教务处

 1.  主题内容与适用范围
1.1   主题内容
本标准规定了地铁直流牵引供电系统中供电制式、牵引电压等级、变电所及接触网德各项性能指标和设备运行指标等。
1.2   本标准适用于城市地铁德直流牵引供电系统。
2         引用标准

GB 5951  城市无轨电车供电系统

GBJ 54   低压配电装置及线路设计规范

GBJ 62   工业与民用电力装置德继电保护和自动装置设计规范

GBJ 64   工业与民用电力装置德电压保护设计规范

3         术语

3.1    供电、馈电

在城市地铁牵引供电系统中，通常将交、直流配电系统称为供电，仅直流配电称为馈电。

3.2    系统最高电压

    指系统正常运行时，在任何时间内，系统中任何一点上出现德最低电压。不包括系统德暂时状态和异常电压。

3.3    系统最低电压

指系统正常运行时，在任何时间内，系统中任何一点上出现德最低电压。不包括系统德暂时状态和异常电压。

3.4    设备最高电压

指系统正常运行时，设备所承受德最高运行电压。

3.5     供电制式

指系统中采用的电流制、馈电方式及电压等级等。

3.6     牵引变电所

供给地铁一定区段内直流牵引电能的变电所。

3.7     整流机组

整流器与牵引变压器组合在一起的电流变换设备。

3.8     整流机组负荷等级

       根据负荷曲线的性质特征所划分的整流机过载能力等级。

3.9      接触网最小短路电流

       在最小运行方式下，接触网中离馈入点最远端发生正负极间短路的电流。

3.10     接触网最大短路电流

在最大运行方式下，接触网馈入点处发生正负极间短路时的电流。

3.11     未端电压

       接触网中离馈入点最远端的电压。

3.12     馈线

       从牵引变电所向接触网输送直流电的馈电线。

3.13               双边馈电

一个馈电区间由相邻牵引变电所各经一路馈线同时馈电。

3.14     单边馈电

        一个馈电区间由相邻两牵引变电所各经一路馈线同时馈电。

3.15     受电器

电动客车上用以从接触网上取得电流的装置。

3.16     接触网

        经过受电器向电动客车供给电能的导电网。

3.17     架空接触网

        置于车辆限界的上限平面以上（或位于改平面），通过受电弓向电动客车输送电能的接触网。

3.18     接触轨

        用金属轨条制成的向电动客车供给电能的刚性导电体，其标高通常与走行轨的标高相接近。

3.19     回流电路

用以供牵引电流返回变电所的电路。

3.20     均流线

        连接上、下行回流轨，使其均匀回流的跨越导线。

3.21     杂散电流

        不经回流电路而另取其他途径（如流经大地或管道）的回流电流。

3.22     轨道回流电路

        利用走行规作为牵引电流回流的电路。

3.23     联跳保护装置

        在一个双边馈电区段那发生短路时，可使本区段两端馈电断路器联动跳闸的装置。

3.24     电流增量保护装置

        根据短时间内电流增量的不同自动区分工作电流与故障电流，实行选择分断的保护装置。

4        供电制式

4.1   从国家电力网引入交流电源由牵引变电所整流机组降压、整流并经接触网供地铁电动客车用电。

4.2    直流馈电采用双导线制，正负线均不接地。

4.3    牵引供电系统直流电压及其波动范围应符合表1的规定。

  注：现有的“825V”系统为不推荐系统。

5         牵引变电所

5.1    牵引变电所容量，应按设计最大通过能力、馈电质量、变电所运行方式变化等因素决定。此外还应考虑过负荷、检修和故障时的备用容量。

5.2               牵引变电所的选址分布原则：

5.21    电源引入方便。

5.22    尽可能设在地面并与车站建筑相结合。

5.23    尽可能靠近地铁线路。

5.24    土石方工程量较少，并避免设在坍塌或高填方地区。

5.25    维护管理和生活条件方便，尽量避免设在空气污秽及土壤电阻率过高和有剧烈震动的地区。

5.26    牵引变电所分布距离的确定，除满足接触网的电压水平外，还考虑线路功率损失和杂散电流的影响。

5.27    应和城市规划相协调。

5.3     牵引变电所接线在可靠、灵活的基础上应力求简单。

5.31    牵引变电所为国家电力系统一级负荷，应由两个及两个以上相互独立的电源供电，其中一路必须专用，交流母线宜采用单母线或但母线分段接线。

5.32    牵引变电所主接线在可靠、灵活的基础上应力求简单。

5.33    直流牵引供电系统的母线宜采用但母线，并可根据运行灵活性要求增设备用母线或分段母线。

5.4     牵引变电所结构形式：

5.41      牵引变电所采用户内式结构，可建成单层或两层。设备应分类集中布置，控制室与交直流配电室、整流机组应相互隔开，独立建筑的地面牵引变电所最小占地面积如下：

         750V        600㎡

         1500V        800㎡

5.42     牵引变电所设备布置应按照有关电压等级的国标执行，并应满足检修的需要。

5.43     牵引变电所在结构上必须满足防火、防汛、防滑雪、防小动物的要求。

5.44     高压交、直流电力电缆通道高度应不低于1.8m，通道内不得有积水。

5.5     牵引变电所电力设备的设计、安装、施工及验收应符合有关国家标准或专业标准的规定。

5.6     牵引供电技术指标：

5.61        牵引供电系统双边馈电为正常运行方式，一侧单边馈电应满足运营要求。

5.62         供电设备的技术参数应满足最大运行方式和过负荷的要求，并能承受系统短路电流的动稳定和热稳定的要求。

5.63           宜采用增加整流相数的方法抑制谐波以符合国家有关规定。

5.64           牵引网供电效率在正常运行方式下高于85％；变电所（包括所内用电）供电效率不低于96％。

5.65           功率因数应符合《全国供用点规则》（1983年8月25日起开始执行本）。

5.66           地下牵引变电所，应防止隧道粉尘污染；机房降温宜采用与地面直接换风的通风方式，机房最高月平均温度不高于30℃，年平均温度不高于25℃，噪声低于80Db(A)；控制室、计算机机房、值班室等最高温度不高于30，噪声低于65dB(A)。

5.7      牵引供电设备选择原则：

5.71     设在地下的牵引变压器满足消防要求，宜采用于干式变压器。

5.72     供电系统在选用先进技术和设备时，应采用质量可靠、技术先进、节约能源的产品，并向不需维修或少维修、小型化方向发展。

5.73     整流机组的冷却方式宜采用自冷式或风冷式。

5.74     设备最高电压应不小于系统最高电压。

5.75     整流机组的负荷等级应满足：

100％额定输出      连续

150％额定输出       2h

300％额定输出       1min

时的重牵引负荷特性。

5.76     向接触网供电馈电线路中应设置能分断可能出现的最大短路电流和分断感性小电流的断路器。

5.8       牵引变电所接地：

5.81     牵引变电所接地应保证设备工作可靠和人身安全，防止干扰。

5.82     牵引变电所的电器设备和自动化设备分别设接地装置或分别接入接地装置。

5.83     牵引变电所的电源接地与电器设备外壳的保护接地分别设接地装置或分别接入接地装置。

5.84     牵引变电所的这流馈电设备外壳如需接地，宜单独设接地装置或分别接入接地装置。

6                              电缆网络

6.1          电缆选用及敷设原则

6.11     压等级选择。

6.12     电缆外层材料应有阻燃，防止杂散电流腐蚀以及其他型式腐蚀的能力，并尽可能采用低烟低毒的电缆。

6.13     电缆的敷设按照国标GBJ  54执行。

6.2       电缆的技术要求

6.21     采用金属装的电力电缆和控制电缆，连接变电所内部设备时，装要一端接地，连接变电所内外设备时，装要两端接地。

6.22     电缆在支架上敷设时，电力电缆应放在控制电缆的上层，但1kv以下的电力电缆和控制电缆可并列敷设。当两侧均有电缆支架时，1kv以下的电力电缆和控制电缆尽可能与1kv以上的电缆分别敷设于不同侧支架上。

7                              接触网

7.1     接触网通则

7.11      向地铁电动客车供给电源的接触网，分为接触轨和架空接触网。架空接触网又可分柔性接触和刚性接触，并以地铁的走行轨或专用回流轨作为牵引电流的回流电路。电压在直流1500v及以上的接触网宜采用架空形式。

7.12      各类接触网都应保证列车在规定的行车速度内，可靠地向列车地受电器（受电靴或受电弓）馈电。

7.13      接触网宜采用双边馈电。

7.14      车辆段和有检查坑扎饭终端地接触网，应以单独地馈电线供电。

7.2       接触轨

7.21      接触轨地支撑要有足够地机械强度和抗冲击性能，并有足够高地绝缘耐压等级。

7.22      在变点速馈电连接处，接触轨设置分断区或断电区。

7.23      接触轨断电区数量应尽量减少，并应有技术措施减少列车受电器在断电区拉弧。

7.24       列车受电器与接触轨接触部分地材料硬度必须低于接触轨材料硬度。

7.25       接触轨向电动客车馈电宜采用上部受电方式。接触轨与走行轨地相对位置如图1所示。

7.26       在车站、地面和认为有必要地地方应设置有足够强度地接触轨防护罩。

7.3       架空接触网

7.31      选用架空接触网类型应用技术、经济及运营条件综合比较确定。

7.32      设计接触网支柱结构，应为施工误差及列车速度变化留有充分的调整余量。

7.33      接触导线的悬挂高度要求一致。当高度变化时，其最大导线的坡度不应超过表2的规定，且在高度变化的始终端跨距和终端跨距的坡度应为表2所列坡度值的一半。

7.34      接触网的带电裸导体与建筑物的最小净距应符合表3的规定。在被污染或不洁的环境中，（如近海、内燃机的严重排气，工业污染以及多雾环境）应适当增加净距。

7.35      地铁隧道内架空接触网的布置，应按照隧道断面的建筑限界和车辆限界以及受电弓的升降范围综合考虑，保证带电导体与隧道建筑物之间的最小距离不小于安全净距。

7.36      接触线在直线区段，按“之”字形布置，其摆动幅度应与受电弓工作宽度相适应。

7.37      接触线在最大驰度时，地面距轨面的最小高度为：

                    专用道      4.4m

                    非专用道      4.8 m

7.38       架空接触网的金属支持结构物的接地，需考虑对信号和杂散电流的影响。

  7.4   轨道回流

7.41      地铁的直流牵引回流电路由走行轨及其电气连接件和回流电缆组成。也可用专用回流轨回流。

7.42      利用走行轨回流，且在最大负载时，轨上任意一点对地电位差应大不大于60v。

7.43      对于非焊接回流轨的轨缝，应有轨道连接导线将其可靠连接，其接头电阻值不大于回流轨1m长度电阻值的3倍。

7.44      走行轨对地电阻值，分段测量时每公里不小于10 。

7.45      上、下走行轨间应设对地绝缘的均流线，其设置不应干扰向列车显示的信号。

7.46       隧道体结构钢筋如采用焊接，每公里结构钢筋电阻值不大于上下行走行轨电阻值的30倍。

7.47       应采取技术措施减少并回收杂散电流。

8                                   牵引供电保护装置

8.1     设置保护装置原则

   8.11      牵引变电所的进线继电保护方式和整定应符合供电部门的要求。做到各级保护整定相互协调配合。

   8.12      在满足系统保护及自动化技术指示前提下，接线应力求简单、可靠、灵活。调整维护方便，满足一次系统运行可靠性、灵活性和选择性的使用要求。

   8.13       应优先采用规范化的保护方式、保护接线和自动装置；保护及自动化装置的设置应能保证电气设备安全。

   8.14       各种保护装置宜考虑计算机监控系统接口的要求。

8.2      交流高压设备保护装置

    8.21      高压设备保护装置的设置，按国标 GBJ  62 的要求执行。

    8.22      进线过流由交流高压断路器保护，其继电保护过电流定值应大于各种运行方式下可能出现的最大工作电流。

    8.23      高压电器装置的过电压保护按国标 GBJ  64  执行。

    8.24      处在雷电活动频繁的地区，地面牵引变电所须安装独立的避雷针（或线）保护。

 8.3      整流机组保护

     8.31      牵引整流机组的过负荷及短路故障，包括直流母线短路，由变压器一次侧交流高压断路器实现保护。

     8.32      牵引整流机组的保护包括：电流速断保护、过电流保护、直流正负母线的对地绝缘监视，并根据需要设牵引变压器温升保护。

8.4      馈电设备、接触网保护装置

     8.41    直流馈电接触网保护由馈线直流快速断路器实现遮蔽。

     8.42    接触网保护包括：电流速断保护、电流增量保护和双边馈电联跳保护。

     8.43    宜装设可供列车司机和行车调度员使用的紧急停电保护装置。

     8.44    直流馈线宜设线网故障判别自动重合闸装置。

     8.45    接触网的保护应与车辆的主保护相互协调配合。

     8.46    直流母线设接地保护。

8.5    直流系统的过电压保护

     8.51     整流器或逆变器元件的选择应考虑到元件上可能出现的最大操作过电压及大气过电压。

     8.52     地面架空接触王应装有避雷器保护。

     8.53     车辆段、露天停车库的接触网应装有独立的避雷针（或线）及避雷器保护。

     8.54      整流变压器（包括逆变压器）网侧、阀侧间应加装静电屏蔽层。

     8.55      全部设在隧道内的直流馈线可不设避雷器保护。

     8.56      地面牵引变电所内和架空馈线应设避雷器保护。

8.6      信号、报警装置

     8.61      整流变压器应装有过载、瓦斯及温度失常报警装置。

     8.62      整流器或逆变器应有元件故障报警装置。

     8.63      风冷却整流器或逆变器应有风压监视、欠压报警装置。

9                  电力调度

9.1     调度原则

    9.11       牵引供电系统，必须设有电力调度机构，指挥和监控变电所及馈电线、触线网的正常运行及处理事故，最大限度地保证对地铁电动客车连续供电。

    9.12       电力调度机构的设置应同线路的划分和车辆运营调度机构的设置相适应。

    9.13       调度方式宜优先采用计算机自动控制。

9.2      调度通讯

     9.21      电力调度室与所辖变电所，同级电力调度室、运营调度及有重要关系的部门之间、与市供电局调度室之间均应设专线电话。

     9.22       工程急修车应配备无线电通讯装置。

     9.23       调度电话应配备录音装置。

9.3      监控设备

     9.31       利用计算机进行远距离数据采集和监控宜作为牵引供电系统进行监控和提高调度运行管理水平的主要手段。

     9.32       监控设备功能至少应包括：

               a.遥信：对各种断路器，隔离开关的有关位置信号、预告信号、各种事故信号等进行报警。

               b.遥测：对交直流电压、电流、功率、电能等量值进行远方测量。

               c.遥控：对断路器、隔离开关进行远方控制。

     9.33      电力调度室宜装设系统模拟显示装置。

     9.34      电力调度室应设置可靠的不间断电源。

     9.35      远动通道应具备必要的传输质量，遥控、遥信的一次传输响应时间以不大于1s为宜，其误码率应小于，变电所应有备用通道。

      9.36      监控装置平均故障间隔时间大于5000h。

附加说明：

         本标准由北京市交通研究所提出并归口。

         本标准由北京市地铁科学技术研究所负责起草并解释，由上海地铁公司、天津地铁公司、广州地下铁道筹建处、湘潭牵引电力设备研究所、北京市公共交通研究所、上海铁道学院、大连市交通公司、北京市地下铁道公司协作起草。