毕业设计文件设计题目: 城市轨道交通供电系统概述与分析————专业：指导教师：摘要：近几年来，随着我国大城市交通压力的逐渐增大，城市轨道交通系统的发展步伐亦逐日加快。
本文主要介绍了城市轨道交通供电系统的构成以及详细介绍了各部分的功能及分类，总结了国内外各城市地铁供电系统的应用方式。
因本人专业偏向于弱电，所以本文在全面总结城市轨道供电系统的前提下，着重介绍了变电所内的二次设备，从设备的种类、分类、用途以及构造方面加以了解。
同时以沈阳地铁为案例介绍、分析了此轨道交通供电系统方案。
关键词：轨道交通供电系统二次设备Abstract：In recent years, with the city traffic pressure increase gradually, the development of urban rail transit system is accelerated pace of daily. This paper mainly introduces the power supply system of urban rail transit are introduced in detail the composition and function of each part and classification, summarizes the domestic and international every city metro power system application.Because I am in favour of professional, so this weak in comprehensive summary of urban rail power supply system, emphatically introduces the condition of equipment, within the substation equipment types, from classification, applications and structural aspects. In case of shenyang subway is introduced and analyzed the rail traffic system.Key words:Rail transit Power supply system Second equipment目录1城市轨道交通供电系统构成 (8)1.1地铁供电系统的组成 (8)1.2牵引电力制式 (10)2变电所的主要电气设备 (12)2.1变电所的分类 (12)2.2变压器的工作原理、分类及结构 (13)2.2.1变压器的工作原理 (13)2.2.2变压器的分类及结构 (13)2.2.3变压器型号与额定值意义 (14)2.4变电所内的开关设备 (15)2.4.1高压断路器 (15)2.4.2隔离开关 (15)2.4.3负荷开关 (16)2.4.4互感器 (16)2.5变电所内的保护设备 (17)2.5.1熔断器 (17)2.5.2变配电所的防雷措施 (17)2.6补偿设备 (18)2.7成套设备 (18)2.8电力保护系统 (18)3电气主接线 (20)3.1电气主接线基本要求 (20)3.2主接线的基本接线方式 (20)3.2.1单母线不分段 (20)3.2.2单母线分段 (21)3.2.3单母线带旁路接线 (22)3.2.4双母线接线 (22)3.2.5桥式接线 (22)3.3沈阳地铁采用的主接线方案 (23)4牵引网 (24)4.1牵引网与接触网 (24)4.2接触网的工作特点 (24)4.3对接触网的基本要求 (25)4.4接触网的分类及其特点 (25)4.4.1接触轨式馈电方式的特点 (25)4.4.2接触网馈电方式的特点 (26)5电力监控 (29)5.1电力监控系统概述 (29)5.2沈阳地铁电力监控系统 (29)结束语 (31)【参考文献】 (32)城市轨道交通供电系统概述及分析前言世界上地铁交通很早就作为公共交通在城市中出现。
随着科学技术和城市化的发展，大运量的地铁交通在现代大城市中越来越起着重要的作用。
经济发达国家城市的交通发展历史告诉我们，只有采用大客运量的地铁交通系统，才是从根本上改善城市公共交通状况的有效途径。
我国发展地铁交通的历史也并不短,40年前北京就开始了地铁建设。
想建地铁的城市也不少,但一直因造价太贵而却步。
至今一些百万人口以上的大城市,仍然用传统的公共汽车和无轨电车来维持客运的做法,已越来越不能满足城市居民高频率出行的需要。
因而目前很多大城市又在考虑和策划修建地铁交通项目，除北京外,上海﹑广州等城市也有地铁线路在运营,但远不能较为普遍地满足需要。
由于我国城市地铁交通的应用技术和基础理论都还处于开拓阶段,项目实施的大多数情况是要引进技术和设备,国产化率低,成为工程造价昂贵的主要原因。
因而提高我国城市地铁交通行业的技术力量,发挥自主建设能力,努力降低工程价,已是健康发展大运量地铁交通的关键。
电力牵引供电系统是城市轨道交通的重要组成部分,没有电力牵引供电系统的可靠安全供电,就不可能有城市轨道交通的正常运行。
为此,本文对电力牵引供电系统的特点作了深入的分析和研究。
1城市轨道交通供电系统构成通常国家供电系统总是把在同一区域（或大区）的许多发电厂通过高压输电线和变电所连接起来成为一个大的统一的供电系统，向该区域的负荷供电，这样由各级电压输电线将发电厂、变电所和电力用户联接起来的一个发电、输电、变电、配电和用户的统一体称为电力系统。
地铁用电取自城市电网，经过地铁供电系统实现输送和变换，应适当的电压等级共给地铁各类设备，例如电力机车、照明、通风、空调、排水、自动扶梯、自动检票机等用电设备。
1.1地铁供电系统的组成城市轨道交通系统的组成包括牵引供电系统和动力照明供电系统，如图1.1所示：图1.1 城市轨道交通规定系统组成城市轨道交通系统是一级电力负荷，安全、可靠是供电系统的主要目的。
在地铁供电系统中，牵引供电系统由于直接给列车提供动力，占据着举足轻重的地位。
该系统的好坏直接影响整个地铁供电系统质量的高低。
如果该系统出现问题，小则影响某个变电站、几个供电区间的输送电，大则引起整个牵引供电系统的崩溃，给地铁列车的正常运营造成影响，因此要保证安全可靠的供电需要采用两路独立电源供电和增设应急电源。
在城市轨道交通供电系统中，从发电厂经升压、高压输电网、区域变电站至主降压变电站部分通常被称为牵引供电系统的“外部（或一次）供电系统”。
从主降压变电所（当它不属于电力部门时）及其以后部分统称为“牵引供电系统”。
它应该包括：主变电所、直流牵引变电所、馈电线、接触网、走行轨及回流线等。
直流牵引变电所将三相高压交流电变成适合电动车辆应用的低压直流电。
馈电线是将牵引变电所的直流电送到接触网上。
接触网是沿列车走行轨架设的特殊供电线路，电动车辆通过其受流器与接触网的直接接触而获得电力。
走形轨道构成牵引供电回路的一部分。
回流线将轨道回流引向牵引变电所。
牵引供电系统组成包括以下几个方面，如图1.2所示：图1.2牵引供电系统组成城市轨道交通供电系统负荷可分为一级重要负荷和二级、三级负荷，其中一级重要负荷包括防灾报警、事故照明、通信信号、通风消防，对于一级重要负荷若中断供电将可能发生中毒、爆炸和火灾危险，因此须保证两路独立电源供电，并备有应急电源，而其他用电设备，例如电梯、一般照明、普通风机、排污泵等则属于二级、三级负荷。
在正常情况下，变电所同时向各个负荷供电，如若供电系统发生故障或者出现事故时，则断开二、三级负荷，优先向一级负荷供电，以最大限度地保证地铁安全。
如图1.3所示：图1.3 400V低压系统简图1.2牵引电力制式在城市轨道交通中电力机车必须能产生足够大的牵引力，具有较高的过载能力，并能充分利用牵引电机容量，容易实现调速以及先进的经济技术指标的特点，常采用直流电机和交流电机两大类，同时各有优缺点。
对于直流电机来说，启动和调速容易实现，但电机结构复杂、成本高，且接通电源瞬间启动电流太大，串联大功率电阻限流和降压使能量损耗大，北京一号线采用直流电机。
而交流电机性价比高于直流电机，寿命长，几乎免于维护，特别是调压调频逆变器系统使启动和调速更容易实现，较为普遍使用。
在城市轨道交通的牵引制式中，直流制比同电压交流制供电的电压损失小，且地铁适于电压较低的供电电压，因此城市交通通常采用低电压的直流供电制式，国际拟定标准有600 V、750V，我国国标为750V、1500V；北京、天津采用DC750 V牵引制式，电压波动范围为DC500V～DC900V，上海、广州、沈阳等采用DC1500V牵引制式，电压波动范围为DC1000V～DC1800V。
沈阳地铁牵引系统受电方式是牵引系统通过受电弓从DC1500V接触网受电，每列车配备两台DC110V电动气泵，升弓时间不大于8秒，降弓时间不大于7秒，沈阳地铁采用日本三菱交流异步电动机牵引，且采用1C4M供电方式，即由一台牵引逆变器向四台并联电机提供变频变压三相电源，从而驱动机车。
2变电所的主要电气设备变电所是用以实现切断或接通、改变或者调整电压的功能。
变电所内的电气设备按所属电路性质分为两大类：一次高压电路中所有的电气设备，即为一次设备；二次控制、信号和测量电路中的所有电气设备即为二次设备。
一次设备按其在一次电路中的功用又可分为变换设备、控制设备、保护设备、补偿设备和成套设备等类型。
（1）变换设备用以变换电能电压或电流的设备。
如电力变压器、整流器、电压互感器、电流互感器等。
（2）控制设备用以控制电路通断的设备。
如各种高低压开关设备。
（3）保护设备用以保护电路过电流或过电压的设备。
如高低压熔断器和避雷器等。
（4）补偿设备用以补偿电路的无功功率以提高系统功率因数的设备。
如高低压电容器、静止无功补偿设备等。
（5）成套设备按一定的线路方案将有关一次、二次设备组合而成的设备。
如高压开关柜，低压配电屏，高低压电容柜和成套变电站等。
2.1变电所的分类变电所是供配电系统的核心，在供电系统中占有特别重要的地位。
在城市轨道交通供电系统中，变电所可分为主变电所，牵引变电所，降压变电所交流牵引变电所又分为工频交流牵引变电所和低频交流牵引变电所，工频交流牵引变电所是将电网电压经变压器降为25～50KV交流电压供给电力机车，而低频交流牵引变电所经降压变频换为162/3Hz低频交流电压。
对于直流牵引变电所是将电网电压经降压整流为相应等级的直流电供给城市轨道交通系统中的电力机车，其中整流是区别于交流牵引变电所最关键设备。