GB/T 10411-2005城市轨道交通直流牵引供电系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 直流牵引供电
• GB/T 10411-2005
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店铺： 广通建筑科技图书专营店

出版社： 未知

ISBN：104112005

商品编码：10107608241

丛书名： GBT10411-2005

出版时间：2005-09-01

城市轨道交通直流牵引供电系统
作 者：
出版社：中国标准出版社
译 者：
16开 页数：13 字数：22千字
纸 质 版：18元

 

标准号： GB/T 10411-2005   中文标准名称： 城市轨道交通直流牵引供电系统 ICS： ICS 29.280   英文标准名称： D.C.traction power supply system for urban rail transit 中标分类： S80   发布日期： 2005-05-25 采标情况：   实施日期： 2005-11-01 标准个数：   作废日期： 发布单位： 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会

内容简介

本标准规定了城市轨道交通直流牵引供电系统中供电方式、牵引变电所、电缆、接触网、牵引供电保护装置及电力调调度的主要性能指标和设备运行指标等。 本标准适用于城市轨道交通直流牵引供电系统。 本标准不适用于城市有轨电车供电系统。

城市轨道交通直流牵引供电系统设计与运行 引言 随着城市化进程的不断加速，城市轨道交通已成为现代都市不可或缺的交通动脉。高效、可靠的牵引供电系统是保障城市轨道交通安全、稳定运行的基石。本文旨在深入探讨城市轨道交通直流牵引供电系统的设计理念、关键技术、运行维护以及未来发展趋势，为相关从业人员提供理论指导和实践参考。 第一章 城市轨道交通直流牵引供电系统的基本概念与组成 1.1 城市轨道交通直流牵引供电系统的定义与作用 城市轨道交通直流牵引供电系统，通常指为城市轨道交通车辆（如地铁、轻轨、有轨电车等）提供直流电力的系统。其主要作用是将外部电网或其他电源的能量，经过一系列转换、控制和分配，最终安全、稳定地输送给运行中的列车，驱动其牵引电机，实现车辆的行驶。一个优秀的牵引供电系统，不仅要满足列车的动力需求，还要确保人员和设备的绝对安全，并具备一定的经济性和环保性。 1.2 系统的基本组成部分 城市轨道交通直流牵引供电系统是一个复杂而精密的集成系统，其主要组成部分包括： 变电站（Substation）: 这是整个系统的核心枢纽。变电站负责接收来自外部高压电网（如220kV、110kV、35kV等）的交流电，通过降压变压器将其电压降低至适合整流的等级，再通过整流设备（通常为晶闸管换流器或二极管整流器）将其转换为直流电。同时，变电站还承担着电压调节、功率因数补偿、保护和监控等功能。一个典型的直流牵引供电系统会设置多个变电站，以实现供电区域的覆盖和供电可靠性的提升。 直流馈线（DC Feeder）: 变电站输出的直流电通过直流馈线输送到接触网或第三轨。直流馈线通常采用铜导线或铝导线，其截面积需要根据供电距离、列车运行负荷以及允许的电压降来设计。为了减少线路损耗和提高供电质量，直流馈线的设计需要精细计算，并考虑敷设方式（如架空、地埋等）。 接触网或第三轨（Catenary or Third Rail）: 这是直接向列车提供电力的装置。 接触网: 主要用于架空线路，由承力索、contact wire（直接与受流器接触的导线）、吊索等组成，通过支架、腕臂等固定在立柱上。接触网的设计需要考虑导线张力、导电性能、耐磨性、耐腐蚀性以及机械强度，以保证受流器能够稳定可靠地接触。 第三轨: 主要用于地下或地面线路，是一条敷设在轨道旁的导电轨，列车通过受流器直接接触第三轨取流。第三轨的优点是结构紧凑，但其安全防护要求更高，通常会设置绝缘罩。 受流器（Current Collector）: 安装在列车车顶（接触网）或车侧（第三轨）的装置，负责从接触网或第三轨上“获取”电能，并将其输送到列车的牵引变流器。受流器需要具备良好的导电性、弹性和耐磨性，并能适应接触网或第三轨的起伏变化。 轨道（Rail）: 在直流牵引供电系统中，轨道通常作为回流回路，将电流从列车经由车轮、轨道流回变电站，构成完整的电流回路。因此，轨道也需要具备良好的导电性，并通过可靠的连接确保电流的顺畅回流。 保护与控制设备: 包括断路器、熔断器、继电器、避雷器、监控系统等。这些设备协同工作，用于保护系统免受短路、过载、雷击等故障的影响，并实现对供电系统的远程监控和操作，确保系统的安全稳定运行。 1.3 供电方式（单轨、双轨、多轨） 单轨供电（Single Feeder）: 适用于供电距离较短、负荷要求不高的线路，通常采用一段直流馈线连接变电站和接触网/第三轨。这种方式结构简单，成本较低，但供电可靠性相对较差，一旦馈线或供电设备发生故障，将导致大范围停电。 双轨供电（Double Feeder）: 在单轨供电的基础上，增加一条并联的直流馈线。这样，当一条馈线发生故障时，另一条馈线可以继续供电，大大提高了供电的可靠性。双轨供电方式是城市轨道交通直流牵引供电系统中应用最广泛的供电方式。 多轨供电（Multiple Feeder）: 在双轨供电的基础上，增加更多的直流馈线，或者将整个供电区域划分为多个供电区段，每个区段独立供电。这种方式可以进一步提高供电可靠性，并有效减少短路电流，对保护设备的选型也更为有利。适用于大型、复杂的轨道交通网络。 分区供电（Sectionalization）: 城市轨道交通的接触网/第三轨通常会被划分为多个供电区段，每个区段由独立的馈线供电，并通过隔离开关（Isolator Switch）与相邻区段隔开。这样，当某个区段发生故障时，可以隔离故障区段，而不影响其他区段的正常运行。这是一种提高系统可靠性和便于故障隔离的重要手段。 第二章 城市轨道交通直流牵引供电系统的设计原则与关键技术 2.1 供电可靠性设计 供电可靠性是城市轨道交通牵引供电系统设计的首要原则。这涉及到： 冗余设计: 采用双路或多路供电，关键设备（如变压器、整流器、馈线）进行冗余配置，确保单点故障不会导致全线停运。 故障隔离: 合理划分供电区段，配置快速动作的保护和隔离设备，能够在故障发生时迅速隔离故障源，减少停电范围和时长。 电源接入: 考虑从两个或两个以上独立电网接入，提高系统对外部电网故障的抵御能力。 应急电源: 在关键区域或重要站点，考虑设置应急电源，以备不时之需。 2.2 供电质量与电压要求 电压稳定: 牵引供电系统的直流电压需要保持在一定的范围内，以满足列车牵引电机的运行要求，并防止因电压过高或过低对牵引设备造成损害。电压波动（Ripple）也需要控制在允许的范围内，以减小对列车电气设备的干扰。 电压降控制: 在直流馈线、接触网/第三轨以及受流器与车辆之间，都存在一定的电压降。设计需要精确计算并控制这些电压降，以保证列车在任何运行工况下都能获得充足的电压。 电磁兼容性（EMC）: 牵引供电系统会产生电磁干扰，需要采取措施减小对通信、信号等系统的影响，并防止外部电磁干扰对牵引系统自身的安全运行造成影响。 2.3 安全保护设计 过电流保护: 设置断路器、熔断器等，在发生短路或严重过载时，能迅速切断电源，保护设备和人员安全。 过电压保护: 使用避雷器等设备，防止雷击或其他原因引起的过电压损坏设备。 接地保护: 完善的接地系统是保障人员和设备安全的关键。 漏电保护: 针对接触网/第三轨的绝缘问题，需要设置漏电检测和保护装置。 绝缘设计: 接触网/第三轨及相关绝缘件的绝缘性能至关重要，需要满足相应的绝缘等级要求。 防触电设计: 对于第三轨等暴露式供电设备，需要设置防护罩、警告标识等，防止人员意外触电。 2.4 接地系统设计 接地系统是牵引供电系统安全的重要组成部分，主要包括： 工作接地: 用于连接设备的正常运行回路，如变电站的整流器输出端。 保护接地: 用于连接设备的金属外壳，当设备发生漏电时，能将故障电流导入大地，保护人员安全。 重复接地: 在可能的情况下，对某些导电部分进行多次接地，以降低接地电阻，提高接地效果。 接地网: 在变电站等区域，构建完善的接地网，降低整体接地电阻。 轨道接地: 轨道作为回流回路，也需要良好的接地措施，并与变电站的接地系统有效连接。 2.5 变电站设备选择与布置 变压器: 选择合适的容量、电压等级和冷却方式的变压器。 整流设备: 根据技术和经济性选择晶闸管换流器（SCR）或二极管整流器。晶闸管换流器具有更好的调压和功率因数调节能力，但成本较高。 开关设备: 选择高压和低压开关设备，如断路器、隔离开关等，并确保其性能满足系统要求。 保护和测量仪表: 配置齐全的保护继电器、测量仪表，用于监测系统运行状态和进行保护。 站用电: 为变电站内部的照明、通风、空调、监控等设备提供可靠的电源。 2.6 接触网/第三轨的设计与安装 接触线材料: 选择具有良好导电性、耐磨性和抗腐蚀性的材料，如铜合金。 张力调节: 保持接触网/第三轨具有适当的张力，以保证受流器与导线之间的稳定接触。 安装精度: 接触网/第三轨的安装高度、水平度和垂直度需要精确控制，以适应列车运行。 绝缘子选型: 选择耐候性好、绝缘性能高的绝缘子，并正确安装。 结构强度: 支架、腕臂等结构件需要具备足够的强度，能承受导线的拉力、风载等作用。 2.7 监控与通信系统 SCADA系统（Supervisory Control And Data Acquisition）: 采用SCADA系统对牵引供电系统进行集中监控和管理，包括变电站的运行状态、直流电压、电流、负荷等参数的实时监测，以及远程操作（如开关合断）。 通信网络: 建立可靠的通信网络，用于传输监控数据和指令。 故障报警: 系统应具备自动故障报警功能，及时通知运行人员进行处理。 第三章 城市轨道交通直流牵引供电系统的运行与维护 3.1 日常运行管理 负荷管理: 合理安排列车运行计划，避免出现过大的负荷集中，保持系统运行在设计负荷范围内。 电压监控: 实时监测直流电压，确保其在允许范围内，并及时处理电压异常情况。 设备状态监测: 定期对变电站设备、馈线、接触网/第三轨等进行状态检查，及时发现隐患。 环境因素关注: 关注天气变化（如高温、低温、雨雪、大风等），做好相应的防护措施。 3.2 设备维护与检修 预防性维护: 按照设备制造商的建议和维护规程，定期对设备进行清洁、润滑、紧固、检查和测试，以预防故障发生。 故障诊断与排除: 建立有效的故障诊断流程，快速准确地定位故障原因，并采取相应的维修措施。 计划性检修: 制定年度、月度检修计划，对设备进行系统性检查和维护，延长设备使用寿命。 备品备件管理: 建立完善的备品备件库，确保关键部件的及时更换。 3.3 安全管理 人员培训: 对运行维护人员进行专业的培训，提高其技术水平和安全意识。 安全操作规程: 严格执行安全操作规程，严禁违章作业。 定期安全检查: 定期对供电设备及周边环境进行安全检查，及时消除安全隐患。 应急预案: 制定完善的应急预案，并定期组织演练，提高应对突发事件的能力。 第四章 城市轨道交通直流牵引供电系统的发展趋势 4.1 智能化与信息化 大数据分析: 利用大数据技术对历史运行数据进行分析，预测设备故障，优化运行策略。 人工智能应用: 探索人工智能在故障诊断、状态评估、运行优化等方面的应用。 物联网技术: 将传感器、通信模块等集成到设备中，实现设备的互联互通，提高监控的精细化程度。 4.2 绿色环保与节能降耗 高效率设备: 采用更高效率的变压器、整流器等设备，降低能源损耗。 能量回馈技术: 推广能量回馈技术，将列车制动时产生的能量回馈给电网，实现能量的再利用。 优化线损: 通过优化线路设计、提高导电材料等方式，降低线路损耗。 4.3 供电模式的创新 混合供电模式: 探索直流与交流混合供电模式，发挥各自优势。 无线供电技术: 关注无线供电技术在轨道交通领域的应用前景。 4.4 设备可靠性与寿命的提升 新材料应用: 探索使用更耐磨、耐腐蚀、高强度的材料，提升设备的使用寿命。 先进制造工艺: 采用更先进的制造工艺，提高设备的加工精度和可靠性。 结论 城市轨道交通直流牵引供电系统是保障城市交通命脉的重要基础设施。随着城市轨道交通的不断发展，对牵引供电系统的可靠性、安全性、经济性和环保性提出了更高的要求。通过深入理解系统组成、遵循科学的设计原则、掌握关键技术、加强运行维护，并积极拥抱智能化、绿色化等发展趋势，必将能够构建更加先进、高效、可靠的城市轨道交通直流牵引供电系统，为城市的可持续发展提供强有力的支撑。

评分☆☆☆☆☆

我在学习城市轨道交通的电力牵引技术时，经常会遇到各种各样的问题，尤其是在直流供电系统这块。我一直对这个领域很感兴趣，也一直在寻找一本能够系统梳理这些知识的书。我最关心的是，这本书是否能帮助我理解直流牵引供电系统的基本构成，比如接触网、回流线、变电站等等，它们各自的功能是什么，又是如何协同工作的。我也想知道，在设计和运行过程中，有哪些重要的参数需要考虑，比如电压等级、电流容量、以及功率损耗等等。更重要的是，我希望这本书能够解释清楚，为什么在城市轨道交通中会选择直流牵引供电系统，它的优点和缺点分别是什么，与其他供电方式相比，它有哪些独特的优势。我希望它能用清晰易懂的语言，把我从一个对这个领域知之甚少的学生，变成一个能够基本掌握其原理和技术的学习者。

评分☆☆☆☆☆

最近在研究城市轨道交通的规划建设，想了解一下国内在这方面的技术规范。我之前读过一些关于城市轨道交通的文章，但总觉得有些宏观，不够具体。我特别关注的是，在城市轨道交通的建设过程中，关于供电部分的标准究竟是怎么规定的。毕竟，供电系统的稳定性直接关系到整个交通网络的运行效率和乘客的安全。我希望这本书能够详细地阐述直流牵引供电系统在城市轨道交通中的具体应用，比如它的设计原则、关键技术参数、以及与现有电网的连接方式等等。我尤其想知道，它在安全性方面有哪些具体要求，例如短路保护、接地方式、以及电磁兼容性等问题，有没有明确的规定。我想了解，这本书是否能为我们提供一个全面、系统的直流牵引供电系统设计框架，帮助我们理解其核心的原理和技术细节。我对它的内容非常期待，希望它能够成为我深入了解这个领域的敲门砖，为我的工作提供有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对城市基础设施建设充满兴趣的普通市民，我对城市轨道交通系统一直有着浓厚的关注。我总是好奇，支撑着我们每天穿梭于城市间的地铁和有轨电车，它们背后的电力系统究竟是怎样的。特别是当提到“直流牵引供电系统”时，我就在想，这个系统究竟是怎么工作的？它是否像我们家里的电路一样简单？我想了解，它在技术上有什么特别之处，能够满足城市轨道交通这种庞大而复杂的系统对电力的需求。我希望这本书能够以一种比较易于理解的方式，向我这样的非专业读者介绍直流牵引供电系统的基本原理，比如它是如何将电力输送到列车上的，又是如何保证列车平稳运行的。我希望它能解答我的一些基本疑问，让我能够对这个与我们生活息息相关的城市基础设施有更深一层的认识和了解。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我是在一次关于城市轨道交通供电系统优化的讨论中偶然听说的。当时大家都在说，随着城市轨道交通的飞速发展，其供电系统的可靠性和效率就变得愈发关键。我所在的单位正好负责城市轨道交通的一些核心设备的研发，因此对这类专业性很强的标准非常感兴趣。我一直觉得，一个国家的标准，尤其是在高科技领域，就像是基石，支撑着整个行业的发展。有了明确的标准，大家在设计、施工、验收的时候才有了统一的依据，才能保证工程的质量和安全。特别是直流牵引供电系统，它的稳定运行直接关系到列车的正常运行，一旦出现问题，影响会非常大。我关注的是，这本书里到底有没有对直流牵引供电系统的几个关键技术点，比如高压直流输电技术、能量回馈系统的应用、以及智能监控和故障诊断等方面，有没有给出一些前瞻性的、具有指导意义的规定。毕竟，技术在不断进步，标准也需要与时俱进，才能真正发挥作用。我希望它能为我们这些一线工程师提供一些切实可行的指导，帮助我们解决实际工程中遇到的难题，甚至引领我们去探索更先进的技术方向。

评分☆☆☆☆☆

我是一名城市轨道交通领域的从业者，平时工作中接触到很多关于供电系统的技术问题。我最近在做一个项目，需要深入了解直流牵引供电系统的设计和实施细节。我特别关注这本书是否对直流牵引供电系统的可靠性和稳定性方面有详细的阐述。比如说，在面对突发故障时，系统如何保证供电的连续性？如何进行故障的检测和定位？以及如何快速有效地进行故障排除？我还想知道，书中是否会涉及一些关于系统设计的优化建议，例如如何提高能量利用效率，降低运行成本，以及减少对环境的影响。我希望这本书能够为我们提供一些实操性的指导，帮助我们在实际工程中避免一些潜在的问题，提高供电系统的整体性能。我非常期待能从这本书中获得一些有价值的经验和技术信息，为我的工作提供有力的支持。