广州市轨道交通七号线供电设计.docx
- 文档编号:723794
- 上传时间:2023-04-29
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:175.58KB
广州市轨道交通七号线供电设计.docx
《广州市轨道交通七号线供电设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《广州市轨道交通七号线供电设计.docx(14页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
广州市轨道交通七号线供电设计
广州市轨道交通七号线供电设计
一.广州市轨道交通七号线线路概述
广州市轨道交通七号线线路西起番禺区的广州新客站,向东南行进穿越番禺区的钟村,之后转向东北,经过番禺区的汉溪、新造与化龙,再穿越珠江之后,止于黄埔区的大沙地,预留远期延伸至萝岗中心区的条件。
线路全长约28.312km,均为地下线路,共设14座车站,其中换乘站5座,其线路如下图1所示。
二.广州市轨道交通七号线牵引变电所供电设计
1.牵引变电所设计原则
根据《地铁设计规范》(GB50157—2007)知,牵引变电所的设置因考虑一下原则:
1)满足直流牵引供电系统运行方式要求,其中包括双牵引整流机组双边供电、单牵引整流机组双边供电、大双边供电、双牵引机组单边供电
2)满足牵引网电压损失允许值要求,其是影响牵引变电所数量的关键因素。
2.广州市轨道交通七号线牵引变电所布点方法及初步布点
1)牵引变电所布点方法
通过查阅相关资料知,七号线各站名及间距如下表1所示。
表1站名及间距
站名
站间距(km)
大洲车辆段
2.83
―
广州新客站
1.309
石壁东站
1.52
谢村站
2.055
钟村站
1.995
汉溪长隆站
2.215
鹤庄站
1.595
官堂站
1.07
金坑站
2.583
市头站
2.942
新造站
-
由上知:
平均站间距1.920km,最大站间距2.942km,为南村至新造区间,最小站间距1.070km,为官堂至金坑区间,各车站间的站间距相差较大,本文初步采用以线路中间车站设牵引变电所为基点进行布点,即指在广州七号线一期工程中,初在汉溪长隆站和鹤庄站设牵引变电站,然后根据牵引网最大电压损失允许值向线路两端延伸,完成整条线路牵引变电所的布点。
2)广州七号线牵引变电所初步布置
采用单位指标法,由资料知广州七号线采用1500V架空接触网方式,且一期工程为广州新客站至新造段,线路全长约18.2km,牵引变电所平均间距为2.50km,则设该条线路上牵引变电所数量:
结合布点方法,先将广州一期线路牵引变电所设置如下:
地铁车站
是否设置牵引变电所
广州新客站
是
石壁东站
否
谢村站
是
钟村站
是
汉溪长隆站
是
鹤庄站
是
官堂站
否
金坑站
是
市头站
是
新造站
是
3.广州市轨道交通七号线牵引变电所供电计算
由查阅资料知,牵引网电压损失和走行轨对地电位是牵引变所设计必须遵从的两个设计原则,本文严格按照此设计原则对初步设置的牵引变电所进行牵引变电所的供电计算。
(1)以广州客运站为例进行牵引变电所供电计算
1.各相关计算公式
A.列车质量:
B.牵引变电所馈线平均电流
广州七号线采用双边供电:
(A)
C.牵引变电所馈线有效电流
(A)
D.牵引变电所母线有效电流
E.最大平均电压损失
F.走行轨电压损失
2.带入数据计算
根据查阅资料的七号线区间(距离、时分、能耗)统计数据见附录3,带入数据计算:
广州新客站-谢村站区间(广州新客站牵引变电所容量)
行车方向
上行
下行
发车对数
30
30
停站时间
95
95
运行时间
203.69
191.68
给电时间
37.75
37.45
区间总时间
298.69
286.68
给电能耗(KW·h)
40.10
40.03
电流间断系数
7.91
7.66
区间平均列车数m
2.49
2.39
区间平均电流I
322.21
335.12
馈线平均电流IA
401.00
400.30
馈线有效电流IXA
937.02
937.28
母线有效电流IXΣ
1441.37
牵引所功率PΣ
2338.26
牵引所容量SΣ
2572.09
区间距离
2.829
2.829
最大平均电压损失
11.93
12.05
走行轨对地电位
4.77
4.82
功率损耗
35.98
36.04
起动电压损失
79.35
79.20
由上可知,广州新客站-谢村站区间的牵引网电压损失和走行轨对地电位大小都符合《地铁设计规范》(GB50157—2003)见附录xx,则知在广州新客站设置牵引变电所合理,且有
广州新客站牵引变电所容量为2*1250KW
(2)广州七号线一期工程各站牵引变电所供电计算和相关牵引变所容量
按照
(1)中计算广州站的计算方法,一次对各站相关变电所进行牵引变电所供电计算,其具体过程见附录xx,现将结果列为如下表:
计算区间
最大平均电压损失
走行轨对地电位
功率损耗
起动电压损失
牵引所容量SΣ
选择牵引容量
广州新客站
广州新客站-谢村站
11.93
4.77
35.98
79.35
2572.09
2*1250KW
石壁东站
谢村站
谢村站-钟村站区间
5.47
2.19
12.59
54.75
3569.39
2*1500KW
钟村站
中村站—汉溪长隆站
4.87
1.95
11.34
53.21
2764.47
2*1500KW
汉溪长隆站
汉溪长隆站—鹤庄站
4.90
1.96
11.61
59.14
2732.89
2*1500KW
鹤庄站
鹤庄站—金坑站
16.83
6.73
50.41
76.14
3881.21
2*2000KW
官堂站
金坑站
金坑站—市头站
13.06
5.22
11.64
70.81
3891.71
2*2000KW
市头站
市头站—新造站
15.32
6.13
14.82
82.30
2936.95
2*1500KW
新造站
市头站-新造站区间
14.32
9.53
12.10
81.83
2809.89
2*1500KW
(3)用列车单位能耗法对牵引变电所进行供电计算和对比验证
列车能耗法计算平均电流,从而验证牵引网电压质量和确定牵引变电所容量,现已广州新客站为例。
列车单位能耗法计算列车区间平均电流
(A)
列车单位能耗法
列车质量
区间平均电流
馈线平均电流
馈线有效电流
320.84
727.23
905.07
2114.89
320.84
772.80
923.10
2161.40
列车电流曲线
320.84
322.21
401.00
937.02
320.84
335.12
400.30
937.28
由上表知:
列车单位能耗法计算结果与列车曲线法有明显差异,即在实际设计过程中不能太过于依靠行车专业提供的统计值,应更多的根据实际情况进行设计和计算。
三.广州市轨道交通七号线降压变电所供电设计
1.降压变电所设计原则
降压变电所将中压电能转换为低压电能,向车站、区间、车辆段、控制中心所有低压用电负荷提供电源。
一般每个车站设一座降压变电所,对于规模较大的车站和车辆段、停车场可根据具体情况增设跟随式降压变电所。
2.降压变压器容量确定原则
配电变压器输出380/220电压,供车站及各相邻半个区间的动力、照明用电,其容量应满足正常运行工况和故障运行工况的运行要求。
正常运行工况,两台变压器分列运行,各供动力、照明一半负荷,其负荷率为70%左右;故障运行,由一台变压器向整个车站及区间动力、照明一、二级负荷供电,满足轨道交通的正常运营。
3.配电变压器容量计算
(1)配电变压器容量计算过程
A.计算负荷
采用单位指标法、系数法进行负荷计算,针对城市轨道交通,由经验,可取单位指标为150w/m2,折合为225VA/m2,需要系数取0.75,则
有:
B.无功补偿容量
地铁动力设备使用大量的风机、水泵、电梯,功率因数在0.8以下,导致事个配电系统功率因数较低。
采用低压集中自动补偿方式,每段0.4KV母线上装设电容自动补偿装置。
达到补偿后功率因数大于0.9
C.配电变压器容量计算
《地铁设计规范》(GB50157—2003)规定:
配电变压器的容量选择应满足一台配电变压器退出运行时,另一台配电变压器能负担供电范围内远期的一、二级负荷。
降压变电所配置两台配电变压器,按照供电范围内一、二级计算负荷选择容量,并考虑参差系数。
(2)配电变压器容量计算
通过查阅相关资料知广州七号线各站台动力照明负荷如附录2,现以广州新客站为例:
1).广州新客站负荷计算
总有功容量
计算有功
计算无功
总负荷
1246.8KW
1004.9KW
659.53KW
计算视在功率
1202KW
计算功率因数
=0.84
补偿无功容量
I、II计算负荷
947.8KW
761.65KW
531.45KW
III负荷
299KW
243.25KW
128.08KW
配电变压器计算负荷
947.8
685.49
350.22
配电变压器计算容量
769.77KVA
2).广州新客站配电变压器计算容量和配电变压器选择
类型
容量S(KVA)
单台运行时负载率
正常两台欲运行负载率
是否选择
A
1250
61.58%
48.08%
否
B
800
96.22%
75.13%
是
C
630
122.19%
95.4%
否
由上表知:
单台变压器运行时负载率<100%,可选标称容量S=800kVA的变压器,负载率为96.22%。
正常运行时,变压器总容量为1600kVA,一、二、三级负荷总功率S=1202kVA,负载率为75.13%左右,满足设计要求。
四.广州市轨道交通七号线主变电所供电设计
1.主变电所设计原则
根据《地铁设计规范》(GB50157—2003)要求,主变电所的选址原则符合以下原则:
1)靠近负荷中心,邻近城市轨道交通线路布置
2)满足中央网络电缆压降要求
3)满足城市轨道交通供电网络规划中主变电所资源共享要求
4)与城市规划、城市电网规划相协调
2.主变电所数量及其位置
主变电所数量取决于负荷分布及大小(负荷力矩),以满足中压网络电缆的压降设计要求,我国城市轨道交通主变电所均设置两台主变压器,互为备用。
正常情况下,两台变压器并列运行,各负担约为50%的用电负荷。
本文广州七号一期线路也采用两台主变压器。
查阅相关资料,两台主变电压器首选位置考虑在线路长度的1/4,及3/4处,即指广州七号线主变电所设在谢村站和金坑站。
3.供电分区的划分
通过查阅相关资料,一般取四到五个各供电分区,根据负荷大小和供电距离的长短,为保持负荷矩平衡,本文采用四个分区:
第一分区:
广州新客站、石壁东站、谢村站
第二分区:
中村站、汉溪长隆站
第三分区:
鹤庄站、官堂站、金坑站
第四分区:
市头站、新造站
4.用潮流分析对供电分区进行电压降落校验和潮流计算
本文以第一分区为例,从线路末端到主变电所和从主变电所到线路末端,对线路电压降进行计算,计算结果为:
第一供电分区的潮流计算:
相关参数:
广州站至石壁东站
石壁东站到谢村站
牵引变电站有功和无功计算:
配电变电站有功和无功计算:
牵引变电站有功和无功损耗计算:
配电变电站有功和无功损耗计算:
广州站至石壁东站的线路为
石壁东站到谢村站为:
广州站变压器容量:
=4315.8+j4555.6
=40.2+j25.73
线路功率损耗:
线路电压损耗:
石壁东站输入侧功率:
石壁东站变压器容量:
石壁东站输出侧功率:
线路功率损耗:
线路电压损耗:
谢村站输入侧功率:
谢村站变压器容量:
=4315.8+j4555.6
=40.2+j25.73
石壁东站输出侧功率:
第二分区总容量为:
各个分区电压降落为:
主变电所到线路末端
线路末端到主变电所
末端电压
电压偏移
主变电所电压
电压偏移
第一分区
33.6
4%
34.12
2.52%
第二分区
34.89
0.31%
34.33
1.92%
第三分区
33.86
3.26%
33.99
2.89%
第四分区
34.55
1.29%
34.10
2.58%
由上表知,各供电分区的划分符合中压网电缆的压降要求,线路末端电压偏移在5%以内,即该供电分区设计可行。
各分区容量:
总容量
第一分区
15.70MKA
第二分区
10.21MKA
第三分区
19.59MKA
第四分区
11.37MKA
正常运行时,两台主变压器共同承担本所供电范围内的用电负荷;当一座主变压器退出运行时,另一台主变压器承担本所范围内的一、二级负荷;当相邻变电所退出运行时,由该主变电所承担本身及相邻变电所的负荷,因此本文广州七号线主变电所容量为56.87MKA,选择为:
五.广州市轨道交通七号线供电系统图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 广州市 轨道交通 七号线 供电 设计
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)