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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 GIS82

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