站供电区的负荷。
其容量选择按一台主变压器退出运行时，由另一台主变压器承担本供电区的一、二级负荷考虑，若条件许可还应考虑当一个主变电站一台主变压器退出运行时，通过负荷的再分配，与相邻主变电站共同承担全部负荷的供电。
7.当一座主变电站退出运行时，由其它主变电站承担全线一、二级负荷的供电。
8.根据车站规模及环控系统的设置，每个车站设一个降压变电所。
同车站同侧的牵引变电所和降压变电所应尽可能合建为牵引降压混合变电所，以减少投资和便于运营管理，变电所位置选择应与车站建筑设计密切配合，尽量减少土建工程量，当条件许可时可于地面设置。
车辆段考虑设置2个变电所，1个为牵引降压混合变电所，另1个为跟随式降压变电所。
9.牵引变电所设两套整流设备，构成等效二十四脉波整流机组，以减少谐波对电力系统的污染。
地铁主变电站注入电力系统的谐波电流应符合GB/T14549-93的要求。
10.牵引供电采用1500V直流供电制式。
牵引网的电压水平应满足《地铁直流牵引供电系统》GB10411-89的规定，即在任何运行方式下，牵引网的最高电压不得高于1800V，最低电压不得低于1000V。
11.牵引变电所可通过接触网隔离开关进行越区供电。
12.接触网在正线区段采用直流1500V架空刚性悬挂，接触网系统应满足车辆运行及限界等外部条件要求，能保证在广州气候环境条件下正常运行，并采用安全可靠的防护措施，确保人身安全。
在车辆段范围采用架空柔性悬挂。
13.正线区段牵引网按最高80km/h列车运行速度设计。
14.变电所设置综合自动化系统应满足可靠性、可维护性和可扩展性的要求，并具有故障诊断、在线修改等功能。
15.根据供电网络计算结果综合考虑无功调节装置的设置，保证最大负荷时系统功率因数不低于0.95，最小负荷时系统功率因数不宜高于0.95。
16.杂散电流防护应满足《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》（CJJ49－92）的要求。
按以堵为主、以排为辅、堵排结合、加强监测的原则进行杂散电流防护
17.在主变电站、控制中心及车辆段等地面建筑设置防雷设施。
防雷系统的设计应与杂散电流防护和接地系统相配合，保证地铁建筑以及机电设备的安全。
第三章外部电源及主变电站方案
3.1外部电源方案
（1）城轨供电方案介绍
城市轨道交通作为城网的特殊用户，一条线其用电范围多在10—40km之间，呈线状分布。
外部电源方案有
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