城市轨道交通供电系统以及城轨供电接触网介绍ppt课件

l上课l作业l考试l座位的要求l听课的要求l关于迟到早退的问题l关于旷课的问题l字迹l单独完成l准时交l考查课l平时成绩（上课+作业+期中考试）40%+期末成绩60%城市轨道交通城市轨道交通的定义：的定义：通常以电能为动力，采取轮轨运转方式的通常以电能为动力，采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通之总称快速大运量公共交通之总称。城轨供电系统城轨供电系统的供电对象：的供电对象：1.为城市轨道交通电动列车提供牵引用电为城市轨道交通电动列车提供牵引用电；2.为城市轨道交通运营服务的其它设施提供电能。一、分类一、分类1、地铁、地铁 广州地铁广州地铁 第一节第一节 城市轨道交通概述城市轨道交通概述 一、分类一、分类2、轻轨、轻轨大连城市轻轨大连城市轻轨 第一节第一节 城市轨道交通概述城市轨道交通概述 一、分类一、分类3、独轨、独轨重庆独轨线路重庆独轨线路 二、特点二、特点1、安全、安全2、快捷、快捷3、准时、准时4、舒适5、无污染6、占地少，不破坏地面景观 7、投资大，技术复杂，建设周期长 一、城市轨道交通供电系统供电制式一、城市轨道交通供电系统供电制式1、城市轨道交通城市轨道交通供电系统组成供电系统组成：变电所、接触网变电所、接触网(接触轨接触轨)、回流网。、回流网。2、牵引网的、牵引网的供电制式供电制式主要指电流制、电压主要指电流制、电压等级和馈电方式。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两种电压制式。供电制式选择原则：供电制式选择原则：1）供电制式与客流量相适应）供电制式与客流量相适应 2）供电安全可靠性 3）便于安装和事故抢修 4）牵引网使用寿命长，维修工作量小5）注重环境和景观效果。l二、国外轨道交通供电系统的发展二、国外轨道交通供电系统的发展 l1、直流制式 直流电机l2、低频单相交流制 交流电机l3、工频单相交流制 交-直-交三、国内轨道交通供电系统的发展现状三、国内轨道交通供电系统的发展现状 我国自1969年建成北京第一条地铁。其中北京和天津地铁采用DC750V第三轨馈电。（北方地区）上海、广州、南京和深圳和大连采用DC1500V接触网馈电。（南方地区）两种供电制DC750V/DC1500V式分析比较：l1、设备施工安装l2、设备投资 l3、供电可靠性 l4、使用寿命 l5、维修费用 l6、土建费用 l7、其他方面(景观，安全，能耗）城市轨道交通的供电系统可分为：交流高中压（HMV）系统；牵引供电（TPS）系统；接触网(OCS)系统；电力监控(SCADA)系统；SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统 l 一、城轨交通电源系统城轨交通电源系统 城轨交通电源系统组成：城轨交通电源系统组成：瑶台主变电站河南主变电站三元里广州火车站越秀公园纪念堂公园前海珠广场赤岗客村鹭江中大晓港江南西市二宫磨碟沙车辆段新港东琶洲 三、电动车组的概述电动车组的概述1、定义：、定义：“Train Set With Power Car”带有动车带有动车的列车编组。的列车编组。lB 自走单元lC 随走单元特征与分类特征与分类2、分类3、特点4、我国动车组技术一、牵引供电系统一、牵引供电系统1 1、概述、概述2 2、组成：牵引变电所、接触网、馈电线、回流、组成：牵引变电所、接触网、馈电线、回流线、电分段、轨道。线、电分段、轨道。牵引变电所牵引变电所牵引变电所3一、牵引供电系统一、牵引供电系统3 3、运行方式、运行方式单边供电单边供电双边供电双边供电直流牵引供电系统电压值（V）标称值最高值最低值750900500150018001000二、二、动力照明系统动力照明系统三、电力监控系统三、电力监控系统 电力监控系统由控制中心、通信通道和被电力监控系统由控制中心、通信通道和被控站系统组成，对全线变电所及沿线供电控站系统组成，对全线变电所及沿线供电设备实行集中监视、控制和测量。设备实行集中监视、控制和测量。四、城轨交通供电系统对电源的基本要求城轨交通供电系统对电源的基本要求 1、两路电源要求来自不同的变电所或同一变电所的不同母线。2、每个进线电源的容量应满足变电所全部l、2级负荷的要求。3、两路电源应分列运行，互为备用，当l路电源发生故障时，由另l路电源回复供电。4、为便于运营管理和减少损耗，要求集中式供电的主变电所的站位和分散式供电的电源点，要尽量靠近城轨交通线路，减少引入城轨交通的电缆通道的长度。五、城轨交通供电系统的电压等级城轨交通供电系统的电压等级 六、城市轨道交通杂散电流城市轨道交通杂散电流1、杂散电流的形成流经牵引轨的牵引电流泄漏到隧道或道床等结构钢上的电流就是杂散电流，也称做迷流。2、杂散电流的影响和危害 杂散电流会对地铁中的电气设备、设施的正常运行造成不同程度的影响，以及对隧道、道床的结构钢和附近的金属管线造成危害。3、地下金属结构被杂散电流腐蚀的基本原理(1)腐蚀过程电池为A钢轨（阳极区）B道床、土壤C金属管线（阴极区）；电池为D金属管线（阳极区）E土壤、道床F钢轨（阴极区）。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀(2)腐蚀特点杂散电流腐蚀一般的特点有腐蚀激烈、集中于局部位置；当有防腐层时，又往往集中于防腐层的缺陷部位。项目自然腐蚀杂散电流腐蚀钢 铁外观孔蚀倾向较小，有黄色或黑色的质地较疏松的锈层，创面边缘不整齐，清除腐蚀产物后创面较粗糙。孔蚀倾向大，创面光滑，有时是金属光泽，边缘较整齐，腐蚀产物似碳黑色细粉状，有水分存在时，可明显观察到电解迹象。环境几乎在土壤中均可发生。一般土壤电阻率大于10000cm环境下，腐蚀较困难。铅外观腐蚀均匀，有空洞时亦表现浅皿状，腐蚀物为不透明的粉状物。空洞内面粗糙，创面呈壕状，长行分布不匀或沿电缆呈一直线分布，腐蚀物为透明的或白色的结晶物。环境水的PH值一般在6.88.5范围之外，氯化物浓度大。地下水为中性，普遍会有氯化物，碳酸盐，硫酸盐。4、杂散电流腐蚀的防护A、杂散电流腐蚀防护的原则 B、杂散电流的防护措施 C、杂散电流防护的措施 5、杂散电流的监测 地铁杂散电流监测系统原理框图 2、第四章第四章 柔性接触网由柔性线索构成接触悬挂部分，在我国上海、广州、香港地铁架空接触网城市轨道交通中广泛采用刚性接触网接触悬挂由刚性汇流排构成，接触网形式在我国广州地铁中采用第三轨沿线 路敷设和轨道平行的附加轨，作为牵引供电电能输送的导体。在我国北京地铁广州地铁中采用。l接触网是一种悬挂在轨道上方沿轨道敷设的、和铁路轨顶保持一定距离的输电网。l馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，它把经牵引变电所变换成合乎牵引制式用的电能馈送给接触网。l回流线是连接轨道和牵引变电所的导线，通过回流线把轨道中的回路电流导入牵引变电所。l l接触轨可以有三种方式，即上接触式、下接触式和侧接触式。l1、支柱和基础 倒立柱 l1弹性吊索 2定位器 l l承力索往往还是牵引电流的一个重要通道，称为载流承力索。l1、定位方式l正定位 反定位 l锚段关节按用途可分为非绝缘锚段关节和绝缘锚段关节两种。l锚段关节 l绝缘锚段关节技术要求：l（1）两根转换柱之间两支接触悬挂应在垂直面上保持平行，两支悬挂的线间距不小于150mm。l（2）转换柱处非工作支接触线应比工作支接触线抬高不小于150mm，非工作支接触线的分段绝缘棒应比工作支接触线高25mm以上。l（3）非工作支接触线和下锚支承力索在转换柱内侧加设绝缘棒，并用电连接将锚段最后一跨的线索与相邻锚段线索连接起来。电连接设在锚柱与转换柱间距转换柱510m的地方。l（4）下锚处接触线在水平面内改变方向时，其偏角不应大于6度，困难情况下不应大于12度。l（5）锚段关节不得有卡滞现象。l六、接触网补偿装置六、接触网补偿装置l接触网补偿装置，又称张力自动补偿器，它安装在锚段的两端，接触网补偿装置，又称张力自动补偿器，它安装在锚段的两端，并且串接在接触线承力索内，它的作用是补偿线索内的张力变化，并且串接在接触线承力索内，它的作用是补偿线索内的张力变化，使张力保持恒定。使张力保持恒定。l棘轮补偿装置棘轮补偿装置 l补偿装置安装曲线补偿装置安装曲线 l七、中心锚结七、中心锚结 l在接触悬挂悬挂的中部，将接触线和承力索在支柱上进行可靠固定，称为中心锚结。l 链形悬挂中心锚结 l七、中心锚结七、中心锚结 l 简单悬挂中心锚结 l八、线岔八、线岔l线岔的作用是保证电力机车受电弓，安全平滑地由一条接触线过渡至另一条接触线，达到转换线路的目的。l1-定位线夹 2限制管 3侧线接触线 4正线接触线 l九、电连接线九、电连接线l电连接的作用是，将接触悬挂各分段供电间的电路连接起来，保证电路的畅通，通过电连接可实现并联供电，减少电能损耗提高供电质量。l1、横向电连接 l横向电连接的主要作用是，实现并联供电。l2、纵向电连接l纵向电连接的作用是，使供电分段或机械分段处两侧接触悬挂实现电的连通，在检修和事故处理时，可通过隔离开关达到电分段的目的。l十、分段绝缘器十、分段绝缘器 分段绝缘器又称分区绝缘器分段绝缘器又称分区绝缘器，是接触网电气分段的常用设备。它安装在各车站装卸线、机车整备线、电力机车库线、专用线等处。在正常情况下，机车受电弓带电滑行通过。l国内第一条架空刚性悬挂于国内第一条架空刚性悬挂于2003年年6月月28日在日在广州建成（即广州地下铁道二号线，三元里广州建成（即广州地下铁道二号线，三元里琶洲，长约琶洲，长约18.4Km），采用了），采用了PAC110型型单单“”型汇流排结构。型汇流排结构。l一、刚性接触网的结构一、刚性接触网的结构l架空刚性悬挂主要由汇流排、接触导线、伸缩部件、中心锚结等组成。l接触悬挂通过支持与定位装置安装于隧道顶或隧道壁上。l型刚性悬挂安装图 l（1）汇流排）汇流排 l汇流排包括标准型汇流排、汇流排终端及刚柔过渡元件。l标准型汇流排是刚性接触悬挂的主要组成部分，其长度一般被制成10m或12m；l汇流排终端用于锚段关节、线岔及刚柔过渡处，其作用是保证关节、线岔和刚柔过渡的平滑、顺畅过渡。l（1）汇流排）汇流排 l刚柔过渡元件用于刚性悬挂与柔性悬挂过渡处，其作用是保证两种悬挂方式的平滑、顺畅过渡。l（1）汇流排）汇流排 l接触导线一般采用银铜导线，与柔性接触悬挂所采用的接触导线相同或相似，其截面积一般采用120mm2或150mm2。接触导线通过特殊的机械镶嵌于“”型汇流排上、或通过专用线夹固定于“T”汇流排上，与汇流排一起组成接触悬挂。l（2）伸缩元件l其功能是能在一定范围内自由伸缩，同时又能满足电气性能的要求，即既能保证电气上的良好接触和导电的需要，又能保证机械上的良好伸缩性。l（3）接头l由汇流排接头连接板和螺栓组成，用于连接两根汇流排。l（4）中心锚结l中心锚结线夹、绝缘线索、调节螺栓及固定底座组成。其作用是防止接触悬挂窜动。l2、支持和定位装置l（1）腕臂结构l由可调节式绝缘腕臂、汇流排线夹、腕臂底座、倒立柱或支柱等组成。l2、支持和定位装置l（2）门形结构l由悬吊螺栓、横担槽钢、绝缘子及汇流排线夹等组成。l二、架空刚性接触网的特点二、架空刚性接触网的特点l1、架空刚性接触网与柔性接触网的比较、架空刚性接触网与柔性接触网的比较l（1）刚性悬挂柔性悬挂都能满足最大离线时间、传输）刚性悬挂柔性悬挂都能满足最大离线时间、传输功率、电压电流、受电弓单弓受流电流以及最大行车功率、电压电流、受电弓单弓受流电流以及最大行车速度的要求。速度的要求。l（2）在受电弓运行的安全性以及对弓网故障的适应性）在受电弓运行的安全性以及对弓网故障的适应性方面：方面：la、刚性悬挂事故范围小。、刚性悬挂事故范围小。lb、刚性悬挂的锚段关节简单提高了运行中的安全性和、刚性悬挂的锚段关节简单提高了运行中的安全性和适应性。适应性。l（3）运营维护：无论是日常维护，还是事故抢修、导）运营维护：无论是日常维护，还是事故抢修、导线更换，刚性悬挂的工作量要少于柔性。线更换，刚性悬挂的工作量要少于柔性。l架空刚性悬挂与柔性悬挂的技术比较架空刚性悬挂与柔性悬挂的技术比较 l架空刚性悬挂与柔性悬挂的经济比较架空刚性悬挂与柔性悬挂的经济比较 l刚性悬挂分成若干锚段，每个锚段长度一般不超过250m，跨距一般为612m，且与行车速度有密切的关系。整个悬挂布置成正弦波的形状，一个锚段形成半个正弦波，各悬挂点与受电弓中心的距离（相当于柔性接触悬挂的拉出值或之字值）一般不大于200m。l德国在1978年建成了世界上第一段钢铝复合轨。l我国60年代初起源于北京。3、有效地节约运营成本；安装简便；使用寿命长。l接触轨、绝缘支架(或绝缘子)、防护罩，是接触轨系统中三大件。l(1)电压等级：目前国内接触轨系统标称电压为直流750V。国际上接触轨电压等级的发展趋向是IEC标准中的直流600V、750V。l(2)安装方式：接触轨系统根据授流位置的不同，可分为上接触式、下接触式及侧接触式接触轨三种形式。l(3)导电轨材料：接触轨可采用低碳钢材料或钢铝复合材料。l二、接触轨的分类接触轨的分类l接触轨按与受流靴的磨擦方式可分为上接触式、下接触式及侧接触式三种。侧接触式 下接触式 上接触式 l三、接触轨材质三、接触轨材质l接触轨按照轨材质可分为高导电率低碳钢导电轨和钢铝复合轨。l1.电导率高，运行成本低；l2.不锈钢接触面光滑，耐腐蚀，耐磨耗，可延长接触轨与受流器的寿命；l3.重量轻，便于施工安装。l钢铝复合轨已成为趋势。l四、接触轨式接触网的主要结构四、接触轨式接触网的主要结构l1接触轨l2端部弯头 l四、接触轨式接触网的主要结构四、接触轨式接触网的主要结构l3.接头 l（1）正常接头 l四、接触轨式接触网的主要结构四、接触轨式接触网的主要结构l（2）温度伸缩接头 l1接触轨 2鱼尾板 3连接螺栓l 4电连接 l4.防爬器防爬器 l防爬器即中心锚结。l 防爬器 防爬器绝缘子 l5.安装底座安装底座 l1卡爪 2托架 3支架本体 l6防护罩防护罩 l防护罩的作用在于尽可能地避免人员无意中触碰到带电的设备，一般采用玻璃纤维增强树脂（GRP）材质的防护罩，机械性能在工作支撑条件下可承受100kg垂直荷载，并应在高温下具有自熄、无毒、无烟和耐火的性能。l五、技术发展历程五、技术发展历程l1、北京地铁一线工程接触轨系统l2、北京地铁环线工程接触轨系统l3、北京地铁复八线系统l4、德黑兰地铁一、二号线的接触轨系统l5、北京地铁13号线系统l6、北京地铁八通线系统l7、武汉轨道交通一期工程的接触轨系统l9、天津地铁一号线(延伸)工程的接触轨系统l10、广州地铁四号线接触轨系统 l五、技术发展历程五、技术发展历程