城轨供变电技术 第二章解析.doc

第二章 城市轨道交通外部供电系统 【问题导入】 城市轨道交通需要从城市电网取得外部电源，城市轨道交通供电系统可以简单地分为外部电源与内部系统。城市轨道交通对外部电源有何要求？城轨的外部电源通过什么方式对城市轨道交通供电？城轨供电系统对城市电网有何影响呢？ 【教学目标】 1.了解城轨供电系统的外部电源系统的组成。 2.了解城轨供电系统对外部电源的要求。 3.掌握外部电源对城轨供电系统供电的几种方式的特点 4.了解主变电所的作用、主要设备，了解主变电所的输电方式。 5.了解中压网路的电压等级和构成形式。 第一节 外部电源 城市轨道交通供电系统的外部电源供电系统就是为城轨供电系统的主变电所或电源开闭所提供电能的外部城市电网电源供电系统。图2-1为城市轨道交通外部电源和牵引供电系统的连接图。 一.城市轨道交通对外部电源的要求 1.两路独立的进线电源 城市轨道交通作为城市电网的重要电力用户，属于一级用电负荷。城市轨道交通供电系统的主变电所（或电源开闭所）要求有两路独立的进线电源，这两路电源可以来自城市电网的不同变电所，也可来自城市电网的同一变电所的不同母线。主变电所进线电源应至少有一路为专线电源。 2.每路进线电源的容量应满足所内全部一、二级负荷的要求。 3.两路电源应分列运行，互为备用，当一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到损坏，由另一路电源保证对城轨供电系统供电。 4.为了便于运营管理和减少损耗，外部电源点应尽可能地靠近城市轨道交通线路。 二.外部电源系统的组成 外部电源系统由发电厂、电力网组成，而电力网由各种电压等级的输、配电线路和变（配）电站（所）从发电厂（站）经升压、高压输电网、区域变电站（所）国内各城市对地铁及城市轨道交通的供电一般有三种方式，即集中式供电方式、分散式电方式、分散与集中相结合的混合式供电方式。 1.集中式供电方式 集中供电方式是指一条轨道交通线路配置少量的受电点（主变电所），通过受电点（主变电所）集中从城市电网受进电力，经主变电所降压后再向轨道交通内部电网的牵引变电所和降压变电所供电。图2-3为采用集中供电方式的外部供电示意图。 集中式供电方式的特点是： （1）城市轨道交通供电系统与城市电网的接口少； （2）主变电所、牵引变电所、降压变电所均有两个独立的引入电源； （3）城轨供电系统相对独立，自成系统，便于运营管理。 上海、广州、南京、香港及近几年分散供电方式是指沿地铁线路的城市电网（通常是10KV电压等级）分别向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。图2-4为分散式供电方式示意图。 分散式供电方式的特点是： （1）需要从城市电网分散引入多路中压电源，一般为10KV；。 （2）平均4～5个车站需引入两路电源，与城网接口多。 （3）要求城网有足够的电源引入点和备用容量。 （4）两开闭所之间的供电分区通过双环网进行联络。 （5）城轨供电系统与城网关系紧密，独立性差，运营管理相对复杂。 长春轻轨、大连快轨、北京地铁4、5、9号线等为分散供电方案。 采用分散式供电方式可以取消地铁主变电所，从而节省主变电所的投资，但采用的前提条件是城市电网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量，并能满足地铁牵引供电的可靠性要求。目前国内的北京地铁4、5、9号线、长春轻轨、大连快轨采用的就是这种供电方式。图2-4为分散式供电示意图。 3.混合式供电方式 混合式供电方式是将分散式与集中式相结合的供电方式，多指以集中式供电为主以分散式为辅的供电方式，如图2-5所示。混合式供电方式可根据城市电网现状、规划以及城市轨道交通自身的需要，吸收集中式供电方式和分散式供电方式的优点，系统方案灵活，节约投资使供电系统完善和可靠。 采用集中式供电方式时，在主变电所设置一定的情况下，若线路末端中压网络压降不能满足要求，则可从城市电网引入中压电源作为补充，这就构成了以集中式供电方式为主的混合式供电方式。如武汉轨道交通一期就采用了以集中式供电为主的混合式供电方式。 采用分散式供电方式时，如果沿线有城市轨道交通主变电所可以资源共享，那么也可以从该主变电所引入中压电源，作为城市电网中压电源点的补充，这就构成了以分散式供电方式为主的混合式供电方式。北京地铁10号线就采用了以分散式为主的混合式供电方式。 对于某一城市究竟应采用哪种供电方式，需要根据地铁和城轨交通用电负荷并结合该城市电网的具体情况进行分析。若该城市的电力资源缺乏，变电站较少，采用分散供电方式时由于需要新建多个地区变电站而使投资增大，在此情况下采用集中供电方式就比较合适。该供电方式具有管理方便、供电可靠性相对较高等优点。若城市的电力资源较丰富，沿地铁和城轨交通线路的地区变电站较多且容量也足够给地铁和城轨交通供电，则采用分散供电方式可节约建设资金。当城市电网的情况介于上述两种