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本周小编学习摘录网络文章《城市轨道交通供电系统中压网络》,来自《中国交通运输协会城市轨道交通专业委员会首届中青年专家论文集》。掌握如下的基本概念,有助于提高地铁PSCADA专业基础学习水平。
供电系统功能
城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。一是电动客车运行所需要的牵引负荷,二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电,诸如:通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。在上述用电群体中,有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷、固定负荷、运动负荷等。每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准,而且这种要求和标准又相差甚远。城市轨道交通供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求,以使其发挥各自的功能与作用。
供电系统构成
根据功能的不同,对于集中式供电,城市轨道交通供电系统可分成以下几部分:外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。对于分散式供电,城市轨道交通供电系统则可分成以下几部分:外部电源、(电源开闭所)、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。牵引供电系统,又可分成牵引变电所与牵引网系统。动力照明配电系统,又可分成降压变电所与动力照明。在城市轨道交通沿线,根据用电容量和线路长短,建设专用的主变电所,这种由主变电所构成的供电方案,称为集中式供电。主变电所进线电压一般为110kV,经降压后变成35kV或10kV,供牵引变电所与降压变电所。主变电所应有两路独立的进线电源。集中式供电,有利于城市轨道交通供电形成独立体系,便于管理和运营。
中压网络概念
通过中压电缆,纵向把上级主变电所和下级牵引变电所、降压变电所连接起来,横向把全线的各个牵引变电所、降压变电所连接起来,便形成了中压网络。根据网络功能的不同,把为牵引变电所供电的中压网络,称为牵引网络;同样,把为降压变电所供电的中压网络称为动力照明网络。国内既有城市轨道交通的中压网络电压等级采用了35 kV(若采用国外设备则是33kV)或10 kV。上海地铁、广州地铁,采用了国外的33kV设备,而我国电压等级是35kV,并非33kV。
(1) 35kV中压网络,国家标准电压级。输电容量较大、距离较长;设备来源国内;设备体积较大,占用变电所面积较大,不利于减小车站体量;设备价格适中。(2) 33kV中压网络,国际标准电压级。输电容量较大、距离较长,基本与35kV一致;设备来源国外,不利于国产化;国外开关设备体积较小、价格较高。(3) 20kV中压网络,国际标准电压级。输电容量及距离适中,比10kV系统大。设备完全实现国产化;引进MG、ALSTHOM等技术的开关设备,体积较小,占用变电所面积远小于国产35kV设备,有利减小车站体量,节省土建投资;价格适中。(4) 10kV中压网络,国家标准电压级。输电容量较小、距离较短;设备来源国内;设备体积适中;设备价格较低。
35(33)kV牵引动力照明网络
当中压网络采用一个电压级时,35(33)kV牵引动力照明混合网络的基本接线方式,如下图所示。在有牵引变电所的车站,牵引变电所与降压变电所合建成牵引降压混合变电所,对大型地下车站,除牵引降压混合变电所或降压变电所外,还会设置跟随式降压变电所。
全线的牵引降压混合变电所及降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两路35(33)kV电源;中压网络采用双线双环网接线方式,牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的环网进线开关均采用断路器;两个主变电所之间的供电分区间通过环网电缆联络,其他供电分区间可以不设联络电缆。牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的主接线,均采用分段单母线形式。该接线方式运行灵活。35(33)kV牵引动力照明混合网络,因其输电容量大、距离长,因而更适合于地下线路。