城轨供电系统毕业设计论文.docx

城轨供电系统毕业设计论文.docx

《城轨供电系统毕业设计论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城轨供电系统毕业设计论文.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

城轨供电系统毕业设计论文

毕业设计（论文）

《城轨供电系统》

系部：

轨道交通系

班级：

11级南昌地铁供电

摘要

以长沙地铁为设计参考，给出设计负荷和供电方式。

主要采用1500V直流供电，牵引变压器采用37500KV，一用二备，一级负荷。

设计内容主要包括；牵引变电所，变流所，城轨接触网三大部分。

关键词：

牵引变电所，变流所，城轨接触网

ABSTRACT

TheChangshaMetrodesignreference,giventhedesignloadandpowersupplymode.Themainuseof1500VDCpowersupply,the37500KVtractiontransformer,apreparedwithtwo,alevelload.Thedesigncontentmainlyincludes;tractionsubstations,converter,cityrailcontactofthreeparts.

Keywords：

tractionsubstations,converter,cityrailcontactofthreeparts.

3.2接触网的特点及要求.....................................................5

1城市轨道交通的定义

1.1供电对象

1.11为城市轨道交通电动列车提供牵引供电;

1.12为城市轨道交通运营服务的其他设施提供电能。

1.2供电制式

1.21城市轨道交通供电制式组成；变电所，接触网，回流网。

1.22牵引网的供电制式主要指电流制，电压等级和馈电方式。

我国国家标准≤地铁直流牵引供电系统≥，规定了DC1500V和DC750V两种电制式

1.3供电制式选择原则

1.31供电制式与客流量相适应

1.32供电安全可靠性

1.33便于安装和事故抢修

1.34牵引网实用寿命长，维修工作量小

1.35注重环境和景观效果

2牵引变电所

2.1牵引变电所的类型及原理

牵引变电所的电源一般来自电力系统的区域

变电所，牵引变电所的任务就是将电力系统提供的

三相工膝交流电变为牵引所用的电能。

根据牵引制式

的不同，牵引变电所又分为直流牵引变电所和交

流牵引变电所。

根据不同的牵引制式，变电所内完成相

应的变压、变相、变流作用。

目前我国的牵引

变电所主要有电气化铁路的单相工新交流制牵引变电

所和城市轨道交通系统（地铁、轻轨）的直流牵引变电所。

2.2牵引变电所供电的接线图

1.环行供电接线

由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环行。

环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个主降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保 持通电，就不致中断任何一个牵引变电所的正常供电。

但其投资较大。

2．双边供电接线

由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都经过其母线联接，为了增加供电的可靠性，用双路输电线供电，而每路按输送功率计算。

这种接线可靠性稍低于环行供电。

当引入线数目较多时，开关设备多，投资增加。

3．单边供电接线

当轨道沿线附近只有一侧有电源时，则采用单边供电。

单边供电较环行供电和双边供电的可靠性差，为了提高可靠性，应用双回路输电线供电。

单边供电设备较投资少。

4．辐射形供电接线

每个牵引变电所用两路独立输电线与主降压变电站联接。

这种接线方式适合

轨道线路成弧形的情况。

这种接线简单，但当主降压变电所停电时，将全线停电。

应当指出，实际情况常常是以上某些典型接线方式的综合。

变配电接线图的选择应该是这样的，当供电系统的一个元件故障损坏时，它应能自动解列而不致破坏牵引供电。

2.3变电所内的控制和信号电路

二次接线（电路）图及控制方式概述 

1）．二次接线（电路）图 

供变电装置中，为了保证高压电气设备的安全运行和实现对一次设备的操作控制而设置的控制、信号、检测与继电保护、自动装置等一系列低压、弱电电气设备，通常称为二次设备。

用来表明二次设备相互联接的电气接线图，称为二次接线图。

二次接线图一般有三种表达形式，即：

（1）原理接线图：

也称归总式原理图，用来表示二次设备中的监视仪表、控制与信号、保护和自动装置等的工作原理。

使人们对整个装置易于形成完整而清晰的概念。

其特点是图中标有相关的主体部分，各设备元件都以整体形式表示。

并将所包括的交流电压回路、交流电流回路和直流控制、信号电路等各组成部分一并画出。

（2）展开接线图：

展开接线是在相应原理接线图的基础上，将其总体形式的电路分解为交流电流、电压回路及直流回路等相对独立的各个组成部分。

这时电路中设备元件的不同线圈与接点等将分别绘入相应部分的回路中。

例如，电流继电器的线圈绘于交流电流回路中，而其接点则绘于直流回路中。

（3）安装接线图：

安装接线图是为二次设备的制造、安装或调试检修而专门绘

制的。

安装图一般应包括盘面布置图、盘后接线图和端子排接线图等组成部分。

 变电所的电气主接线是指由变压器、断路器、开关设备、母线等及其连接导线所组成的接受和分配电能的电路。

电气主接线反映了变电所的基本结构和功能，在运行中，它能标明电能的输送和分配的关系以及变电所一次设备的运行方式，成为实际运行操作的依据。

在设计中，主接线的确定对变电所的设备选择、配电装置布置、继电保护配置和计算、自动装置和控制方式选择等都有重大影响。

此外，电气主接线对牵引供电系统运行的可靠性。

电能质量、运行灵活性和经济性起着决定性作用，因此，电气主接线是牵引变电所的主体部分。

 一、对电器主接线的基本要求 

1．可靠性    

保证在各种运行方式下，牵引负荷以及其他动力的供电连续性。

牵引负荷是一级负荷，中断供电将造成重大经济损失与社会影响，甚至造成人员伤亡，所以，高质量、连续的供电是对电气主接线的首要要求。

2．灵活性

灵活性是指在系统故障或变电所设备故障和检修时，能适潮调度的要求，灵活、简便、迅速地改变运行方式，且故障影响吗范围最小。

这就要求主接线力求简捷、明了、没有多余的电气细备，投人或切除某些设备和线路的操作方便，避免误操作，灵周性还表现在具有适应发展的可能性。

3．安全性

保证在进行一切操作切换时，工作人员和设备的安全以及朗在安全条件下进行维护检修工作。

4．经济性 

应使主接线投资与运行费用达到经济、合理。

经济性主要取决于母线的结构类型与组数、主变压器容量、结构型式和数量、高压断路器数量、配电装置结构类型和占地面积等因素。

经济性往往与可靠性之间存在着矛盾，要增强主接线的因此，在确定主接线的型式时，要进行、可使在变供电，或者保证用户的馈线能从不同的变压得特别重要单母线不分段是比较简单的接线器和隔离开关后分别与母线特点是接线简单，设备少，配电可靠性与灵活性，就需增加设备和投资。

此外，随着经济的高速发展，铁路和城市交通的运量相应迅速增长，牵引变电所增容。

增加馈线和其他设备的改建、扩建经常存在，因此，电气主接线的设计应当长远规划，精心设计，给将来的扩建留有余地。

特别是在城市轨道交通变电所设计中．还应注意场地条件安排与城市规划发展相结合．

 变电所的变压器与债线之间采用什么方式连接，以保证工作可靠、灵活是十分重要的问题、解决的措施是采用母线制。

应用不同的母线连接方式、可使在变压器数量少的情况下也能向多个用户供电，或者保证用户的馈线能从不同的变压器获得电能。

母线又称汇流排，在原理上它是电路中的一个电气节点。

它起着集中变压器的电能和给各用户的馈电线分配电能的作用，所以，若母线发生故障，将使用户供电全部中断。

故在主接线的设计中．选择什么样的母线制就显得特别重要行维护检修工作。

此外，随着经济的高速发展，铁路和城市交通的运量相应迅速增长，牵引变电所增容。

增加馈线和其他设备的改建、扩建经常存在，因此，电气主接线的设计应当长远规划，精心设计，给将来的扩建留有余地。

特别是在城市轨道交通变电所设计中．还应注意场地条件安排与城市规划发展相结合．

 变电所的变压器与债线之间采用什么方式连接，以保证工作可靠、灵活是十分重要的问题、解决的措施是采用母线制。

应用不同的母线连接方式压器数量少的情况下也能向多个用户器获得电能。

母线又称汇流排，在原理上它是电路中的一个电气节点。

它起着集中变压器的电能和给各用户的馈电线分配电能的作用，所以，若母线发生故障，将使用户供电全部断。

故在主接线的设计中．选择什么样的母线制就显。

合闸时，如遇永久性故障，继电保护立即使其跳闸。

为此，如控制开关未复归或自动装置出口继电器触点被卡住，使合闸回路一直通电，将引起断路器再次，合闸继而又跳闸，如此反复即出现“跳跃”现象，导致断路器损坏。

为防止此种情况，应在控制回路中设电气防跳措施，或断路器本身设置机械防跳。

（5）采用液压和气压操动的机构，跳、合闸操作回路中应分别设有液压或气压闭锁，在低于规定标准压力情况下，闭锁操作回路。

断路器与隔离开关配合使用时，应有防误操作的闭锁措施。

（6）对跳、合闸回路及其电源的完好性，应能进行监视。

 控制、信号回路的接线方式有多种，按监视方式可分为灯光监视的回路和音响监视的回路，前者适用于一般有人值班的变电所，后者可用于无人值班的变电所和大型变电所。

1）．中央信号系统概述 

 牵引变电所主控制室中的中央信号装置，用于集中监视变电所中电气设备的运行状况，便于值班人员及时了解和处理故障及各种异常情况。

中央信号装置通常由事故信号装置和预告信号装置两部分组成。

事故一般指主电路系统发生短路故障，继电保护动作并导致有关断路器跳闸、在切除短路故障部分的同时，造成该部分主电路系统的停电，这是事故区别于一般故障的主要特征。

事故信号装置通常包括事故音响与事故闪光信号两部分。

预告信号则包括除上述事故以外的一、二次电气设备的故障与不正常运行状态，即所有非正常运行状态均应给出预告信号。

事故音响信号和全部预告信号都安装在公用的中央信号盘上。

2）、中央信号装置的功能与要求 

（1）事故信号装置功能。

所内所有断路器事故跳闸后，应能立即发出音响信号（如蜂鸣器音响），并应使该断路器的位置状态信号灯（绿色信号灯LD）发出闪光。

（2）预告信号装置功能。

当电气设备、装置发生故障或各种不正常的运行状态时，应能发出区别于上述事故音响的另一种音响信号（如警铃音响），并使相应具体设备监视异常状态的有关光字牌亮灯。

（3）事故信号、预告信号装置都应能进行装置功能状态良好与否的试验，以便经常检查。

（4）事故、预告信号音响都应能手动或自动复归。

表明故障或不正常运行状态性质的光字牌显示，则应保留至事故消除、恢复正常运行以后，方允许自动或手动复归。

3变流所

3.1变流所的认识

变流所是一种大型变流技术的设备，变流技术是一种电力变换的技术，相对于电力电子器件制造技术而言，是一种电力电子器件的应用技术，它的理论基础是电路理论。

变流技术主要包括：

用电力电子器件构成各种电力变换的电路，对电路进行控制，以及用这些技术构成更为复杂的电力电子装置和系统．通常所说的“变流”是指：

交流电变直流电，直流电变交流电，直流电变直流电和交流电变交流电。

直流供电系统：

直流供电系统由整流器、蓄电池、直流变换器和直流配电屏等部分组成，当市电中断时，蓄电池单独给通信设备供电。

由于蓄电池通常处于充足电状态，所以市电短期中断时，由蓄电池保证不间断供电。

若市电中断期过长，整流器应由油机发电机组供电。

直流供电系统特点：

1．整流器的交流电源由交流配电屏