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第1章 供电系统构成及功能划分 1

1.1供电系统构成 1

1.2供电系统按功能划分 1

1.2.1外部电源功能 1

1.2.2主变电所或电源开闭所功能 1

1.2.3中压供电网络功能 1

1.2.4牵引供电系统功能 1

1.2.5动力照明供电系统功能 2

1.2.6杂散电流腐蚀防护系统的功能 2

1.2.7电力监控与数据采集（SCADA）功能 2

1.2.8过电压防护及综合接地系统功能 2

1.3供电系统按设计专业划分 2

1.3.1供电计算（系统）专业 2

1.3.2主变电所专业 3

1.3.3牵引变电所专业 3

1.3.4降压变电所专业 3

1.3.5接触网专业 4

1.3.6动力照明专业 4

1.3.7杂散电流腐蚀防护专业 4

1.3.8电力监控与数据采集与能量监测系统专业 4

1.3.9供电车间专业 4

第2章 主要技术标准与设计原则 6

2.1主要技术标准 6

2.2主要设计原则 8

第3章 供电系统各专业之间及与其他相关专业之间接口界面及细则 13

3.1概述 13

3.2专业代码 15

3.3供电系统内部各专业之间设计接口界面及细则 16

3.4供电系统各专业与系统外部相关专业设计接口界面及细则 24

第4章 供电计算专业 30

4.1专业概述 30

4.2外部电源及主变电所 31

4.2.1外部电源方案形式 31

4.2.2外部电源方案比选 33

4.2.3外部电源及主变电所资源共享 33

4.2.4谐波分析及治理 38

4.2.5无功功率补偿 39

4.3中压网络构成及供电方案 40

4.3.1中压网络的电压等级 40

4.3.2中压网络构成形式 41

4.3.3中压网络电缆 43

4.3.4电能质量 44

4.4牵引变电所分布 45

4.5降压变电所分布 47

4.6主变电所分布 48

4.7供电系统运行方式 48

4.7.1供电系统正常运行方式 48

4.7.2供电系统故障运行方式 49

4.8供电系统的主要参数计算 50

4.8.1牵引供电计算 50

4.8.2配电变压器容量计算 58

4.8.3主变压器容量计算 60

4.8.4接地变压器容量计算 62

4.8.5潮流计算与分析 63

4.8.6交流系统短路计算 73

4.8.7直流系统短路计算 78

4.8.8谐波计算 91

4.8.9需用电功率及年用电量 100

4.9主要设计图纸 100

第5章 主变电所专业 103

5.1所址选择 103

5.1.1变电所选址的意义 103

5.1.2变电所选址的基本要求 103

5.2电气主接线 104

5.2.1电气主接线基本要求 104

5.2.2高压侧接线形式 104

5.2.3几种接线形式比较 105

5.2.4中压侧接线形式 105

5.2.5设计实例 106

5.3主变电所的设备布置 106

5.3.1主变电所总体布置要求 106

5.3.2主变电所设备布置基本要求 107

5.3.3主变电所设备布置实例 108

5.4控制保护和自动装置 109

5.4.1二次回路的设计基本要求 109

5.4.2控制、保护、测量 110

5.4.3继电保护配置及整定计算实例 112

5.5交、直流自用电系统 124

5.5.1交流自用电系统 124

5.5.2直流自用电系统 124

5.5.3事故照明系统 124

5.6主要设计图纸 125

第6章 牵引变电所专业 155

6.1牵引变电所位置确定的基本要求 155

6.2牵引变电所电气主接线 155

6.2.1电气主接线基本要求 155

6.2.2中压主接线形式 155

6.2.3直流主接线形式 156

6.2.4设计实例 158

6.3牵引变电所的设备布置 160

6.3.1牵引变电所总体布置要求 160

6.3.2牵引变电所设备布置基本要求 162

6.3.3牵引变电所设备布置实例 164

6.4牵引变电所的控制保护及自动装置 166

6.4.1二次回路的设计基本要求 166

6.4.2控制、保护及测量 166

6.4.3自动装置 192

6.4.4保护配置及整定计算实例 193

6.5交、直流自用电系统 205

6.5.1交流自用电系统 205

6.5.2直流自用电系统 205

6.6主要设计图纸 205

第7章 降压变电所专业 228

7.1降压变电所位置确定 228

7.2降压变电所电气主接线 228

7.2.1电气主接线基本要求 228

7.2.2中压主接线形式 228

7.2.3 0.4kV配电系统主接线形式 228

7.2.4设计实例 229

7.3降压变电所的设备布置 230

7.3.1降压变电所总体布置要求 230

7.3.2降压变电所设备布置基本要求 230

7.3.3降压变电所设备布置设计实例 230

7.4变电所的控制保护及自动装置 231

7.4.1二次回路的设计基本要求 231

7.4.2控制、保护、测量 231

7.4.3自动装置 233

7.5交、直流自用电系统 233

7.5.1交流自用电系统 233

7.5.2直流自用电系统 233

7.6主要设计图纸 233

第8章 接触网专业 248

8.1专业概述 248

8.1.1柔性架空接触网 249

8.1.2刚性架空接触网 249

8.2设计范围和主要设计原则 249

8.2.1设计范围 249

8.2.2主要设计原则 249

8.3柔性架空接触网 257

8.3.1装配设计 257

8.3.2平面设计 263

8.3.3柔性架空接触网零部件及设备材料的选型 265

8.4刚性架空接触网 268

8.4.1装配设计 269

8.4.2平面设计 269

8.4.3安装配合 271

8.4.4刚性架空接触网零部件及设备材料的选型 271

8.4.5刚性悬挂与柔性悬挂的过渡 272

8.5主要设计图纸 274

第9章 动力照明专业 278

9.1车站动力照明配电方式 278

9.1.1负荷等级划分和供电电源 278

9.1.2动力配电 279

9.1.3照明配电 280

9.2车站动力照明的控制方式 282

9.2.1动力控制 282

9.2.2照明控制 283

9.3区间动力照明 284

9.3.1动力配电及控制 284

9.3.2照明配电及控制 285

9.3.3施工注意事项 286

9.4电线、电缆敷设方法 286

9.5 UPS电源综合系统 288

9.6防雷与接地 289

9.7主要设计图纸 290

第10章 电力监控与数据采集（SCADA）专业 300

10.1专业概述 300

10.2系统构成 300

10.2.1主站监控系统 301

10.2.2子站系统 301

10.2.3系统通道 301

10.2.4复示系统 302

10.3系统主要功能 302

10.3.1系统监控基本内容 302

10.3.2主站监控系统功能 304

10.3.3子站系统功能 308

10.3.4复示系统功能 309

10.3.5系统技术指标 310

10.4能量监测系统 310

10.4.1能量监测管理系统组成 310

10.4.2能量监测功能要求 311

10.5主要设计图纸 311

第11章 杂散电流腐蚀防护专业 314

11.1专业概述 314

11.2杂散电流的产生、腐蚀机理及危害 315

11.2.1杂散电流产生的原因 315

11.2.2杂散电流的腐蚀机理 316

11.2.3杂散电流产生的危害 317

11.3杂散电流腐蚀防护措施对相关专业的要求 319

11.3.1对牵引供电系统的要求 319

11.3.2对轨道系统的要求 319

11.3.3道床屏蔽网（收集网）的要求 320

11.3.4地下主体结构的防护 320

11.3.5高架桥主体结构防护 321

11.3.6绝缘防护措施要求 321

11.3.7车辆段（停车场）内设施的防护要求 322

11.3.8接地系统要求 323

11.3.9运营管理要求 323

11.4杂散电流排流网截面计算 323

11.4.1杂散电流排流网截面计算方法 323

11.4.2杂散电流排流网截面实例计算 324

11.4.3杂散电流排流网的钢筋数计算 325

11.5杂散电流的计算和分析 325

11.5.1杂散电流的相关参数计算 325

11.5.2杂散电流相关参数分析 328

11.6杂散电流监测系统 328

11.6.1杂散电流监测内容 328

11.6.2杂散电流监测方案 330

11.6.3杂散电流监测点设置原则 331

11.6.4杂散电流防护系统主要设备功能和布置 331

11.6.5杂散电流防护监测系统纳入SCADA系统 333

11.6.6杂散电流防护监测系统纳入能耗检测系统 335

11.7主要设计图纸 335

第12章 供电车间专业 340

12.1概述 340

12.2主要设计原则 340

12.3管理机构 341

12.4检修设备配备及要求 341

12.5机构主要职责 342

12.6定员 342

12.7基础设施及房屋配备 342

第13章 节能环保措施 343

13.1节能环保设计 343

13.2选用高效低耗电气设备 344

第14章 主要设备选择原则及技术要求 346

14.1主要设备选型原则 346

14.2主要设备技术要求 348

14.2.1 110kV GIS 348

14.2.2互感器 351

14.2.3主变压器 356

14.2.4干式变压器 364

14.2.5 35kV中性点接地电阻成套装置（接地变与中性点电阻器） 366

16.2.6 35kV气体绝缘开关柜（GIS） 368

14.2.7 0.4kV开关柜 369

14.2.8电力监控与数据采集系统 378

14.2.9牵引整流变压器 378

14.2.10整流器 379

14.2.11 1500V直流开关柜 381

14.2.12交流屏 385

14.2.13直流屏 387

14.2.14杂散电流防护系统设备 390

14.2.15电力电缆、控制电缆与通讯光缆 395

第15章 过电压保护与绝缘配合 405

15.1过电压保护及综合接地总体要求 405

15.2接地 406

15.2.1接地的分类 406

15.2.2系统工作接地的分类 407

15.2.3综合接地系统 408

15.3过电压保护与绝缘配合 410

15.3.1过电压概述 410

15.3.2轨道交通供电系统中常用的过电压保护措施 417

第16章 专题讨论 425

16.1供电系统继电保护的合理配置和整定 425

16.2再生制动能量吸收方案分析 427

16.3框架泄露保护装置可靠性的提高 434

16.4接触网刚性悬挂注意的问题 435

16.5车辆段（停车场）钢轨接地方案 436

参考文献 439