1、轨道交通供电系统,中铁二院科研院 杨 捷,2016.12.5,轨道交通供电系统,一、概述 电力系统是发电、输电、变电、配电到用电的一个有机整体，轨道交通供电系统是电力系统中具有特殊负荷特性的一个子系统。 轨道交通供电系统包括：牵引供电系统和电力供电系统。 牵引供电系统为电力机车提供电能，是列车运行的动力保障；而电力供电系统为调度指挥、通信信号、旅客服务等业务提供可靠的电力保障。,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统 1、牵引供电系统组成及作用：主要由外部电源（区域变电所或发电厂、高压输电线）、牵引变电所、牵引网（馈电线、接触网或接触轨、钢轨、回流线）、电力监控及其他附属子系统等组成。,电气化铁路
2、牵引供电系统示意图 1区域变电所或发电厂；2高压输电线；3牵引变电所；4馈电线；5接触网；6钢轨；7回流线；8分区所；9电力机车；10开闭所,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统 牵引变电所主要作用为电能变换和控制，完成外部电源（三相电力系统）和牵引网之间的衔接；牵引网是沿轨道交通线路架设、向列车供电的特殊形式的输电线路，通过它与列车受电装置的移动接触将来自牵引变电所的电能提供给列车。 城市轨道交通通常在外部电源和牵引变电所之间还设置有主变电所，进行初步电压变换并通过中压供电网络为沿线各牵引变电所集中供电。,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统,2、牵引供电制式：我国电气化铁路均采用单相工频（50
3、Hz）25kV交流牵引供电制式，而城市轨道交通（地铁、轻轨等）采用了DC1500V（或DC750V）直流牵引供电制式。,3、牵引变电所： 电气化铁路牵引变电所将电力系统引入的110kV（或220kV）三相交流电变换成27.5kV的单相交流电，通过馈电线送至电路沿线的接触网为列车供电。 城市轨道交通牵引变电所将电力系统（或主变电所）引入的35kV（或10kV）三相交流电变换成DC1500V（或DC750V）的单相交流电，通过馈电线送至电路沿线的接触网（或接触轨）为列车供电。,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统,牵引变电所主接线示意图（城轨交通）,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统,牵引变电所实景
4、（城市轨道交通）,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统,牵引变电所实景（电气化铁路）,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统,4、牵引网：由馈线、接触网（或接触轨）、回流网等组成。 我国电气化铁路接触网主要采用柔性接触网，悬挂形式采用全补偿简单链型悬挂。,接触网（电气化铁路）,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统,我国城市轨道交通主要采用刚性接触网和接触轨形式，地上及高架区段也可采用柔性接触网 。,接触网（城轨）,接触轨（城轨）,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统,5、电力监控系统：由主站系统、变电所综合自动化系统和通信网络等组成，对供电设备进行实时监控、数据采集和监视等。,轨道交通供电系统,二、牵引
5、供电系统,1）主站系统：由服务器、工作站、模拟盘（或大屏幕）、通信处理器、视频监控终端、打印机、UPS电源等组成。,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统,2）变电所综合自动化系统：由组成当地监控机、通信管理机、保护测控单元、网络、打印机、视频单元等组成。,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统,6、其他 1）综合接地系统：各接地网通过接地扁钢、电缆金属铠装、接触网架空地线的连接，使全线形成一个统一的、高低压兼容、强弱电合一的综合接地系统。,轨道交通供电系统,二、牵引供电系统,6、其他 2）杂散电流防护与监测系统：城市轨道交通采用直流供电制式，为防止杂散电流对城轨及周边结构钢筋和管线的腐蚀，需设置杂散
6、电流防护与监测系统。,轨道交通供电系统,三、电力供电系统 1、电力供电系统组成及作用： 一般由外部电源及线路、总降压变电所或配电所、配电线路（电力贯通线）、终端降压变电所、低压配电子系统等构成。为调度指挥、通信信号、旅客服务等业务提供可靠的电力保障。 城轨中牵引供电系统和电力供电系统通常共用中压供电网络，电力供电系统不再单独设置总降压变电所。,电力供电各子系统及相互关系示意图,轨道交通供电系统,三、电力供电系统 其变配电所两路相互独立的进线电源由公共电网提供，进线电压等级有10kV,35kV,110kV,220kV等。,津京城际客专电力供电系统示意图,轨道交通供电系统,三、电力供电系统 电力负荷分为车站负荷和区间负荷两大类： 车站负荷主要为通信、信号、防灾报警、自动检售票、客服、电力监控、消防系统、各类水泵、各类通风机、空调、自动扶梯、电梯、电热设备和各类生产生活照明及站区照明负荷； 区间负荷主要为通信、信号中继站、光纤直放站、牵引变电所所操作电源、隧道照明及监控设备等。 按重要程度分为三个负荷等级，最重要的一级负荷包括：通信、信号、防灾报警、自动检售票、客服、电力监控、消防系统、应急照明、站台照明、地下出站厅照明、主控制室照明等。,轨道交通供电系统,三、电力供电系统,终端降压变电所及低压配电系统示意图,
