城市轨道交通供电系统的应用与简述在地铁运营线路中的车站、隧道区间、车辆段、停车场设备设施的运行依赖于电力来驱动工作，如电动列车、照明、环境控制系统、给排水系统、防火系统、通信、信号、自动扶梯等设备。

因此，在地铁运营中的各类设备设施要求，供电系统提供可靠的不间断的动力电源。

供电系统的质量要求：安全、可靠、稳定。

地铁供电系统部门在地铁运营公司内部是一个重要部门，在地铁运营的过程中供电设备一旦发生故障或中断供电将会造成地铁客运的瘫痪，还会危及乘客的生命安全和财产的重大损失。

供电系统设备的正常运行是保障地铁正常运营的重要前提。

地铁的供电系统110或66KV的电源取自城市电网，通过城市的电网一次电力系统和地铁电网一次配电供电系统，实现传输以适当的电压等级供给地铁各类设备设施用电。

地铁供电系统主要技术标准：目前国内地铁一般采用主变电站集中供电方式二级电压供电系统，主变电站进户电压110或66kv，然后通过110或66kv主变压器降压至35kv为全线各牵降混合、降压变电站供电。

地铁供电系统各电压等级允许偏差值AC 110kv合格范围（－3％～＋7％），即106.7kv～117.7kv。

AC 66kv合格范围（±5％），即62.7~69.3KVAC35kv合格范围（±5％），即（33.25～36.75）kv 。

AC 400v合格范围（±7％），即372v～428v。

DC 1500v合格范围（－33％～＋20％），即1000v～1800v。

牵引整流变压器：高压侧额定电压AC35KV、低压侧AC1220V。

牵引整流器：交流侧额定电压AC1220V、直流侧DC1500V。

牵引接触网：电压波动范围为DC1000V～DC1800V。

降压动力变电压器：高压侧AC35KV、低压侧AC0.4KV。

供电系统设置远动（SCADA）系统：实现全现供电系统集中调度控制管理，并支持综合监控（ISCS）系统的集成。

设置杂散电流防护系统：包括杂散电流防堵阻措施、杂散电流收集系统、杂散电流监测系统。

接地系统：110KV不系统接地：35KV为小电阻接地系统：低压0.4/0.23KV采用TN－S制接地系统：1500V直流不接地系统：地面建筑物防雷按照相关国家规范要求进行。

供电系统构成与功能：系统构成：供电系统设备组成部分：110KV主变电站、35KV供电环网电缆网络、牵降混合变电站、降压变电站，牵引接触网系统、动力照明供配电供电系统、电力监控系统（SCADA）、杂散电流防护系统。

功能：主变电站：从城市电力网中引入110或66KV电源经主变压器降压至35KV，再经35KV馈出配电柜输出至全线各变电站。

35KV供电环网电缆网络：将主变电站的35KV电源，通过馈出配电柜的环网电缆网络，分配到各牵降混合变电站及降压变电站。

牵引变电站及降压变电站：牵降混合变电站将35KV经整流变压器降压，再经整流器整流供电客车使用的直流1500v用电电源：降压变电站将35KV经电力变压器降压至0.4/0.23kv，供车站、区间动力及照明设备用电电源。

低压配电系统：通过降压变电站的低压配电系统开关柜0.4/0.24kv分路抽屉开并供给车站、区间动力照明用电电源。

电力监控系统（SCADA）：在控制中心与站控层（各变电站中央信号屏）网络联结，通过电力调度终端服务设备（控制中心）、通道、执行端（供电单体设备），对整个供电系统主要电气设备进行遥控、遥信、遥测、遥调。

杂散电流腐蚀防护系统：减少因直流牵引供电引起的经回流轨泄漏的电流（杂散电流）及减少杂散电流的扩散，避免杂散电流对附近结构钢筋、金属管件的电腐蚀，并对杂散电流进行监测。

地铁供电一次系统示意图如图所示；F1、F2、地铁城市电网110或66KV进户电缆，B1、B2地铁主变压器，B3、B4地铁牵引整流变压器，B5、B6地铁降变压器，R1、R2整流器，地铁L1、L2、主变35KV一/二段母线，L3、L4、牵降混变或降压变35KV 一/二段母线，5L、L6降压变400V一/二段母线。

地铁供电不同与一般工业和民用，根据地铁的重要性一定为一类用电负荷单位。

地铁主变电站设置两路110或66KV进户电源，而且两路110或66KV进户电源来自该城市电网中不同变电站，且互相独立、互不干扰的电源。

对于这两路110或66KV电源称为双电源供电方式，当任何一路电源发生故障或中断供电时，另一路电源保障地铁全部负荷用电的需求，使地铁各变电所始终能不间断地获得三相交流电，满足地铁车站动力、照明设用电的需要，保障地铁电动列车能正常运营。

在地铁的供电系统中，按其用电的用途不同可分为两类，电客车辆牵引供电系统和低压设备供电系统。

地铁在采用集中式供电方式时，主变电站设置的主变压器容量，依该主变压器承担供电范围的负荷所确定。

牵引变电所设置的整流变压器及整流器容量，按地铁列车的远期编组及行车密度的负荷所确定。

降压变电所设置的动力变压器容量，根据车站动力照明装接容量所确定。

地铁牵引供电系统示意图如下图所示；图;牵引供电系统示意图1、整流器组2、馈出电缆3、接触网4、电动车辆5、钢轨。

6、回流线。

7、电分段。

其各部分的功能简述如下；整流器组；提供电动车辆牵引电源。

直流馈出电缆；从地铁牵引变电所向接触网输送1500V直流牵引电源。

接触网；哈地铁采用悬挂方式触接网，通过地铁的电动车辆上的受电弓受流后向电动车辆牵引设备提供电源。

回流线；用于地铁电动车辆运行时产生的牵引电流返回牵引变电所。

电分段；便于停电检修保养和减少线损，将接触轨分成多段拱电分区。

轨道电路；地铁电动车辆运行时，电动车辆利用轨道作为牵引电流回流的电路。

地铁电动车辆牵引供电系统采用的是国际电工委员会（IEC）标准。

牵引电压为直流1500V，其允许波动范围为1000～1800V，IEC 牵引电压标准参见下表。

地铁动力照明供电系统示意图；主变电所地铁主变电所地铁降压配电供电系统；由35KV降压变压器和400V开关配电柜组成，主要用于提供地铁车站各类设施设备的用电，如；风机、水泵、照明、信号、通信、电梯、空调、自动售检票系统、防灾报警设施等。

下面我们将各部分的功能简述如下；车站配电室；配电室的功能是起到电能分配的作用。

降压变电所通过配电室，将三相400V交流电和220V交流电分别供给各动力照明等用电设施，并对车站及其两侧区间动力和照明等设施配电。

配电线路；配电室与各用电设施之间连接的导线称之为配电线路。

在动力照明配电供电系统中，地铁的降压变电所一般按每个车站设置一个，有牵引变电所的车站可以将降压变电所设置在牵引变电所中，构成牵引、降压混合变电所，这样可以节约建造降压变电所的资金和占地面积，又可以节约大量的人力和物力，在管理上又便于科学管理。

地铁车站及区间照明电源是采用400V/220V系统供电。

正常时工作照明、事故照明均有交流电供电，当400V/220V交流电源失电期间，事故照明自动切换为蓄电池供电，确保事故时必要的紧急照明。

地铁变电站是地铁供电系统的最重要组成部分，他是接受电能和分配电能并改变电压的枢纽。

一般是在地铁沿线车站设置内或附近，有地上和地下二种设置。

地铁变电站在防火方面都有一定的要求，其防火措施主要从变电站土建的结构与选择的建筑材料以及变电所的电气设备本身等方面来考虑。

同时；装设自动消防报警装置、防火墙、防火门和有效的灭火系统等。

地铁变电站可根据电压等级的不同、用途的不同可分为三种基本类型；110KV主变电站、35KV牵降混合变电站、35KV降压变电站。

变电站是由各种不同用途的电气设备，按一定的电气主结线连接而构成的分别简述如下；变压器；变压器是一种改变电压的静止电器设备，担负着升高或降低电压，并进行电力的输送、分配的作用。

变压器是电力系统中最重要的电器设备之一。

地铁供电系统主变电站采用三相有载调压油浸式变压器，牵引变压器、降压动力变压器采用干式变压器。

110或66KV主变压器的接线组别是星形～三角形接法，一次线圈中心点接有避雷器和接地闸刀，避雷器是防止雷击而设，接地闸刀是为了开关分合闸时，防止110或66KV变压器操作过电压。

分裂移相式牵引变压器的接线组别是三角形～三角形～星形接法，降压变压器均采用三角形～星形接法。

断路器；高压断路器又叫高压开关，它具有切断负载电流和故障短路电流，是地铁供电系统中的关键设备之一。

它可以根据正常供电需要接通或断开输电线路及设备，对供电系统中的输电线路及设备起控制作用；同时，还可以在输电线路及设备发生故障或短路时，在继电保护装置的配合下，切断故障输电线路及设备防止事故的扩大，保证输电线路及设备非故障部分正常供电，对供电系统中输电线路及设备起保护作用。

当断路器分合输电线路电流时，触头之间就会产生电弧，输电线路中的电流越大，形成的电弧越强。

如不能及时将电弧熄灭，不仅无法切断电路，还可能烧毁断路器，甚至发生爆炸，造成事故。

因此，灭弧性能是断路器基本的性能，是评价断路器的重要指标。

根据灭弧介质不同，断路器可分为油断路器，高压空气断路器，真空断路器，六氟化硫（SF66）断路器等。

六氟化硫(SF6))）断路器是利用六氟化硫气体作绝缘和灭弧介质的断路器。

六氟化硫气体在常温下是无色、无臭、无毒、不燃烧、化学性能比较稳定，它具有较好的灭弧和绝缘性能，常被用在10KV以上的高压设备上。

真空断路器是利用不宜游离而且绝缘强度很高的真空空间作为灭弧介质的开关电器。

真空断路器主要有真空灭弧室（既真空管），支持框架和操作部分所组成，真空灭弧室是真空断路器的主要元件，密封着所有灭弧元件。

1500V直流开关（断路器）；1500V直流开关又称直流快速开关，直流快速开关的作用是控制接触网系统的运行状态，接触网故障时能迅速切断故障点，确保接触网非故障线路正常运行。

隔离开关；隔离开关是一种没有灭弧装置的高压电器，一般与断路器（开关）配合使用，它不能切断负荷电流和短路电流，可在无负荷电流时接通和断开电路，也可接通和断开2A以下的电气线路，及2A 以下的空载变压器。

断开时能起到隔离电压电源的作用，使检修电器部分与带电部分可靠隔离，检修的电器部分与电源部分有一个明显的断开点。

对检修、运行、操作提供方便和安全。

停电时应先断开断路器，后拉隔离开关；送电时应；先合隔离开关，后合断路器。

隔离闸刀有户内式和户外式两种，户内式有；单极和三极隔离闸刀，我们上海地铁供电系统采用的是户内式三极隔离闸刀。

母线；母线是一种汇总和分配电能的导电线。

在室外用软母线或电缆，室内用硬母线（铝排或铜排）。

母线一般用颜色标记，在三相交流系统；A相－黄色，B相－绿色，C相－红色；在直流系统中；正极－红色，负极－蓝色，零线及地线－黑色。

电压互感器；电压互感器又称压变，它的结构、原理、接线和工作特点都与电力变压器相同，主要区别在于电压互感器的容量很小，是电气测量，控制和保护回路用的变压器。