自地铁轻轨通用技术标准 陈.docx

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自地铁轻轨通用技术标准陈

地铁轻轨通用技术标准

供电系统部分

第一节一般要求

一、标准、规范

１.《地下铁道设计规范》（GB　５０157-９2）

2.《35kV～110kＶ变电所设计规范》（ＧB500５９-92）

３.《3ｋV~1１0kV高压配电装置设计规范》（GB5０0６0-9２）

4.《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》（GB／Ｔ311.7-８8）

5.《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GＢ50０62-92）

６.《电力装置的电测量仪表装置设计规范》（ＧＢＪ63-9０）

7.《供配电系统设计规范》（ＧB　5０05２-95）

8.《10ｋV及以下变电所设计规范》（GB5０053－94）

9.《低压配电设计规范》（ＧB50054-95）

１0.《并联电容器装置设计规范》（GＢ　５02２7-95）

11.《工业企业照明设计标准》（GB　50034-92）

12.《建筑防雷设计规范》（GB５0057－94）

13.《工业与民用电力装置的接地设计规范》（ＧBJ　65-83）

１4．《通用用电设备配电设计规范》（ＧB5０0５5－９３）

15.《地铁直流牵引供电系统》（GB1０411-８9）

１6.《电气用图形符号》（ＧＢ４7２8）

17.《民用建筑电气设计规范》（JGJ／Ｔ　16-92）

1８.《民用建筑照明设计标准》（GBJ133－90）

19.《电能质量公用电网谐波》（ＧB/Ｔ1454９-93）

2０．《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》（CＪJ49-92）

21.《电力设备接地设计技术规范》（SDJ8-7９）

２2．《电力工程电缆设计规范》（GＢ５0２17-９4）

23.《电力变压器》（IEC　76）

24.《干式电力变压器》（IEC７26）

２5.《半导体变流器》（IEC14６）

26.《高压电缆选择导则》（IＥC1059）

2７．《高压交流断路器》（IEC　５6）

2８.《电力牵引设备规范》（ＩEC　77）

29.《额定电压1kV以上52kV以下的交流金属封闭开关设备和控制设备》（ＩEC　2９８）

30．《额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》（IEＣ　517（1９９0））

31.《地区电网数据与监控系统通用技术条件》（GB/T１3730-92）

32.《远动终端通用技术条件》（GB/Ｔ　13７２９-９２）

３3.《计算机场地技术条件》（GB2887-82）

3４．《地区电网电调自动化设计技术规范》（DＬ　500２-91）

35．《远动设备及系统——工作条件》（IＥＣ８７0-2-1）

36.《远动设备及系统——性能要求》（IEＣ870-４）

37.《铁路电力牵引供电设计规范》（TB　10００９-9８）

38．《铁路电力设计规范》（TＢ１0０08－99）

39．《铝及铝合金挤压型材尺寸偏差》（GＢ／T14８46-93）

40.《工业用铝及铝合金热挤压型材》（ＧB　6８９２-8６）

４1.《铝及铝合金加工产品的化学成分》（ＧB3190-82）

４2.《高压开关设备通用技术条件》（GB　１1022）

４3.《3～3５kV交流金属封闭开关设备》（ＧB　３90６）

４4.《工厂制造的低压开关设备和控制设备成套装置》（ＩEＣ439）

45.《低压开关设备和控制设备》（IEC947）

46.《额定电压35kV及以下铜芯、铝芯塑料绝缘电力电缆》（GB１2706）

47.《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T　６２0-97）

48.《交流电气装置的接地》（DL/Ｔ　–６21-９7）

49.《城市快速轨道交通工程项目建设标准》（试行本）

二、设计范围

地下铁道供电系统的设计内容包括：

供电系统、主变电所、牵引供电、牵引变电所、电力监控系统、牵引网、杂散电流防护及接地系统、降压变电所、供电系统运营维护机构、设备选型及与其它相关专业的接口设计。

1.供电系统的设计

（1）系统接线及运行方式；

（2）功率平衡；

（3）无功补偿和电压调整；

（4）系统继电保护及安全自动装置配置原则；

（5）系统谐波分析；

（6）系统防雷、过电压、接地。

2.主变电所的设计

（1）地铁主变电所主接线、二次线;

（2）向地铁主变电所供电的220ｋV电网地区枢纽变电所110kV馈线间隔的主接线、二次线;

（3）向地铁主变电所供电的110ｋＶ电力电缆线路;

（4）主变电所继电保护配置及整定；

（5）房屋和设备平面布置；

（6）主变电所防雷、接地;

（7）设备选型、安装，电缆敷设;

3.牵引供电的设计

（1）牵引计算;

（2）牵引变电所布点及牵引变压器容量；

（3）牵引网最低电压水平。

4.牵引变电所、降压变电所、牵引降压混合变电所的设计

（1）主接线；

（2）所内继电保护配置及整定;

（3）房屋和设备平面布置；

（4）设备选型、安装,电缆敷设；

（5）二次线。

5.电力监控系统的设计

（1）控制中心调度系统;

（2）变电所综合自动化;

（3）控制中心、变电所综合自动化网络构成。

6.牵引网的设计

（1）地下区段、高架区段和地面区段牵引网（含车辆段牵引网）平面布置；

（2）零件、安装；

（3）结构等。

7.杂散电流防护及接地系统的设计

（1）杂散电流防护措施；

（2）杂散电流监测系统；

（3）接地系统。

8.供电检修车间的设计

（1）供电检修车间设备配置;

（2）生产办公房屋平面布置。

9.与其它相关专业的接口设计

（1）与通信、信号、动力照明、桥梁、隧道、轨道、给排水、环控、房建等专业接口;

（2）与车辆段及综合维修基地的相关专业接口;

（3）与电力系统的接口。

三、主要设备选型要求

1.应选用成熟、可靠、技术先进的产品。

2.在满足技术要求和功能要求的前提下，应选用国产设备。

3.应选用符合消防要求且适合本地区气候的产品，设置在地下房屋内的电气设备还应尽可能选用成熟可靠、结构紧凑、体积小的产品。

4.主变压器选用强迫风冷油浸有载自动调压变压器。

5.35kＶ及以下设备宜无油化。

6.整流机组应采用三相桥式十二相全波脉动整流,两整流机组构成等效二十四脉波整流;整流变压器应选用环氧树脂浇注干式整流变压器。

7.动力变压器选用环氧树脂浇注干式自然风冷变压器,并预流强迫风冷的条件,防护等级为IP2０。

8.110kV开关宜选择SＦ6绝缘全封闭组合电器（ＧIS），在条件允许的情况下，可选择敞开式SF6断路器。

9.３5kV开关柜应选择SF6气体绝缘或空气绝缘金属封闭式手车开关柜，断路器采用真空或SF6断路器。

10.１５00Ｖ（或750V）直流开关柜应选择金属封闭式开关柜，开关为手车式高速直流断路器。

11.地面、高架桥区段、车辆段牵引网应采用柔性悬挂;地下区段牵引网采用刚性悬挂。

12.牵引网设备及零部件应具有耐腐蚀性好、寿命长、少维修的特点。

关键零件应采用强度高、性能好的模锻有色金属零件。

M1４及以下螺栓采用高强度不锈钢件。

13.接触网单支柱采用钢柱或等径圆混凝土柱,软横跨支柱采用工字型钢柱或桁架钢柱。

基础采用混凝土整体基础。

14.0．4ｋV开关柜选择抽出式开关柜或固定式开关柜。

15.电缆选择原则:

（1）1１０kＶ电缆、车辆段内电缆、地面直埋电缆应采用防水铠装电缆。

（2）高架桥区段电缆应选择铠装电缆。

（3）车站及隧道内电线电缆应选择低烟、低卤、阻燃铠装电缆。

在火灾时仍需供电的电缆还应具有耐火特性。

（4）变电所控制信号电缆应选择屏蔽电缆。

16.全线主要继电保护及安全自动装置应选用微机型和集成电路型的设备。

17.计算机硬件应采用进口工业控制机,操作系统采用进口操作平台，应用软件国内编制。

18.电力监控设备应选用当前流行的成熟监控产品。

19.牵引变电所和牵引网关键设备、部件且国内无相应成熟产品的可选用进口产品。

四、供电系统负荷分类

1.一级负荷

通信系统、信号系统、牵引供电系统、电力监控系统、防灾报警系统、机电设备监控系统、屏蔽门、所用电、防淹门、消防泵、废水泵、雨水泵、事故风机及其风阀、排烟风机及其风阀、集散厅和站台照明、事故照明等。

供电要求:

从降压变电所两段负荷母线分别馈出一路专用供电线路向通信系统、信号系统、防灾报警系统、机电设备监控系统、屏蔽门、所用电、消防泵、事故风机及其风阀、排烟风机及其风阀、环控电控室、照明配电室等供电。

防淹门、废水泵、雨水泵等可从两路自动切换的公用线路供电。

2、二级负荷

非事故风机及其风阀、排污泵、自动扶梯、设备区照明和管理区照明、自动售检票、楼梯升降机、民用通信电源、冷冻机组控制器电源、维修电源等。

供电要求:

从降压变电所、环控电控室、照明配电室馈出单回供电线路至末端配电箱。

3、三级负荷

冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、广告照明、电开水器、清扫电源。

供电要求：

从降压变电所两段母线中的一段母线、环控电控室或照明配电室的三级负荷母线馈出单回供电线路至末端配电箱。

当该路电源故障或供电系统为非正常运行方式时，允许将其切除。

第二节供电系统

一、地下铁道供电系统应满足经济、可靠、接线简单、运行方式灵活的要求。

二、地下铁道的供电应根据路网规划和城市供电网络进行设计,可采用集中式供电或分散式供电。

三、供电系统设计应根据建设要求，会同电力部门协商确定下列内容：

1.外部供电方案；

2.系统一次接线方案;

3.近、远期用电量及需要电源容量;

4.电力系统近、远期有关的规划及系统参数;

5.地区变电所出线保护与地下铁道供电系统进线保护的配合。

四、供电系统应按列车运行的远期通过能力设计,并考虑互相备用线路在一路事故状态下用电的需要。

五、地下铁道每座主变电所应由地区枢纽变电站提供两回专用线路供电或一回专用线路、一回备用线路供电，并保证供电可靠性和供电质量。

不考虑一个主变电所解列,同时环网电缆故障的情况（即：

三重故障情况）。

六、系统接线

1.系统接线方式应尽量使得继电保护容易配置。

2.主变电所110kV侧可采用线路变压器组接线方式或内桥接线方式，35（或2０或10）kV侧采用单母线分段接线。

3.牵引降压混合变电所或降压变电所35（或２0或10）ｋＶ侧采用单母线分段接线方式,母联设置断路器。

一般情况下,每段母线上按一路进线，一路出线设计。

4.降压变电所0．4kV侧采用单母线分段接线，母联设置断路器。

5.牵引降压混合变电所和牵引变电所直流侧母线采用单母线接线。

七、系统运行方式

1.正常运行方式

主变电所负责各自供电范围的全部负荷。

主变电所间设置两回联络母线。

2.事故运行方式

（1）当一座主变电所退出运行时（不考虑３５（或20或10）ｋＶ母线故障），合母线联络断路器,另外的主变电所应能承担全线一、二级负荷供电。

（2）当一台主变压器退出运行时,另一台主变压器应能承担本主变电所供电分区的一、二级负荷供电；或通过调度的倒闸作业,实现主变电所剩余的主变压器带全线负荷。

（3）牵引降压混合变电所或降压变电所的任一路35（或20或1０）ｋV进线电缆故障，不影响全线的一、二、三级负荷的供电。

（4）降压变电所的任一台动力变压器故障时,另一台动力变压器应能承担其所负责车站的一、二级负荷供电。

八、功率平衡

1.正常运行方式下，系统的电能损耗最小。

2.任何运行方式下，35（或20或１０）kV系统各节点的电压降不应大于额定值的５％（７%）。

3.在任何运行方式下,负荷总功率不应大于供电设备输送功率。

九、无功补偿、电压调整

1.地铁供电系统总功率因数不低于0.９。

2.地铁供电系统无功补偿采取在牵引降压混合变电所、降压变电所集中补偿的原则,并配备自动投切功能，即按负荷大小采用动态补偿的原则，使各牵引降压混合变电所和降压变电所的功率因数控制在一定的范围内。

并应结合系统内无功设备，计算系统轻、重载的无功量，防止向系统反送无功。

3.无功补偿和变压器分接抽头协调配合,使无功补偿量达到最小，系统各点电压满足要求。

4.应进行各种运行方式情况下的潮流分析,确定各级变压器抽头范围。

十、系统谐波分析

地铁供电系统应进行谐波分析的研究，使通过主变电所送入电力系统的谐波应满足国家标准的规定。

应根据对地铁供电系统在各种运行方式下的谐波预测分析结果和谐振频率的研究,确定治理措施，如有必要,可在主变电所装设滤波器。

十一、继电保护和自动装置

继电保护装置应满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性。

供电系统各级保护配置应密切配合。

1.系统主要继电配置

（1）当主变电所采用两回专用线路供电时，每回１10kＶ线路均设纵联差动保护、过电流保护；当主变电所采用一回专用线路、一回备用线路供电时，专用线路设置纵联差动保护、过电流保护，备用线路的保护配置应与电力系统的保护相适应并配合。

（2）１10/35（或２0或10）kV主变压器设瓦斯保护、差动保护、过负荷保护、温度保护、电压闭锁过流保护、压力保护。

（3）110/35（或20或10）kV主变压器３5（或20或１0）ｋＶ侧设零序电流保护、过电流保护。

（4）３５（或20或1０）kV母联设零序电流保护、过电流保护。

（5）主变电所３5（或20或10）kＶ馈线线路设导引线纵联差动保护、过电流保护。

（6）牵引降压混合变电所和降压变电所35（或２0或10）kV进出线设导引线纵联差动保护、过电流保护。

（7）整流机组设置定时限电流保护、整流器二极管保护、整流变压器温度保护、热过负荷保护;直流侧设逆向电流保护。

（8）直流馈线设大电流脱扣保护、△I保护、dｉ/dt保护、热过负荷保护、双边联跳保护。

（9）牵引降压混合变电所直流馈线保护的整定应考虑与机车保护的整定配合。

（10）每座牵引降压混合变电所直流设备设一套框架漏电保护。

（11）35（或2０或10）/０.４kＶ动力变压器设置电流速断保护、过电流保护、过负荷保护、温度保护。

（12）0．4kV进线、母联开关设过负荷保护、瞬时短路保护、短延时短路保护、接地保护。

2.自动装置

（1）1１0/35（或20或1０）ｋＶ主变电所3５（或20或１0）ｋV母联设置自动投入装置。

（2）可考虑在主变电所设置1１0ｋV母联自动投入装置。

（3）牵引及降压变电所35（或20或10）kＶ侧设置电源自动投入装置。

（4）1500V馈线应设置带有线路故障检测的自动重合闸。

（5）0．4kV母联设置自动投入装置。

（6）所用电设置自动投入装置。

3.自动装置要求

（1）满足供电系统安全、可靠、灵活的运行要求。

（2）主变电所：

当一回1１0kＶ电源停电或一台主变压器故障解列时，３５（或20或１０）kV母联断路器自投（当１１０kV侧也设自动投入装置时两者的动作时限应配合）。

（3）对于牵引降压混合变电所或降压变电所，当一回电源停电时,３5（或20或10）kV母联断路器应自投。

（4）降压变电所进线失电或变压器故障时,对应0.4kＶ进线开关跳闸、０．４ｋV母联开关自投。

（5）各级自投装置动作时间应配合。

十二、系统防雷、过电压

1.在地面与地下的交界处（隧道口）设置线路避雷器，扼止雷电流向隧道内侵入，保护隧道内的电气设备。

2.地面和高架桥区段,抬高接触网架空地线兼作架空避雷线,防止雷电波损坏接触网设备。

架空避雷线每隔200~2５０米通过放电间隙接地。

3.地面牵引变电所馈线出口或末端（接触网隔离开关处）设置避雷器,限制雷电波的入侵,保护牵引变电所的供电设备。

4.牵引变电所1５00V母线设置避雷器。

5.应根据避雷器的保护范围确定直流母线上和接触网隔离开关处是否同时设置避雷器。

6.变电所35（或20或１０）kV母线避雷器的设置，应根据避雷器的特性,最终确定保护范围和是否设置避雷器。

7.避雷器应根据需要有选择地设置计数器，监视避雷器动作情况。

十三、接地

1.各车站设置综合接地网。

2.接地网的接地电阻小于0.5欧姆。

3.各车站综合接地网应通过接地扁钢、电缆金属铠装，使全线形成统一的高低压兼容、强弱电合一的接地系统。

4.接地系统应满足：

（1）保护运营人员和旅客安全，防止电击。

（2）保护地铁设备、设施，防止损坏。

（3）保护弱电设备，防止电气干扰。

（4）当接地设计与杂散电流防护设计发生矛盾时,优先考虑接地安全。

十四、钢轨电位限制装置

钢轨电位限制装置用于防止钢轨电位超过一定值时对人身及设备造成危害,内装短路器。

当钢轨与地之间的电位差大于DＣ９０V时,发警报信号,短路器短路，往复三次,若测试电压还大于DC９0V,短路器永久短路;若测试电压大于DC　15０Ｖ，短路器永久短路。

以保证人身和设备的安全。

钢轨电位限制装置动作电压值DC　50Ｖ～DC90Ｖ范围内可调。

设置屏蔽门的车站，设置两台钢轨电位限制装置。

未设置屏蔽门的车站，设置一台钢轨电位限制装置。

十五、地下铁道电力用户的供电,应从牵引变电所、降压变电所或牵引降压混合变电所供给。

在条件允许的情况下,地下牵引变电所可设在车站附近的地面。

十六、根据车站设备负荷分布情况，车站设置一至二个降压变电所。

当设置两个降压变电所时,一个所采用单母线分段接线方式，另一个所应为跟随式。

每个降压变电所设置两台动力变压器。

十七、直流牵引供电系统按一级负荷设计,即平时由两路互为备用的独立电源供电，实现不间断供电。

十八、牵引变电所的数量、容量及其在线路上的分布应由计算确定。

当计算牵引负荷时，应根据远期运营高峰小时行车密度、车辆编组及车辆型式确定。

整流机组的数量和功率应根据近、远期运行的需要确定,并预留一定裕度。

十九、牵引变电所设置两组整流机组构成等效二十四脉波整流对牵引网供电,减少注入电力系统的谐波。

直流牵引系统在电源侧的谐波电流、电压应符合国家现行有关规范的规定。

二十、直流牵引供电系统的电压及其波动范围应符合表1的规定。

直流牵引供电系统电压值　　　表１

电　　压　　（V）

最低值

标称值

最高值

50０

７５0

９0０

1００0

１５0０

１80０

二十一、动力、照明配电电压为３80/220V,变压器中性点应直接接地。

第二节　变电所

一、一般要求

1.地下铁道变电所根据供电内容应设计成为主变电所、牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所。

2.变电所选址应符合下列原则：

（1）靠近负荷中心;

（2）电缆线路引入方便；

（3）设备运输方便;

（4）独立设置的地面变电所宜靠近地下铁道线路,并应和城市规划相协调。

3.变电所一次接线应在可靠的基础上力求简单。

二、主变电所

1、主要设计原则

地铁主变电所应由地区枢纽变电站提供两回专用线路供电或一回专用线路、一回备用线路供电,并保证可靠性和供电质量。

（1）主变电所应能够安全、可靠地向地铁用户供电。

（2）主接线应简单、可靠、运行灵活。

（3）高压侧电压为110kV、低压侧电压为35（或20或10）kV。

（4）每回进线电源容量应能满足本所供电区域的供电要求,并在事故情况下对相邻区域提供支援。

（5）来自地区枢纽变电站的1１0kV进线电源，在条件许可的情况下,可采用架空的方式。

（6）主变压器中性点接地方式,应根据电力部门的要求而定。

（7）主变压器应采用强迫风冷油浸有载自动调压变压器。

主变电所设置两台所用动力变压器，分别接于不同的35（或２0或10）kV母线段。

（8）主变压器容量应能满足:

正常运行时，每台主变压器容量应承担其供电区域内的全部一、二、三级负荷的供电。

当一台主变压器退出运行时，由另一台主变压器承担本所供电区域的一、二级负荷的供电；或通过调度的倒闸作业,实现主变电所剩余的主变压器带全线的负荷。

当一座主变电所退出运行时（不考虑35（或20或1０）kV母线故障），另外的主变电所应能承担全线一、二级的供电。

（9）所内控制监视设备采用电力监控系统提供的监控设备。

（10）设备选择立足于国产设备，技术性能应达到国内先进水平。

（11）主变电所初期按有人值班，无人值班考虑设计。

2、主变电所主接线、运行方式

（1）110kV侧采用内桥接线方式或线路变压器组接线方式。

35（或2０或10）kV侧采用单母线分段接线方式，３５（或２0或10）kV母联开关采用断路器，正常运行时母联开关断开，两段母线分段运行。

（2）采用内桥接线时,运行方式

正常时：

１１0kV、35（或２0或10）ｋV母联断路器断开，两台变压器分列运行。

检修、故障时:

当一回进线电源检修或故障时，通过倒闸作业,实现一回进线带两台变压器的运行。

当一台变压器故障退出运行时,３５（或20或1０）kV母联断路器有选择或有条件地自动合闸，由另一台主变压器承担本所供电区域的一、二级负荷供电。

（3）采用线路变压器组接线时,运行方式

正常时:

35（或２0或10）kV母联断路器断开，两台变压器分列运行。

检修、故障时:

当一回进线或一台变压器检修或故障退出运行时,35（或20或10）kV母线断路器自动合闸，由另一台变压器承担本所供电区域的一、二级负荷的供电。

3、地铁供电系统无功补偿采取在降压变电所集中补偿的原则。

主变电所是否装设无功补偿装置或滤波器,应根据系统无功补偿计算结果和系统谐波分析计算结果确定。

4、主变电所房屋及设备平面布置

（1）主变电所建设应尽量考虑对附近居民影响小，进出线电缆敷设方便等因素。

（2）各生产房屋的相对位置应符合变电所设备接线关系,电缆敷设径路顺畅及运行维护的安全、便利的要求,尽量减少电缆的投资。

（3）变电所各房屋的净高应满足所布置设备的安装、运营检修和高压试验要求。

（4）变电所房屋应满足防火设计规范（GＢ5０22９-96）的要求。

（5）变电所应考虑良好的通风散热措施。

在有条件的情况下,主变压器可室外布置。

（6）设置1１０kV高压室、３5（或20或10）kＶ高压室。

（7）设置一个控制室,安装控制信号盘、交直流盘等设备。

（8）所内门宽设置应满足设备安装运输及巡视安全，方便运营维护。

（9）变电所尽量设置电缆夹层，电缆夹层的高度不宜小于1．8米,并适当设置人孔,方便电缆的检修。

电缆夹层内电缆敷设应考虑电缆走向方便。

（10）设备布置应考虑操作通道、检修维修通道、设备运输通道，满足相应规范的要求。

并应考虑设备预留孔洞与支撑梁的位置关系。

5、主变电所继电保护与自动装置

继电保护应符合可靠性、安全性、选择性和速动性的要求。

主要设置以下保护:

（1）110kＶ间隔

1）当主变电所采用两回专用线路供电时设置:

纵联差动保护（带电压闭锁），过流保护。

2）当主变电所采用一回专用线路、一回备用线路供电时:

专用线路设置纵联差动保护、过电流保护，备用线路的保护配置应与电力系统的保护相适应并配合。

（2）主变压器

1）变压器重瓦斯、调压开关重瓦斯、压力保护

2）差动保护

3）过负荷

4）变压器温度保护

5）电压闭锁过流保护

（3）变压器３5（或2０或10）kV侧

1）电流速断保护

2）过电流保护

3）零序电流保护

（4）3５（或20或1０）kＶ馈线

1）导引线纵联差动保护

2）过流保护

3）零序电流保护

（5）３5（或20或１0）ｋV母联

1）过流保护

2）零序电流保护

（6）自动装置

1）35（或20或1０）kV母联应设置自动投入装置。

2）在采用内桥接线,进线电源一主、一备运行方式时,可设置110kＶ自动投入装置,时限需与110kV线路自动重合闸时限配合。

3）所用电电源应设置自动投入装置。

6、控制与信号方式

（1）采用三级控制方式:

就地控制、所内、远动控制。

（2）所内控制室控制信号盘上