10KV供电系统及运行方式Word文件下载.docx

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分散式供电要保证每座牵引变电所和降压变电所均获得双路电源，要求城市轨道交通沿线有足够的电源引入点及备用容量。

昌平线外电源采用分散式供电，电压等级为10kV，设置5座电源开闭所。

分别位于西二旗、生命科学园、巩华城、沙河高教园、南邵。

每座电源开闭所从城市电网引入两回10kV外线电源，该电源可以引自城市电网不同的变电所，也可以引自同一变电所的不同母线。

2.3接线方式：

A.开闭所

a.开闭所10kV侧采用单母线分段接线方式，两段母线通过母线分段断路器连接，母线分段断路器可手动和远动操作。

每段母线分别通过进线隔离柜、提升柜自城市电网引入外电源，向该开闭所供电。

b.在电源开闭所进线处设置线路PT用于检测进线电压。

每段母线设置一组电压互感器（PT）和避雷器，用于母线电压的测量以及过电压保护。

c.在中压供电网络各供电分区相邻变电所进线柜、联络馈线柜内利用带电显示装置用于供电分区有压检测。

d.每座开闭所均设置两套牵引整流机组。

为了使两套牵引整流机组出力均衡，将两套牵引整流机组接在同一段10kV母线上，两台牵引变压器的次边电压相差15相角（分别为+7.5和-7.5），构成等效24脉波整流。

e.开闭所的10kVI段母线和II段母线均接有10/0.4kV配电变压器。

B.混合变电所和区间牵引所

a.混合牵引变电所10kV侧采用单母线分段接线方式，两段母线通过母线分段断路器连接，母线分段开关可手动和远动操作。

每段母线设置一回进线，向该所供电，并根据供电系统的要求在部分变电所的每段10kV母线设一回出线，向相邻的车站变电所供电。

b.每段母线设置一组电压互感器（PT）和避雷器，用于母线电压的测量以及过电压保护。

c.在朱辛庄站混合变电所的进线柜、联络馈线柜内利用带电显示装置用于昌平线与地铁8号线的联络线的线路有压检测。

d.每座混合变电所或区间牵引变电所均设置两套牵引整流机组。

e.混合牵引所的10kVI段母线和II段母线均接有10/0.4kV配电变压器。

C.跟随式降压变电所

a.定泗路停车场设置1座跟随式降压变电所，跟随式降压变电所10kV侧采用单母线分段供电，不设置母线分段开关，进线采用负荷开关。

b.每段母线设置一回进线，从定泗路停车场混合变电所引入电源。

c.两段10kV母线均接有10/0.4kV配电变压器。

2.4双环网供电网络

昌平线10kV系统采用双环网供电方式。

双环网是电缆单环网的组合，利用二回电缆线路，可解决单环网供电方式中因电缆、变压器及低压设备故障造成的较大面积停电问题，电缆双环网具有接线完善、运行灵活、供电可靠性高、但投资比单环网增加一倍，一般适用在城市（镇）市中心区繁华地段、双电源供电的重要用户或供电可靠性要求较高的配电网络。

供电环网供电方式可分为开环和闭环方式。

由于闭环方式继电保护整定困难，因此环网供电方式基本为开环方式运行。

在开环方式中，又可分为“单线单环”、“双线单环”和“双线双环”的形式。

昌平线采用的开环双线双环的供电方式。

城市轨道交通中“双线双环”即双环网的一种接线形式见图。

图中为电源开闭所供电分区间分界点开关，在运行方式分析中也称为联络开关。

双环网相对于开式接线的放射式供电能使供电线路简化、减少线路路径、运行方式灵活等优点，但联锁关系和继电保护整定复杂。

2.5双环网的运行方式

由于供电系统在轨道交通运行中的重要性，中压供电网络的设计需要满足故障自救功能和防止误操作的功能等要求。

采用双环网接线，在故障运行方式下通过改变分界点开关的状态，保障故障区段供电的连续性。

在应急运行方式时，通过调整分界点开关的位置，可改变主变电所或电源开闭所供电区的划分，可满足轨道交通继续运行的要求。

双环网接线可灵活实现各种运行方式的转换。

二、系统运行方式

1、正常运行方式

正常运行方式下，1＃供电分区内的各级变电所的进线开关、联络馈线开关均处在合闸工作位，母线分段开关处在分闸状态。

两个不同供电分区之间供电分界处的应急联络开关，正常运行方式下为热备常开状态。

供电分区

表1

序号

供电范围

开环点位置

1

1＃供电分区

西二旗、西二旗（13）、北西区间一

西二旗

2

2＃供电分区

北西区间二、生命科学园、朱生区间朱辛庄

北西区间二

3

3＃供电分区

定泗路停车场、跟随所、巩朱区间、巩华城

定泗路停车场

4

4＃供电分区

沙河、高教园、城高区间一

沙河

5

5＃供电分区

城高区间二、城南

城高区间二

开闭所、变电所数量

开闭所牵引混合所5个，区间牵引所6座，车站牵引所2，停车场牵引所1个，跟随所1座。

西二旗电源站：

10KV进线电源201、202

10KV一段环网211、212、213、214

211向左（南）供给西二旗（13#）线201

212向右（北）供给西生区间一的201，西生区间一的

215供到西生区间二的214的电缆侧。

213备用

214向左（南）作为应急联络开关供给新13#线上地开

闭站预留

10KV二段环网221、222、223、224

221向左（南）供给西二旗（13#）线202

222向右（北）供给西生区间一202，西生区间一的225供到西生区间二的224的电缆侧。

223备用

224向左（南）作为应急联络开关供给新13#线上地开闭站预留

生命科学园电源站：

10KV一段环网211、212、213

211向左（南）供给西生区间二201、201供到西生区间二的本段214的母线侧。

212向右（东）供朱生区间的201，朱生区间的212供给朱辛庄的201，朱辛庄的215供到定泗停车场的214的电缆侧，朱辛庄的214供给8#线预留。

213备用

10KV二段环网221、222、223

221向左（南）供给西生区间二202、202供到西生区

间二的本段224的母线侧。

222向右（东）供给朱生区间的202，朱生区间的222

供给朱辛庄的202，朱辛庄的225供到定泗停车场的224的电缆侧，朱辛庄的224供给8#线预留。

223备用

巩华城电源站：

10KV一段环网211、215、213

211向左（南）供给巩朱区间的201，巩朱区间的211供给定泗车辆厂的201，定泗停车场的211供给维修跟随所的201，定泗停车场的201供到本段214的母线侧。

215向右（北）供到沙河的214的电缆侧

10KV一段环网221、225、223

221向左（南）供给巩朱区间的202，巩朱区间的221供给定泗车辆厂的202，定泗停车场的221供给维修跟随所的202，定泗停车场的202供给本段224的母线侧。

225向右（北）供到沙河的224的电缆侧

沙河高教园电源站：

211向左（南）供给沙河的201，沙河的201供到本段214的母线侧。

212向右（北）供给城高区间一的201，城高区间一的

215供到城高区间二的214的电缆侧。

221向左（南）供给沙河的202，沙河的202供到本段224的母线侧。

222向右（北）供给城高区间一的202，城高区间一的

225供到城高区间二的224的电缆侧。

南邵电源站：

211向左（南）供给城高区间二的的201，城高区间二的201供到本段214的母线侧。

215向右（北）给二期工程预留。

221向左（南）供给城高区间二的的202，城高区间二的202供给本段224的母线侧。

225向右（北）给二期工程预留。

2、非正常运行方式（故障或检修运行方式、应急运行方式）。

2.1故障或检修运行方式包括：

当开闭所的一回进线失电时，备自投装置动作，该进线开关失压跳闸，母线分段开关合闸，由另一路进线电源承担1＃供电分区范围内的全部负荷。

当开闭所的进线电源恢复后，根据调度令，母线分段开关分闸，进线开关合闸恢复正常运行。

牵引降压变电所的一回进线因差动动作、对侧联跳、失压动作，此时启动备自投，该环网进线开关跳闸，由另一路环网进线经母联带供电分区范围内的全部负荷。

开闭所一回10kV外电源退出时的运行方式（故障和因维护退出）。

此时，手动合上开闭所母联开关，由另一回10kV外电源向该开闭所供电范围内所有变电所供电。

非开闭所一回10kV进线电源退出运行时的运行方式（故障和因维护退出）。

此时，手动合上该变电所母联开关，由另一回10kV进线电源向该变电所供电。

应急运行方式为：

当一座开闭所的2回外电源均退出运行时，合上变电所所间联络开关，由相邻开闭所支援供电。

支援供电时应保证不使两个开闭所电源连通，并且支援范围不越过退出运行开闭所供电范围。

上述运行方式具体运行方式说明如下。

当该开闭所一回10kV外电源进线退出运行时具体操作过程如下（以201为例，202类同）：

当201进线电源因发生故障而退出运行时：

当201进线电源因发生故障而退出运行时，进线失压，母联自投功能启动，进线延时跳闸，而后母联合闸，由202进线电源负担该开闭所供电范围内所有变电所的负荷。

当201进线电源因进行维护而需要而退出运行时：

特殊情况下（如检修进线开关设备等），开闭所的进线开关和母线分段开关在倒闸切换过程中，为了不影响供电的连续性，两路进线电源投入工作时，允许母线分段开关短时合闸。

需要进行合环选跳操作。

正常运行时，合环选跳转换开关置于退出位。

当采用合环选跳方式时，合环选跳转换开关置于合环选跳位，可以合环选跳开闭所的1＃进线开关、2＃进线开关或者母线分段开关。

A.且需要进行合环倒闸操作:

a）选择母联的合环操作允许。

b）选择201开关为合环保护联跳开关。

c）合母联断路器。

d）当穿越电流超过整定值时，201开关被联跳，切断穿越电流。

e）或当穿越电流不超过整定值时，手动或远方控制分开201开关。

最后完成了合环倒闸操作，母联投入，201进线电源退出运行。

202进线电源的操作同上。

B.不需要采用合环倒闸操作时

a）分201开关，使本路电源退出运行

b）合母联开关，由202进线电源负担该开闭所供电范围所有变电所的负荷，恢复对变电所的供电。

当201进线电源维护结束可以恢复供电后，可以使其投入，恢复正常供电。

A.通过合环倒闸操作恢复正常供电的操作过程：

b）选择母联开关为合环保护联跳开关。

c）合201进线开关。

d）当穿越电流超过整定值时，母联断路器被联跳，切断穿越电流。

e）或当穿越电流不超过整定值时，手动或远方控制分开母联开关。

最后完成了合环倒闸操作，母联分开，201进线电源投入运行。

B.不通过合环倒闸操作恢复正常供电。

操作过程如下：

a）分母联开关

b）合201开关

2.2应急运行方式

A.当西二旗开闭所的一路进线电源失电时，备自投装置动作，该进线开关失压跳闸，母线分段开关合闸，此时，若另一路进线电源也失电，母线分段开关跳闸，另一路进线开关保持原状态。

此时判断西二旗开闭所的进线电源是短时失电，还是长时失电，若是短时失电，则进线电源恢复供电后，两个进线开关合闸，母线分段开关分闸。

若是长时失电，则手动将另一路进线开关分闸。

当西二旗两个进线电源失压后，供电分区重新划分。

根据调度令，手动解除北西区间牵引所二Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁，手动投入应急联络开关。

此时，由生命科学园开闭所经北西区间牵引所二、北西区间牵引所一、向西二旗开闭所提供电源。

当西二旗开闭所的任何一个进线电源恢复时，根据调度令，手动将北西区间牵引所二应急联络开关分闸，恢复北西区间牵引所二Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁。

根据调度令，将西二旗开闭混合变电所的一路进线开关手动合闸，并将母线分段开关手动合闸，由一路进线电源给1＃供电分区范围内的全部负荷供电。

当西二旗开闭所的另一路进线电源也恢复时，母线分段开关分闸，另一路进线开关合闸，恢复到正常运行方式。

B.当生命科学园开闭所的一路进线电源失电时，备自投装置动作，进线开关失压跳闸，母线分段开关合闸，若另一路进线电源也失电，母线分段开关跳闸，另一路进线开关保持原状态。

此时判断生命科学园开闭所的进线电源是短时失电，还是长时失电，若是短时失电，则进线电源恢复供电后，两个进线开关合闸，母线分段开关分闸。

当生命科学园两路进线电源失压后，供电分区重新划分。

根据调度令，手动解除北西区间牵引所二Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁，手动分闸朱辛庄混合所的1#、2#进线开关，手动投入北西区间牵引所二的应急联络开关；

手动解除定泗路停车场混合所Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁，手动投入定泗路停车场混合所的应急联络开关。

此时，由西二旗开闭所经北西区间牵引所一、北西区间牵引所二、向生命科学园开闭所提供电源，供到朱生区间；

由巩华城开闭所经巩朱区间牵引变电所、定泗路停车场混合所向朱辛庄混合所提供电源。

分界点变为朱辛庄

当生命科学园开闭所的任何一路进线电源恢复时，根据调度令，手动将北西区间牵引所二应急联络开关分闸，恢复北西区间牵引所二Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁；

手动将定泗路停车场混合所应急联络开关分闸，恢复定泗路停车场混合所Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁。

根据调度令，将生命科学园开闭所的一路进线开关手动合闸，并将母线分段开关手动合闸，由一路进线电源给2＃供电分区范围内的全部负荷供电。

当生命科学园开闭所的另一路进线电源也恢复时，母线分段开关分闸，另一路进线开关合闸，恢复到正常运行方式。

C.当巩华城开闭所的一路进线电源失电时，备自投装置动作，进线开关失压跳闸，母线分段开关合闸，若另一路进线电源也失电，跳闸母线分段开关，另一路进线开关保持原状态。

此时判断巩华城开闭所的进线电源是短时失电，还是长时失电，若是短时失电，则进线电源恢复供电后，两个进线开关合闸，母线分段开关分闸。

当巩华城两路进线电源失压后，供电分区重新划分。

根据调度令，手动解除定泗路停车场混合所Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁，手动分闸定泗路停车场混合所的1#、2#进线开关，手动投入定泗路停车场混合所的应急联络开关；

手动解除沙河混合所Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁，手动投入沙河混合所的应急联络开关。

分界点变为定泗停车场

此时，由生命科学园开闭所经朱生区间，朱辛庄、向定泗路停车场混合所供电，跟随所提供电源由定泗停车场提供；

由高教园开闭所经沙河混合所、巩华城开闭所向巩朱区间牵引变电所提供电源。

当巩华城开闭所的任何一路进线电源恢复时，根据调度令，手动将定泗路停车场混合所应急联络开关分闸，恢复定泗路停车场混合所Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁；

手动将沙河混合所应急联络开关分闸，恢复沙河混合所Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁。

根据调度令，将巩华城开闭所的一路进线开关手动合闸，并将母线分段开关手动合闸，由一路进线电源给3＃供电分区范围内的全部负荷供电。

当巩华城开闭所的另一路进线电源也恢复时，母线分段开关分闸，另一路进线开关合闸，恢复到正常运行方式。

d.当沙河高教园开闭所的一路进线电源失电时，备自投装置动作，进线开关失压跳闸，母线分段开关合闸，若另一路进线电源也失电，跳闸母线分段开关，另一路进线开关保持原状态。

此时判断沙河高教园开闭所的进线电源是短时失电，还是长时失电，若是短时失电，则进线电源恢复供电后，两个进线开关合闸，母线分段开关分闸。

当沙河高教园两路进线电源失压后，供电分区重新划分。

根据调度令，手动解除沙河混合所Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁，手动分闸沙河混合所的1#、2#进线开关，手动投入沙河混合所的应急联络开关；

手动解除城高区间牵引所二Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁，手动投入城高区间牵引所二的应急联络开关。

分界点由沙河的214开关变为201开关

此时，由巩华城开闭所向沙河混合所提供电源；

由城南开闭所经城高区间牵引所二、城高区间牵引所一向沙河高教园开闭所提供电源。

当沙河高教园开闭所的任何一路进线电源恢复时，根据调度令，手动将沙河混合所应急联络开关分闸，恢复沙河混合所Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁；

手动将城高区间牵引所二应急联络开关分闸，恢复城高区间牵引所二Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁。

根据调度令，将沙河高教园开闭所的一路进线开关手动合闸，并将母线分段开关手动合闸，由一路进线电源给4＃供电分区范围内的全部负荷供电。

当沙河高教园开闭所的另一路进线电源也恢复时，母线分段开关分闸，另一路进线开关合闸，恢复到正常运行方式。

e.当城南开闭所的一路进线电源失电时，备自投装置动作，进线开关失压跳闸，母线分段开关合闸，若另一路进线电源也失电，跳闸母线分段开关，另一路进线开关保持原状态。

此时判断城南开闭所的进线电源是短时失电，还是长时失电，若是短时失电，则进线电源恢复供电后，两个进线开关合闸，母线分段开关分闸。

当城南两路进线电源失压后，供电分区重新划分。

根据调度令，手动解除城高区间牵引所二Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁，手动投入城高区间牵引所二的应急联络开关。

此时，由高教园开闭所经城高区间牵引所一、城高区间牵引所二向城南开闭所提供电源。

当城南开闭所的任何一路进线电源恢复时，根据调度令，手动将城高区间牵引所二应急联络开关分闸，恢复城高区间牵引所二Ⅰ、Ⅱ段母线上的进线开关和相应应急联络开关之间的联锁。

根据调度令，将城南开闭所的一路进线开关手动合闸，并将母线分段开关手动合闸，由一路进线电源给5＃供电分区范围内的全部负荷供电。

当城南开闭所的另一路进线电源也恢复时，母线分段开关分闸，另一路进线开关合闸，恢复到正常运行方式。

2.3变电所设备的联锁关系

a.电源站进线与母联之间的联锁逻辑关系

正常运行方式下，两进线开关和母联开关满足“3合2”的条件，即进线开关和母线分段开关不能同时合闸。

电源站母联开关柜设有“合环选跳开关” 

，以方便进线与母联开关的检修。

b.牵引变电所进线开关与母联开关之间的联锁逻辑关系

正常运行方式下，电源开闭所两进线开关和母联开关满足“3合2”的条件,

即进线开关和母线分段开关不能同时合闸。

牵引站没有合环选跳，不允许

合环。

C、跟随所变电所进线开关与母线分段开关之间的联锁关系由于跟随

所变电所没有设置母线分段开关，没有相应的联锁关系。