地铁供电系统及电气设施的维护与故障处理PDF电子书下载

第1章 地铁供电 1

1.1 地铁的概念 1

1.1.1 外部电源及主变电站 4

1.1.2 内桥连接方式及内桥特点 4

1.1.3 外桥连接方式及外桥特点 4

1.1.4 牵引供电 5

1.2 地铁的供电布局及路网基本形式及车辆 7

1.2.1 地铁供电布局 7

1.2.2 地铁环网供电技术的应用形式 8

1.2.3 其他常见的地铁供电方式 9

1.2.4 地铁供电系统的供电方式的选择 10

1.2.5 中压供电系统 11

1.2.6 地铁车站及车辆 11

1.2.7 地铁车辆的组成及路网形式 11

1.2.8 地铁车辆的内部设备 12

1.2.9 地铁车辆的编组原则 12

1.2.10 地铁列车的速度 12

第2章 地铁的供（馈）电系统 13

2.1 地铁的交流供电系统及接地系统 13

2.1.1 地铁的交流供电系统 13

2.1.2 地铁变电站的接地系统 15

2.2 地铁供电系统的回路结构与变电站的种类 18

2.2.1 地铁供电系统的回路结构 18

2.2.2 地铁供电系统电压等级和变电站的种类 19

2.3 地铁110kV／35kV／10kV供电及直流馈电系统的分析 27

2.3.1 供、馈电的标准 27

2.3.2 直流馈电系统 29

2.3.3 地铁供电系统中母线和母线之间的联络 31

2.4 地铁400V低压供电系统及电缆检测 32

2.4.1 地铁400V供电系统 32

2.4.2 电缆检测 34

2.4.3 电力电缆绝缘电阻的测量 35

2.4.4 地铁电力设备的绝缘电阻测试 36

2.5 地铁主变电站、子变电站和开闭所的运行与维护 37

2.5.1 主变电站 37

2.5.2 地铁主变电站综合自动化系统 41

2.5.3 子变电站 42

第3章 地铁变电站主要设备及运行和维护 50

3.1 主变电站、子变电站变压器的电参数及运行与维护 50

3.1.1 主变电站的主要设备 51

3.1.2 地铁主变电站变压器及其母线的接线方式 53

3.1.3 地铁变压器的额定容量与负荷能力 55

3.1.4 变压器的绝缘老化 56

3.1.5 变压器的日常维护及运行中的检查 56

3.1.6 地铁电力变压器的接线组别及并联规则 57

3.1.7 地铁变配电站的种类 58

3.1.8 变压器并联运行应满足的条件 58

3.1.9 变压器的常见故障、检测、试验及保护 59

3.1.10 地铁变电站变压器的检测、试验 60

3.1.11 对地铁主变压器的运行要求及保护 61

3.2 地铁主变断路器、隔离开关、GIS组合电器的常见故障分析 65

3.2.1 断路器 65

3.2.2 隔离开关 76

3.2.3 GIS 82

3.3 电压、电流互感器的原理及检修、无功补偿 90

3.3.1 互感器 90

3.3.2 互感器的检修 94

3.3.3 电容器组、SVG功率模块、滤波及阻波器 96

3.4 电抗器、消弧线圈、接地变压器和零序电流的接地保护 100

3.4.1 电抗器 100

3.4.2 接地变压器 102

3.4.3 零序电流的保护 103

3.4.4 小电流接地系统 104

3.4.5 小电流接地电网单相接地故障的选线装置 105

3.5 故障录波器 107

3.5.1 故障录波器简介 107

3.6 避雷器、绝缘子及绝缘电阻摇测、电磁兼容及牵引电动机 113

3.6.1 避雷器 113

3.6.2 绝缘子、绝缘套管 116

3.6.3 绝缘电阻及摇测 117

3.6.4 电磁兼容 117

3.6.5 地铁列车的牵引电动机 119

第4章 地铁变电站二次回路控制及综合自动化柜、交直流屏的运行与维护 122

4.1 地铁变电站二次回路及保护的分类 122

4.1.1 地铁变电站二次回路的定义 122

4.1.2 地铁变电站二次回路的作用 122

4.1.3 地铁变配电站的继电保护 124

4.1.4 微机保护装置 124

4.1.5 测量二次回路绝缘电阻的方法 125

4.1.6 二次设备 125

4.1.7 二次回路 126

4.1.8 二次接线图 126

4.1.9 二次回路电缆截面积 126

4.1.10 更换电缆的注意事项 126

4.1.11 清扫二次回路注意事项 126

4.1.12 调测二次回路注意事项 127

4.2 继电保护、二次回路的分析和故障检修 127

4.2.1 继电保护 127

4.2.2 二次回路的分析 128

4.2.3 二次回路故障的检修方法 129

4.3 互感器、零序电流互感器及其接线 132

4.3.1 电流互感器 132

4.3.2 微机差动保护用电流互感器 134

4.3.3 电压互感器 136

4.3.4 零序电流互感器的原理及应用 137

4.4 断路器的控制、闭锁、防跳回路和安／秒特性 139

4.4.1 断路器的控制 139

4.4.2 断路器的防跳（跳跃闭锁）控制回路 141

4.4.3 闭锁回路 143

4.4.4 断路器的储能回路 144

4.4.5 直流断路器 145

4.4.6 断路器的安／秒特性 146

4.5 隔离开关的逻辑关系及控制和闭锁回路 148

4.5.1 隔离开关 148

4.5.2 隔离开关电气闭锁的原理 150

4.5.3 隔离开关电动机回路 151

4.5.4 电动操作机构操作失灵的处置 152

4.6 SVC、SVG、AVC无功补偿系统及电容器组的投、切 153

4.6.1 SVC、SVG、AVC三种无功补偿方式 153

4.6.2 FC滤波装置 158

4.6.3 地铁主变电站电容器组运行及投切注意事项 158

4.7 综合自动化柜（信号盘）的原理及控制回路 161

4.7.1 地铁综合自动化系统 161

4.7.2 综合自动化计算机操作 167

4.8 交直流屏的原理及控制回路 170

4.8.1 地铁站用微机型交直流屏 170

4.8.2 地铁交直流屏的作用和原理 171

4.8.3 直流充电系统中的故障现象 172

第5章 地铁变电站电气设备巡视、操作、检修 176

5.1 35kV高压开关柜的巡视、操作和检修 176

5.1.1 35kV高压开关柜 176

5.1.2 35kV高压开关柜巡视检查 181

5.1.3 35kV开关柜的日常检修 187

5.1.4 35kV开关柜操作 191

5.2 400V开关柜的巡视、操作及检修 197

5.2.1 400V系统双电源供电方式 197

5.2.2 400V开关柜的巡视 198

5.2.3 400V低压开关柜的操作 199

5.2.4 400V开关柜的日常检修 204

5.3 750V／1500V直流开关柜的巡视、操作及检修 204

5.3.1 牵引降压混合变电站直流开关柜的配置 204

5.3.2 750V／1500V直流柜养护、操作及检修作业 208

5.4 动力变压器的巡视、操作及检修 216

5.4.1 动力变压器 216

5.4.2 动力变压器的巡视操作及检修 217

5.5 整流柜的巡视、操作及检修 221

5.5.1 地铁子变电站整流机组 221

5.5.2 整流柜的巡视及检修 222

5.6 综合自动化柜的巡视、操作及检修 226

5.6.1 地铁子变电站综合自动化系统 226

5.6.2 综合自动化系统巡视作业 227

5.6.3 综合自动化系统的操作 230

5.6.4 综合自动化系统的日常检修 236

5.7 交直流屏原理及巡视、操作、检修 239

5.7.1 交、直流屏的定义及作用 239

5.7.2 地铁变电站交直流屏、直流系统的名词解释 241

5.7.3 交、直流屏的工作原理 242

5.7.4 交、直流屏的巡视 243

5.7.5 交、直流屏的日常检修 245

5.8 EPS原理和巡视、操作、检修 249

5.8.1 EPS电源的工作原理 249

5.8.2 地铁EPS电源的日常巡视 253

5.8.3 EPS应急电源的检修 254

5.9 双电源切换装置（双切箱）的工作原理和巡视、操作、检修 256

5.9.1 双电源转换开关 256

5.9.2 地铁供电系统中双电源切换装置的巡视作业要求 260

5.9.3 双切箱的操作 262

5.9.4 双切箱的日常检修 264

5.9.5 检修过程中的注意事项 264

5.9.6 作业内容（周期半年） 265

第6章 地铁输电线路保护、双边联跳保护、倒闸操作及操作电源 266

6.1 输电线路的保护和双边联跳 266

6.1.1 输电线路的保护和双边联跳原理的分析 266

6.1.2 输电线路的保护原理 267

6.1.3 地铁输电线路的电流保护 269

6.1.4 电网的距离保护 270

6.1.5 双边联跳保护 271

6.1.6 方向过电流保护 273

6.2 倒闸操作 276

6.2.1 倒闸操作的定义 276

6.2.2 倒闸操作前的规定 278

6.3 操作电源 279

6.3.1 操作电源及接线方式 279

6.4 站用交直流系统 282

6.4.1 站用交流系统 282

6.4.2 站用直流系统 285

6.5 二次设备操作及接地系统 288

6.5.1 二次设备操作及接地 288

6.5.2 二次设备接地 292

第7章 地铁运营供电系统事故及SCADA瘫痪的应急处理 293

7.1 地铁运营事故的分析 293

7.1.1 地铁供电系统应急事故的处理流程 294

7.1.2 值班要求 294

7.1.3 抢修车辆管理 294

7.1.4 料具管理 294

7.1.5 预案编制及修订 294

7.1.6 抢修演练 294

7.1.7 应急信息汇报 295

7.1.8 预案启动 295

7.1.9 应急送电 295

7.1.10 抢修出动 295

7.1.11 现场抢修 296

7.1.12 抢修作业安全 296

7.1.13 应急分析 296

7.1.14 火灾、爆炸 296

7.1.15 恶劣天气 297

7.2 数据采集与监控系统 297

7.2.1 SCADA的主站系统 297

7.2.2 SCADA硬件系统 298

7.2.3 SCADA硬件系统各部件的功能 298

7.3 SCADA系统主要功能及故障处置 298

7.3.1 地铁SCADA系统主要功能 298

7.3.2 SCADA系统瘫痪的故障处置 301

7.4 短路电流及计算 304

7.4.1 短路电流 304

7.4.2 短路电流的计算 305

7.4.3 供电系统各种元件电抗的计算 305

7.4.4 短路容量和短路电流的计算 307

7.4.5 双边联跳保护 308

7.4.6 控制短路电流造成的危害措施 309

7.4.7 短路冲击电流的计算 310

7.5 单、双边、跨区供电故障的处置 310

7.5.1 单、双边供电、跨区供电 310

7.5.2 故障现象和处置 313

7.6 di／dt、ΔI和框架泄漏保护 314

7.6.1 直流馈电柜的di／dt、 ΔI和框架泄漏保护细则 314

7.6.2 电流上升率di／dt的保护 314

7.6.3 ΔI电流增量的保护 315

7.6.4 两种保护的整定值 316

7.6.5 A-D转换器 317

7.6.6 数字式控制和DCP-116框架漏电保护装置 318

7.6.7 DCP-116框架漏电保护装置的工作原理 319

第8章 地铁变电站（所）员工应知应会（技能考核试卷） 321

8.1 地铁供电值班员工技术应知应会 321

8.2 地铁变电站值班员安全知识考核 326

8.3 地铁变电站值班员基本技能考核 328

8.4 地铁变电站值班员消防知识考核 331

8.5 地铁安全防汛演练 335

结束语 337

参考文献 338