項目五城市軌道交通供電系統任務一了解城市軌道交通外部供電方式。任務二熟悉城市軌道交通供電系統組成。任務三熟悉牽引供電系統。任務四認識動力照明供電系統。任務五了解雜散電流。任務六認識電力監控系統。任務一了解城市軌道交通外部供電方式項目五城市軌道供電系統城市軌道交通是如何向城市電網取電的呢？供電系統是城市軌道交通的動力能源，負責為列車和車站負荷提供電源。供電要求：高度安全、可靠和經濟合理。城市軌道交通供電簡介：AC110KVAC110KV發電廠區域變電所主變電所降壓變電所牽引變電所車站列車發電廠區域變電所AC220KVAC220KVDC1500V或DC750VAC380V或AC220VAC35KV或AC10KV一城市軌道交通供電系統概述簡介一城市軌道交通供電系統概述簡介平面動畫-城市軌道交通供電系統介紹1、集中式供電：

專門設置主變電所為地鐵系統供電。一城市軌道交通供電系統概述供電方式分類城市軌道交通集中式供電2、分散式供電：

分散引入的城市中壓電源（區域變電所）直接為地鐵系統供電。3、混合式供電：

以主變電所為主，在線路適當引入城市中壓電源（區域變電所）為輔，為地鐵系統供電。一城市軌道交通供電系統概述供電方式分類城市軌道交通分散式供電供電方式優點缺點集中式供電供電可靠性高，受外界因素影響較小；主變電所采用110/35KV有載自動調壓變壓器，并有專用供電回路，供電質量好；地鐵供電可獨立進行調度和運營管理；檢修維護工作獨立進行，相對方便；提高地鐵供電的可靠性和靈活性；牽引電流負荷對城市電網的影響小。投資較大。分散式供電只涉及城市電網幾個220kv變電站的增容改造，工程量較小，易于實現；投資較小；便于城市電網進行統一規劃和管理。容易受外界10KV和110KV電網故障影響；10KV電網直接面向一般用戶供電，故障幾率相對較大，可靠性較低；與城市電網接口多，調度和運營管理環節增多，故障狀態下轉電不方便；牽引電流產生的高次諧波直接進入10KV電網，對其他用戶的影響較大；要求城市電網的變電所有足夠的備用容量，以滿足地鐵牽引供電的要求，這就涉及到較多110KV變電站的增容改造，工程量較大。二不同供電方式優缺點比較案例分享對于采用集中式供電方式的地鐵供電系統，地鐵所有設備用電都來自于主變電所，所以主變電所的運行的可靠性非常重要。地鐵除了對主變電所例行巡查與檢修外，還需要對主變電所與區域變電所之間的電纜定時巡查，主要查看電纜附近是否有施工、周圍結構是否破壞導致電纜泡水、或者自然環境變化導致電纜受影響等。路面的施工單位在施工前，也要查看地面是否有電纜管線，施工應避開埋設電纜的位置；如無法避免在電纜附近的位置施工，應提前和有關單位聯系，做好評估和防護。地鐵對外部供電纜網巡查任務二了解城市軌道交通供電系統組成項目五城市軌道供電系統有哪些供電系統為城市軌道交通用電負荷供電？

按照用電性質的不同，城市軌道交通供電系統可分為兩部分：牽引供電系統和動力照明供電系統。一城市軌道交通供電系統組成概述電壓等級說明AC110KV/AC63KV主變電所的電源電壓，其中，AC63kV電壓級為東北電網所特有AC35KV主變電所電源電壓或牽引供電系統電源電壓AC10KV牽引供電系統、動力照明供電系統和電力監控系統電壓電壓AC380V/AC220V動力照明等低壓負荷用電的電源電壓AC36V安全照明電源電壓DC1500V/DC750V接觸網（軌）電源電壓DC220V/DC110V變電所直流操作電源電壓和事故照明電壓一城市軌道交通供電系統組成概述設計要求至少設置兩路電源。每個進線電源的容量應滿足變電所全部1、2級負荷的要求。兩路電源要求來自不同的變電所或同一變電所的不同母線。每座變電所設置2臺主變壓器。兩路電源應分別運行，互為備用。（當一路發生故障時，另一路電源自動恢復供電）一城市軌道交通供電系統組成主變電所成都地鐵三號線主變電所1、牽引變電系統組成：

牽引變電所或混合變電所、牽引網系統。2、牽引變電所設計：

單獨建立或與降壓變電所建在一起。3、牽引變電所變電：

將中壓環網的AC35KV或AC10KV電源經變壓

變流單元轉換為750V或1500V的直流電源。4、系統功能：

為列車運行提供電能。一城市軌道交通供電系統組成牽引變電所某地鐵牽引變電所變電柜1、動力照明供電系統組成：降壓變電所、動力照明配電系統；系統功能：為除城市軌道交通電動車輛以外的所有動力照明負荷及通信、信號、AFC等設備提供電源。2、電力監控系統組成：由控制中心、通信通道和被控站系統等組成；系統功能：對全線變電所及沿線供電設備實行集中監視、控制和測量。3、雜散電流防護系統

盡量減少雜散電流，使雜散電流對車站內部及附近金屬結構的腐蝕在設計年限內不造成影響。一城市軌道交通供電系統組成其他城市軌道交通保證穩定供電有方法，用電負荷有分類？1、定義：負荷一旦供電中斷，就會導致中斷運營；2、設計要求：必須有兩路以上線路電源，兩路電源互為備用，部分重要負荷，除雙路供電外，還應有應急電源；3、一級負荷系統/設備：通信、信號、電力監控系統、火災自動報警系統、消防系統設備、消防電梯、事故風機、自動售檢票系統、排煙系統風機及電動閥門、防淹門、防護門、應急照明、誘導照明、應急疏散照明指示系統、全新風機、環境與設備監控系統設備、排雨泵、車站排水泵等。二供電系統用電負荷分類一級負荷1、定義：負荷一旦供電中斷，也會對軌道交通的運營造成很大影響；2、設計要求：兩路以上線路電源，兩路電源互為備用；3、二級負荷系統/設備：地面站廳站臺照明、附屬房間照明、普通風機、組合空調器、排污泵、電梯和自動扶梯、維修電源和商鋪電源等。二供電系統用電負荷分類二級負荷1、定義：負荷一旦停電，不會對運營造成大的影響；2、設計要求：平時可為單電源單回線路供電，當該電源故障時可中斷供電，當只有一路電源時應將其從電網中切除；3、三級負荷系統/設備：非消防用電扶梯、空調制冷及水系統設備、廣告照明、清潔設備、鍋爐設備、電熱設備等。二供電系統用電負荷分類三級負荷案例分享1、什么事倒閘？電氣設備分為運行、備用、檢修三種狀態。將電氣設備由一種狀態轉變為另一種狀態的過程叫倒閘，所進行的操作叫倒閘操作。倒閘操作即通過操作隔離開關、斷路器以及掛、拆接地線將電氣設備從一種狀態轉換為另一種狀態或使系統改變了運行方式的過程。地鐵倒閘操作某地鐵倒閘操作票案例分享2、倒閘操作要求操作中，操作監護人和操作人必須按操作票（如圖5-4某地鐵倒閘票）填寫的順序進行操作，嚴格執行“操作六要領”，即：核對設備位置及編號、唱票、復頌、模擬操作手勢、執行操作、復查。嚴格做到“五防”，即：放置帶負荷拉、合刀閘，放置帶地線合閘，放置誤入帶電間隔，防止誤拉、誤合斷路器，防止帶電掛接地線。切實做好“三不傷害”，即：不傷害自己、不傷害他人、不被他人傷害。3、倒閘操作程序詳見書稿XX頁地鐵倒閘操作某地鐵倒閘操作票任務三認識牽引供電系統項目五城市軌道供電系統列車是從哪里取電的？城市電網的交流電壓（一般為110kV、35kV或10kV）牽引變電所牽引網系統（600~3000V，國際電工委員會（IEC）推薦的直流供電電壓為DC750V和DC1500V）一牽引變電所定義一牽引變電所定義平面動畫-城市軌道交通牽引供電系統設置：位置、數量和容量：

根據遠期運行高峰小時的車流密度、車輛編組及車輛形式確定。一般每隔2~4km設1座。每個牽引變電所由兩路33kV電源供電。變電所采用單母線分段接線：每段母線均有一路進線電源，當一路電源故障時，可通過母聯自投方式保證供電。牽引變電所應對各電氣量進行測量。一牽引變電所設計

設置要求變電所設備的供電能力應滿足遠期運輸能力的要求。系統中任意牽引變電所故障退出服務時，靠其相鄰牽引變電所的過負荷能力，仍應能保證列車的正常運行，不影響運送能力。牽引網電壓波動范圍應符合《地鐵設計規范》（GB50157-2013）的要求，比如額定電壓為750V時，不應超過500~900V的范圍。主接線應力求簡單、可靠，網絡接線設計應充分考慮繼電保護配置的可實施性。變電所應設有大型設備的專用進出口及運輸通道，滿足使用要求。變電所的平面布置合理，應考慮人員操作、試驗、運營管理、檢修維護和設備運輸通道。變電所的房屋結構應滿足有關防火規程、規范的要求。變電所的設計應滿足防災，電磁兼容等使用要求。電源開閉鎖內線路用電與外部電源應有明顯的電氣斷開點。設計一牽引變電所列車是通過什么取電的？1、組成

牽引網由饋電線、接觸網、軌道和回流線組成。接觸網是牽引網中最主要的組成部分，車上的受電裝置通過與它可靠地直接滑動接觸，不斷取得電能，以保持電動車組的正常運行。2、牽引電壓

牽引電壓分為直流和交流兩種。直流饋電具有易于控制、車輛啟動和制動平穩、牽引接觸網簡單、投資省和電壓質量高等優點，但也存在電網諧波、電腐蝕和電磁干擾等難以解決的危害。目前世界上的城市軌道交通大多采用直流牽引供電，采用的電壓級一般為DC1500V和DC750V。牽引網對機車的供電方式主要有兩種，即第三軌供電方式和架空接觸網供電方式；二牽引網定義架空接觸網供電方式牽引電壓和饋電方式1、架空接觸網供電方式：

架設在走行軌道上部的接觸導線和承力索系統。電動車組從上部伸出的受電弓與接觸導線滑動取得電能。二牽引網2、第三軌供電方式：

沿走行軌道一側平行鋪設第三軌，電動車組從側面伸出受電器——接觸靴與其接觸而取得電能。第三軌供電方式牽引電壓和饋電方式二牽引網牽引電壓和饋電方式二牽引網第三軌供電方式1、第三軌采用的供電電壓為DC750V，架空接觸網采用的供電電壓為DC1500V。2、架空接觸網分為柔性接觸網和剛性接觸網兩種。電壓饋電方式優點缺點DC1500V架空接觸網節省沿線牽引變電所的數量安全性較好對城市景觀影響較大運營后的維護工作量也較大DC750V第三軌供電牽引變電所數量相對較多安全性一般美觀維護工作量小牽引電壓和饋電方式二牽引網兩種供電方式優缺點比較

3、供電方式選擇因素：

安全性、軌道交通的投資、維修工作量、雜散電流的影響及電磁干擾等。

通過比較兩種供電方式，大多數情況下，綜合結果顯示架空接觸網供電方式在安全性和經濟效益方面優于第三軌的供電方式。

世界上目前約70%的城市軌道交通采用架空接觸網供電，30%采用第三軌供電的情況是一致的。最終采用哪種供電方式，仍需依據各城市具體的情況綜合比較確定。牽引電壓和饋電方式二牽引網

回流方式特點備注走行軌回流方式簡單投資省國內外多采用走行回流的方式第四軌回流成本較高有效解決了雜散電流、電磁干擾等危害牽引網的回流方式二牽引網兩種回流方式比較三受流器受流器的形式從接觸導線（接觸網）或導電軌（第三軌）將電流引入動車的裝置稱為受流器。受流器按其受流方式可分為：桿形受流器軌道式受流器側面受流器弓形受流器受電弓受流器常用受流器的形式根據線路供電方式的不同，列車受流器通常有：桿形受流器軌道式受流器受電弓受器集電靴受電弓三受流器受電弓1、受電弓形式

直流1500V供電采用架空線接觸網式，車輛采用受電弓受流。受電弓是電力機車從接觸網接觸導線上受取電流的一種受流裝置。它通過絕緣子安裝在電力機車的車頂上，是一種鉸接式的機械結構。當受電弓升起時，其滑板與接觸網導線直接接觸，從接觸網到線上受取電流，并將其通過車頂母線傳送至機車內部，供機車使用。受電弓（3D）三受流器受電弓2、受電弓的結構受電弓從結構上可分為單臂型和雙臂型；從驅動上可分為氣動型和電動型。兩種受電弓均由滑板、上導桿、下導桿（雙臂弓用下框架）、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。三受流器受電弓3、受電弓主要部件的作用通過支持絕緣子和三個安裝座將受電弓安裝到車頂上。底架安裝在底架和下臂之間，它使得機車運行速度變化大時受電弓和接觸網壓力變化不大。阻尼器升弓裝置是受電弓的動力裝置，由氣囊式氣缸和導盤組成。升弓裝置為鋼管支撐受電弓質量，傳遞升弓力矩。其內有空氣管路，通過管接頭和軟管連接，作為自動降弓裝置空氣的通路。下臂絕緣子安裝在底部框架上，用于支撐底部框架，并將車體與受電弓隔離。絕緣子三受流器受電弓3、受電弓主要部件的作用分別接在上臂一端和底架上，用于調整最大升弓高度和滑板運行軌跡。下導桿為鋁合金框架，用于支撐弓頭質量，傳遞向上壓力，保證受電弓工作高度。上臂一端接在下臂，另一端接在弓頭支架的輻板下方，其作用是調整滑板在各運行高度均處于水平位置。上導桿弓頭安裝在受電弓框架的頂端，直接與接觸網接觸，匯集電流。弓頭滑板中有氣腔，內有壓縮空氣。當滑板出現磨損到限或斷裂時，自動降弓裝置發生作用，受電弓會迅速自動降下。滑板三受流器集電靴1、集電靴形式集電靴是安裝在車輛轉向架上，為列車從剛性供電進行動態取流，滿足列車電力需求的一套動態受流裝置。在車輛的轉向架上裝有集電靴，通過安裝在動車或拖車上的一個或多個集電靴從承載電能的剛性接觸軌（第三軌）獲取電流而實現受流。集電靴安裝在車輛轉向架兩側（或底部），由絕緣安裝底座（或外殼）、調節組件、受流擺臂組件和起復機構（隔離或復位裝置）、受流滑板部件、熔斷器組件等組成。三受流器集電靴2、集電靴的結構集電靴由絕緣底座、調整支架、調整絲槽、手動回退工具插入位置、氣動回退裝置、拉簧壓力系統、集電靴止檔、調整螺栓等部件構成。三受流器集電靴3、集電靴主要部件的作用1234通過調整螺栓可以整體調整集電靴高度，主要是調整臂軸的高度。調整支架集電靴止檔手動回退工具插入位置拉簧壓力系統集電靴止檔有升靴止檔和降靴止檔，集電靴止檔主要是調整集電靴升降靴的極限高度。通過在手動回退工具插入位置插入絕緣棒可以實現集電靴手動升降靴。用于保持集電靴升靴所需的力。三受流器集電靴3、集電靴主要部件的作用5236調整絲槽共有20個槽，每個絲槽距離為4mm，調整范圍為80mm，這主要是針對列車輪對磨耗設計的，因為輪對磨耗范圍一般是80mm，當列車輪對有磨耗時，可以通過調整集電靴在絲槽上的位置來調整集電靴臂軸的高度，保證臂軸高度為183±4mm。調整絲槽手動回退工具插入位置氣動回退裝置動回退裝置主要由集電靴氣缸和回退柄組成，氣動控制集電靴升降。三受流器案例分享深夜，當最后一班地鐵駛離站臺的時候，意味著一天的運營終于要結束了。此刻的城市恢復了清靜，但地鐵人并沒有閑下來。在漆黑的隧道，另一波地鐵人的忙碌才剛剛開始。一起來看看接觸網檢修工在忙些什么吧！接觸網檢修工的工作日常詳見書稿XX頁接觸網檢修工的工作日常車站用電設備是如何取電的？任務四認識動力照明供電系統項目五城市軌道供電系統

動力照明供電系統主要由降壓變電所和動力照明配電系統組成，為除城市軌道交通列車以外的其他所有用電負荷提供電能。主變電所交流電壓（一般為35kV）降壓變電所動力照明配電系統（AC380V/220V）平面動畫-低壓配電及照明系統設在車站的負荷中心處；每個降壓變電所由兩路35kV電源供電采用單母線分段接線內設兩臺動力變壓器一降壓變電所設置要求某地鐵降壓變電所-低壓室

正常運行時，降壓變電所的兩臺動力變壓器分別獨立運行，分別擔任其供電范圍的一、二、三級負荷，當一臺動力變壓器退出工作時，0.4kV母聯斷路器投入，自動切除三級負荷，由另一臺動力變壓器負擔全所供電范圍動力照明一、二級負荷的供電。降壓變電所設置高壓室、低壓室、控制室和檢修儲藏室。一降壓變電所降壓變電所運行

動力照明配電系統分為照明系統和低壓配電系統兩個子系統。照明配電室和環控電控室是低壓配電及照明系統的主要組成部分。二動力照明配電系統組成1、作用：

車站照明配電供電室為車站的照明設備供電，保證照明設備正常運作。2、設置：根據用電量大小設置，普通的中間站設有四個照明配電室，分別在站臺與站廳兩端各負責站臺或站廳一半的照明負荷，一個照明配電室根據負責照明區域的大小配有3-5個配電柜。二動力照明配電系統照明配電室平面動畫-照明配電室1、作用：

車站環控電控室主要為車站隧道通風系統、大系統、小系統、水系統的相關設備供電。2、設置：

一般一個車站有兩個環控電控室，安裝在站廳兩端的環控機房附近，各負責車站一半的環控設負荷。環控配電室二動力照明配電系統平面動畫-環控配電室案例分享為了不影響正常運營，低壓柜維保作業一般在非運營時間即夜里進行。確保人員和設備的安全是維保工作的核心。低壓供電設備維護的詳情請參考教材XX頁低壓供電設備維護城市軌道交通對環境最大的污染是什么？任務五了解雜散電流項目五城市軌道供電系統

牽引電流通過接觸網將電能輸送給電動車輛（組），然后經軌道（走行軌）流回牽引變電所，有少量的電流不沿回流軌回到牽引變電所的負極，而流向電位低、電阻率低的位置（如流入大地），形成雜散電流，或稱為迷流。一雜散電流的形成雜散電流形成平面動畫-雜散電流的形成與危害雜散電流有哪些危害？

若地下雜散電流流入電氣接地裝置，電氣接地裝置與地面形成較高的電位差，使某些設備無法正常工作。二雜散電流的危害影響電氣接地裝置

若鋼軌（走行軌）局部或整體對地的絕緣變差，則此鋼軌（走行軌）對大地的泄露電流增大，地下雜散電流增大，這時又可能引起牽引變電所的框架保護工作。而框架保護動作則會引起整個牽引變電所的斷路器跳閘，全所失電，同時還會聯跳相鄰牽引變電所對應的饋線斷路器，從而造成較大范圍的停電事故，中斷地鐵的運營。二雜散電流的危害嚴重時導致停電事故

對城市軌道隧道、道床或其他建筑物的結構鋼以及地下的金屬管線（如電纜、金屬管件等）造成電腐蝕。如果這種腐蝕長期存在，將會嚴重損壞地鐵附近的各種結構鋼（例如燃氣管道）和地下金屬管線，從而破壞結構鋼的強度，縮短其使用壽命。對地下結構造成腐蝕腐蝕的燃氣管道二雜散電流的危害如何降低雜散電流的危害？三雜散電流的防護措施原則：以防為主，以排為輔，防排結合，加強監測。控制和削弱產生雜散電流的根源，降低鋼軌和地面的電位差和加強對地絕緣。降低鋼軌和地面的電位差加強對地絕緣1、使用長鋼軌減小接觸電阻；2、鋼軌之間使用可靠的電氣連接降低縱向電阻；3、縮短兩變電所之間的距離；4、采用雙邊供電；1、供電系統采用不接地系統；2、加強鋼軌薄弱環節和埋地金屬管線的防水絕緣；3、提高金屬管線的阻值；三雜散電流的防護措施控制雜散電流1、簡介：

通過雜散電流的收集及排流系統，提供雜散電流返回至牽引變電所負母線的通路，防止雜散電流繼續向本系統外泄漏，以減小腐蝕。2、分類：

排流法又可分為直接排流法、極性排流法、強制排流法3種。3、排流法比較：

極性排流法應用最為廣泛有效。但是排流也會帶來一些副作用，例如這會使那些沒有接排流設備的結構物的腐蝕加劇、鋼軌電位升高等。三雜散電流的防護措施排流保護措施1、陰極保護

通過雜散電流的收集及排流系統，提供雜散電流返回至牽引變電所負母線的通路，防止雜散電流繼續向本系統外泄漏，以減小腐蝕。2、補償法：

易友祥等提出了對雜散電流進行自動跟蹤補償的設想，這是一種減少雜散電流的積極的防護方案。三雜散電流的防護措施其他雜散電流防護方法案例分享地鐵開通之后，鄰近的地下燃氣管、輸油管腐蝕加速，機場下面的油料管道受影響，廣州市區燃氣管搶修量十年增加十倍。廣州市安監局表示，這是他們遇到的“新情況”：地鐵運行不可避免產生的雜散電流，對金屬管道造成腐蝕。據不完全統計，全市光是燃氣管道，就有上百公里與地鐵并行，其中近85公里位于市區。雜散電流腐蝕是繼大氣腐蝕、土壤腐蝕和細菌腐蝕后又一種腐蝕類型。廣州市安監局相關工作人員解釋，牽引地鐵的電流，從車頂的接觸網向列車輸送，再通過鐵軌和導線返回變電站。在設計或規定的回路以外流動的電流，就是雜散電流。為什么會有雜散電流？由于運營環境、經濟及其他方面因素的限制，列車軌道不可能完全與大地絕緣，電流從沿線地下的隧道、管道等金屬和土壤回流到變電站，形成雜散電流。雜散電流會對地下金屬管線產生電腐蝕。廣州市安監局相關工作人員說：“雜散電流由管道流向土壤使管體遭受腐蝕。對于現有的陰極保護控制系統，雜散電流具有破壞性的作用，并可能帶來危險。1安培直流雜散電流在一根鋼管上流進流出，一年內將導致大約10公斤金屬的蝕失。”1安培直流雜散電流

一年蝕10公斤金屬如何實現電