本書(shū)是高等職業(yè)教育城市軌道交通供電技術(shù)專業(yè)教材。系統(tǒng)講解城市軌道交通供電系統(tǒng)中各種類型變電所的功能結(jié)構(gòu)、設(shè)施設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、接線原理及其讀圖方法、運(yùn)營(yíng)維護(hù)要點(diǎn)等。全書(shū)包括系統(tǒng)認(rèn)知、城市軌道交通供電系統(tǒng)變電所、干式變壓器與整流機(jī)組、交流開(kāi)關(guān)柜、直流開(kāi)關(guān)柜、城市軌道交通雜散電流、二次接線、自用電系統(tǒng)、變電所事故處理等九章。
教育部文件《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育(?疲⿲I(yè)目錄(2015年)》(教職成〔2015〕10號(hào)),新增“城市軌道交通供配電技術(shù)專業(yè)”,這是城市軌道交通迅猛發(fā)展的必然結(jié)果。
供電系統(tǒng)是城市軌道交通的動(dòng)力源泉。本書(shū)遵照最新頒布的《城市軌道交通技術(shù)規(guī)范》(GB50490—2009)、《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157—2013)等技術(shù)條文,結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)院、工程局、地鐵公司、生產(chǎn)廠家的技術(shù)資料、運(yùn)營(yíng)文件,以設(shè)備單元為載體,詳細(xì)介紹城市軌道交通供電系統(tǒng)的主變電所、降壓變電所、牽引降壓混合變電所的組成、一次二次設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理及運(yùn)營(yíng)要點(diǎn)。
本書(shū)共分十章:第一章介紹城市軌道交通、電力系統(tǒng)及其高壓電氣設(shè)備、城市軌道交通供電系統(tǒng)的概況;第二章介紹主變電所、降壓變電所、牽引降壓混合變電所的電氣主接線、設(shè)備配置、運(yùn)行方式以及中壓環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行;第三章介紹干式變壓器、整流機(jī)組的結(jié)構(gòu)原理與運(yùn)營(yíng)維護(hù);第四章以交流開(kāi)關(guān)柜為對(duì)象,介紹開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)、開(kāi)關(guān)柜中的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)及互感器等的結(jié)構(gòu)原理,以及高低壓開(kāi)關(guān)柜的操作、巡視、維護(hù)要點(diǎn);第五章介紹直流開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)原理與維護(hù);第六章介紹城軌交通變電所中的避雷器、電抗器等限流限壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、檢修維護(hù),講解接地的基本概念及地鐵變電所中的接地裝置結(jié)構(gòu)與維護(hù)要點(diǎn);第七章從雜散電流的產(chǎn)生機(jī)理入手,分析雜散電流的腐蝕原理、危害性,詳細(xì)講述了雜散電流腐蝕防護(hù)的具體措施、雜散電流監(jiān)測(cè)的原理與設(shè)備、雜散電流排流的原則與設(shè)備等;第八章介紹二次接線的基本知識(shí),詳細(xì)分析了城市軌道交通變電所中交流開(kāi)關(guān)柜二次系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、電路原理及讀圖方法;第九章介紹城市軌道交通變電所的交流、直流自用電系統(tǒng)以及應(yīng)急照明電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與維護(hù);第十章介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。
本書(shū)采用“問(wèn)題導(dǎo)入—學(xué)習(xí)目標(biāo)—內(nèi)容講解—復(fù)習(xí)思考”的體例格式,旨在引導(dǎo)讀者學(xué)習(xí),利于教師授課。本書(shū)可作為高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院軌道交通類專業(yè)的教學(xué)用書(shū),也可作為城市軌道交通行業(yè)職工培訓(xùn)以及技術(shù)人員參考用書(shū)。
本書(shū)由李學(xué)武擔(dān)任主編,彭大明擔(dān)任主審。編寫(xiě)分工如下:李學(xué)武編寫(xiě)第二章、第五章、第八章、第九章、附錄,并負(fù)責(zé)全書(shū)統(tǒng)稿工作;陳莉編寫(xiě)第四章、第六章;岳梅編寫(xiě)第一章、第十章;宋延軍編寫(xiě)第三章;杜慶彥編寫(xiě)第七章。
編寫(xiě)過(guò)程中,參閱了大量技術(shù)資料,這些資料主要來(lái)源于:鄭州、上海、成都、廣州、武漢等地鐵公司;海南金盤(pán)電氣有限公司、廈門ABB開(kāi)關(guān)有限公司、上海西門子開(kāi)關(guān)有限公司、鎮(zhèn)江大全賽雪龍牽引電器有限公司、廣州東芝白云電器設(shè)備有限公司、徐州中礦大傳動(dòng)與自動(dòng)化有限公司;中鐵第四勘察設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司、中鐵電化院;等等。在此一并致謝。
由于編者水平所限,書(shū)中難免存在不完善之處,請(qǐng)廣大讀者特別是從事軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和產(chǎn)品制造、維修工作的人員提出意見(jiàn)和建議。讀者可以通過(guò)郵箱xuewu6981@163.com和編者共同探討本書(shū)相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題。
編者
2016年6月
李學(xué)武,鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師,副教授,城市軌道交通供電專業(yè)負(fù)責(zé)人。主要從事城市軌道交通供電課程的教學(xué)和工程實(shí)踐。主講的課程包括:城市軌道交通供電、城市軌道交通接觸網(wǎng)、城市軌道交通繼電保護(hù)、城市軌道交通供電綜合自動(dòng)化等。
第一章 系統(tǒng)認(rèn)知 1
第一節(jié) 電力系統(tǒng) 1
第二節(jié) 高壓電氣設(shè)備 11
第三節(jié) 變配電所電氣主接線 14
第四節(jié) 城市軌道交通系統(tǒng) 19
第五節(jié) 城市軌道交通供電系統(tǒng) 23
第二章 城市軌道交通供電系統(tǒng)變電所 32
第一節(jié) 主變電所 32
第二節(jié) 中壓供電網(wǎng)絡(luò) 39
第三節(jié) 降壓變電所 45
第四節(jié) 牽引降壓混合變電所 49
第三章 干式變壓器與整流機(jī)組 53
第一節(jié) 干式變壓器 53
第二節(jié) 牽引整流機(jī)組 58
第四章 交流開(kāi)關(guān)柜 66
第一節(jié) 電弧理論 66
第二節(jié) 六氟化硫組合電器(GIS)概述 73
第三節(jié) 交流高、中壓開(kāi)關(guān)柜中的斷路器 81
第四節(jié) 交流高、中壓開(kāi)關(guān)柜中的隔離開(kāi)關(guān) 92
第五節(jié) 交流高、中壓開(kāi)關(guān)柜中的互感器 97
第六節(jié) 交流高、中壓開(kāi)關(guān)柜中的操動(dòng)機(jī)構(gòu) 111
第七節(jié) 交流高、中壓開(kāi)關(guān)柜的操作、巡視與維護(hù) 121
第八節(jié) 0.4 kV低壓開(kāi)關(guān)柜的操作、巡視與維護(hù) 125
第五章 直流開(kāi)關(guān)柜 133
第一節(jié) 直流開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)與原理 133
第二節(jié) 直流饋線柜的操作、巡視與維護(hù) 139
第六章 限流限壓與接地裝置 144
第一節(jié) 避雷器的認(rèn)識(shí) 144
第二節(jié) 避雷器的檢修與維護(hù) 149
第三節(jié) 電抗器的認(rèn)識(shí) 151
第四節(jié) 電抗器的維護(hù) 154
第五節(jié) 城軌交通供電系統(tǒng)的接地裝置 155
第六節(jié) 城軌交通供電系統(tǒng)接地裝置的維護(hù) 163
第七章 雜散電流 166
第一節(jié) 雜散電流的形成與危害 166
第二節(jié) 雜散電流防護(hù)、監(jiān)測(cè)與排流 169
第八章 二次接線 179
第一節(jié) 二次接線概述 179
第二節(jié) 展開(kāi)式原理圖 183
第三節(jié) 安裝接線圖 185
第四節(jié) 控制電路概述 192
第五節(jié) 高壓GIS組合電器斷路器控制、信號(hào)電路 193
第六節(jié) 交流中壓開(kāi)關(guān)柜控制、信號(hào)電路 197
第七節(jié) 變電所信號(hào)系統(tǒng)概述 205
第九章 自用電系統(tǒng) 210
第一節(jié) 自用電系統(tǒng)概述 210
第二節(jié) 自用電交流屏 217
第三節(jié) 閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA蓄電池) 220
第四節(jié) 高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng) 227
第五節(jié) 應(yīng)急照明電源 234
第十章 電力監(jiān)控 239
第一節(jié) 電力監(jiān)控系統(tǒng)的概念及其硬件構(gòu)成 239
第二節(jié) 電力監(jiān)控系統(tǒng)功能 245
附錄一 常用電氣設(shè)備新舊文字符號(hào)對(duì)照表 250
附錄二 電氣設(shè)備常用圖形符號(hào) 253
參考文獻(xiàn) 259
1.簡(jiǎn)單單母線接線
當(dāng)變配電所中進(jìn)線回路數(shù)或者饋出線回路數(shù)較多時(shí),需要采用有母線的電氣主接線。設(shè)置匯流母線后,將各電源回路電能匯集起來(lái),再分配到各個(gè)用電回路,以提高供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
如果電源回路和用電回路都通過(guò)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)接在同一條母線上,則構(gòu)成簡(jiǎn)單單母線接線,如圖1.8所示。
這種接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單,投資少;操作方便,容易擴(kuò)建。缺點(diǎn)如下:
①檢修母線或母線隔離開(kāi)關(guān),則全廠(所)停電。
②母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障,則全廠(所)停電。
、蹤z修進(jìn)出線斷路器,則該回路停電。
因此,這種接線只適用于小容量和用戶對(duì)供電可靠性要求不高的發(fā)電廠或變電所中。當(dāng)采用組合電器(開(kāi)關(guān)柜)時(shí),由于母線故障率和檢修幾率下降,也可采用這種簡(jiǎn)單單母線接線。為了克服以上缺點(diǎn),可采用母線分段和加旁路母線的措施。
(a)多路用電負(fù)荷的簡(jiǎn)單單母線接線(b)多路進(jìn)線電源的簡(jiǎn)單單母線接線
圖1.8簡(jiǎn)單單母線接線
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