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铁路线路供电系统的外部电源及主变电站设计案例综述
目录
TOC\o1-3\h\u30334铁路线路供电系统的外部电源及主变电站设计案例综述 1
242161.1外部电源概述 1
11941.2供电方式 1
171591.3主变电站设置 2
212871.1.1主变电站设置方案 2
272131.1.2主变电站容量 4
47921.1.3无功补偿及谐波治理 5
170411.4网络接线方案 5
81051.4.1地铁环网电压等级 5
191081.4.2网络接线方案 6
1.1外部电源概述
A市地方变电站主要包括500kV变电站、220kV变电站、110kV变电站。位于2号线附近的变电站较为丰富，基本满足2号线的供电需求。由于地铁负荷为重要的一类负荷，且远期负荷比较大，为了保证供电的可靠性，同时不限制周边110kV变电站供电负荷，原则上地铁主变电站外部电源应从220kV变电站的110kV侧母线引入。为了保证供电可靠性，两路外部电源应来自不同220kV变电站110kV侧母线，或者接入同一220kV变电站110kV侧不同母线。困难情况下，可一回从220kV变电站110kV侧母线引入，另一回T接。
1.2供电方式
轨道交通的供电方式一般有三种，包括分散供电方式、集中供电方式、以及分散和集中相结合的方式。
分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合，能充分利用城市电网的资源，直接向城市轨道交通的牵引变电所和降压变电所或专用主变电站供电[10]。2号线一期工程供电系统采用何种供电方式，主要应从线网规划、电力系统的电源分布、对轨道交通的供电能力、征地的困难程度以及投资大小等方面综合考虑。结合2号线一期工程的线位、车站分布及行车组织等，对集中供电方式和分散供电方式进行了比较(详见表3-1)，而分散与集中相结合的供电方式的优缺点介于两者之间。根据A城市2号线的线路特点，从供电系统的安全性、可靠性以及管理的便捷性等多方面综合考虑，建议本线路采用集中供电方式。
表3-1供电方式比较表[11，12]
项目
集中供电方式
分散供电方式
供电可靠性
1）受外界因素影响小；
2）故障较少；
3）系统接线简单；
4）运行方式转换方便；
5）不易发生故障。
1）受外界影响因素较多；
2）故障率较高；
3）接口较多；
4）接线复杂；
5）运行方式转换操作复杂；
6）事故概率较大。
供电质量
供电质量好
供电质量较好
对城市电网的影响
1）对城市电网的影响较小
2）对其它用户的影响较小。
1）对电力系统中其它用户的影响较大；
2）若想减小影响，需要较大的投资。
运营和管理
与城市电网的接口少；
内部自成系统；
调度和运营管理方便。
与城市电网的接口多；
调度和运营管理不便。
1.3主变电站设置
1.1.1主变电站设置方案
1）主变电站设置原则
在确定主变电站分布时，应从整个城市的线网规划出发，充分考虑供电需求和主变电站的资源共享，以节约投资。一条城市轨道交通主变电站的数量取决于负荷分布和大小，满足《地铁设计规范》（GB50157-2003）[13]第14.1.12要求：“供电系统的中压网络应按列车运行的远期通过能力设计，对互为备用线路，一路退出运行，另一路应承担其一、二级负荷的供电，线路末端电压损失不宜超过5%。”根据A市轨道交通的牵引、动照负荷情况，及其他城市轨道建设经验，当一座主变电站故障解列，由其他主变电站支援供电时，主变电站的最大供电距离一般在25km左右。
2）轨道交通线网规划
A市轨道交通线网共规划7条线路（5条市区线、2条市域线），近期建设项目包括1号线一期工程和2号线一期工程。A市城市轨道交通线网规划见表3-2。
表3-2A市城市轨道交通线网线路表
线路名称
长度（km）
车站（座）
换乘站（座）
市区线
1号线
32.0
26
7
2号线
37.6
31
7
3号线
22.5
20
6
4号线
32.0
27
9
5号线
31.8
29
7
市域线
6号线
48.1
23
4
7号线
27.6
15
2
合并
231.6
150
21
3）主变电站设置方案
通过与业主、电力和规划等相关部门的结合，根据A供电分公司《关于A市轨道交通建设筹备处征询地铁牵引站站址方案的复函》，从整体线网出发，A市轨道交通全线网共设12座主变电站，其中近期建设的1、2号线一期工程共设4座主变电站（如图3-1所示），主变电站的资源共享情况如表3-3所示。
表3-3主变电站共享情况一览表
序号
主变电站编号
共享情况
1
1#
1、3号线
2
2#
1号线
3
3#
1、4号线
4
4#
2、5号线
5
5#
2、4号线
6
6#
2、5号线