-
大连地铁
1
、
2
线供电系统
主变电所供电能力分析
（针对铁三院方案三）
北京城建设计研究总院有限责任公司
2010
年
9
月
1
2
目
录
1
、中压网络构成方案
.
............................................. .................
错
误！未定义书签。
2
、中压环网供电分区划分方案
.
......................................... ...............................
5
3
、中压网络环网电缆设计与潮流计算
...
..................................................
.
6
4
、计算与分析方法
.... .................................................. .................................................
7
5
、中压环网电缆选择及设置方案
........................................ ..........................
7
6
、计算与分析验证内容
.< /p>
............................................ ..............................................
8
7
、计算结果与分析
.... .................................................. .................................................
8
8
、研究结果分析
..... .................................................. ....................
错
误！未定义书签。
3
大连地铁
1
、
2
号线主变电所供电能力分析
1
、中压网络构成方案
中压网
络既可以采用大分区环网供电方式，也可以采用小分区环网供电方
式。一般情况下，大分
区中压供电网络（如：杭州地铁）
，主变电所之间两个供
电分区带
8
～
10
座变电所。
小分区两座主变电所 之间供电网络带
4
～
5
座变电所，
中压供电网络正常运行方式下分级不超过
4
级。
（
1
）
主所之间大分区供电网络的特点：
1
）
电缆数量少：每个供电分区带
8
～
10
座变电所，供电分区之间为
2
路
35kV
环网电缆环入环出，电缆数量少。
< p>
2
）
建设投资小：随着铜材料涨 价，电缆价格居高不下，由于电缆供电
范围内的负荷较高，电缆截面较大，也就增加了建
设投资，与小分
区方案比较，还是节省投资。
3
）
可靠性低：由主变电所单独给各变 电所提供电源，下级的各变电所
之间，设有联络电缆，分区相互之间没有电力支援，当下
级某座变
电所的两路进线电源失电时，整个分区失电，影响范围较大。
4
）
继电保护选择性：
大分区方案采用差动
+
过流保护的方案。
在继电保
护选择性不满足要求的情况下，线路设置差动保护，在差动保护退
出条件下，投
入过流保护，过流保护不设置级差选择性。
（
2
）
主所之间小分区供电网络的特点：
1
）
电缆数量多：每个供电分区带
4
～
5
座变电所，供电分区之间为
2< /p>
路
35kV
环网电缆环入环出，电缆数量多。
2
）建设投资大：随着铜材料涨价，电缆价格居高不下，由于供电分 区
较小，同一断面上存在多回路电缆的情况，电缆数量多。
< p>
3
）可靠性高：每个供电分区供电范围内的变电所数量较少，当一个供
电分区故障时，受影响的范围较小。
4
）继 电保护选择性：小分区方案采用差动
+
过流保护的方案。线路设置
差动保护，在差动保护退出条件下，投入过流保护，过流保护设置
级差选择性，
可以有效的缩小故障范围，便于查找故障。
4
5
）节能效果差：由于正常运行方式下，小 分区方案需要设置多路馈线
开关，虽然供电分区所带的供电负荷较小，分区内的负荷电流
小，
在分区系统内的电能损耗小，但是综合建设成本高，用铜量高，节
< br>能效果一般。
综上以上分析，考虑到大分区和小分区的方案各有
优缺点，可以吸
收大小分区的优点综合利用。
建议本工程在两座主变电所 之间采用大分
区的双环网供电方式，其他分区采用小分区的方案。
2
、中压环网供电分区划分方案
为降低系统电压损失，
当一座主变电所退出运行时，
降低主变电所间的负荷
矩，
一号线一座主变电所设置
4
个供电分区，
在攻城街站设置与二号线的中压环
网联络开关。
二号线两 座主变电所设置
7
个供电分区，
构成环式供电，
在 春光街
站、西安路站、革镇铺站设置中压环网联络开关。
I
段母线计
序
供电分区
号
（
kW
）
一号线
东海公园、东海新
1#
供电分
1
区
广场、中山广场
2#
供电分
2
区
胜利广场、友好街、
一二九
街、长春路、
七十九中
3#
供电分
3
区
攻成街、会展中心、
星海广
场、医大二
院、黑石礁
4#
供电分
4
区
学苑广场、海事大
学、
高新园区、
河口、
车辆段
10405.38
4608.45
28.0%
6666.3
6837.3
25.1%
7276.05
6828.75
26.2%
区、
东港广场、
港湾
4257
6880.5
20.7%
（
kW
）
供电范围
算容量
算容量
配率
I
段母线计
功率分
所属电源
开环点
位置
学苑广场
主变电所
功成街
站
5
二号线
1#
供电分
5
区
2#
供电分
6
区
进路
春光街、
香工街、
沙
3#
供电分
7
区
街、西安路
4#
供电分
8
区
5#
供电分
9
区
6#
供电分
10
区
革站、革镇堡站
后革站、卫生中心、
7#
供电分
11
区
镇、南关岭
体育中心、南关岭
6740.1
6587.1
25.6%
张前路、
前革站、
中
7146.45
11408.85
35.7%
松路、
张前路停车场
南林路站、机场站、
学、马栏广场
< p>
湾家、
红旗西路、
南
9745.43
1575
21.8%
交通大学、师范大
1244.25
7541.55
16.9%
河口火车站、兴工
7456.05
7578.45
38.6%
松江路、
东纬路、
促
6690.6
6672.6
34.3%
路、泉水路
中华广场、千山路、
车辆段、
姚家、
< p>华北
5536.8
5017.5
27.1%
泉水路主
变电所
春光
街
站、
西安
路站
张前路主
变电所
革镇堡
站
3
、中压网络环网电缆设计与潮流计算
在确定中压供电网络接线方案的同时，
需要对中压供电网络在各种运行方式
下的电压、
电流和功率分布进行计算和分析，
即进行潮流分布计算及分 析，
通过
对中压供电网络潮流分部的计算与分析，
可进一 步验证中压供电网络系统的合理
性、可靠性和安全性，并可以对中压环网电缆截面进行选
择。
以下将根据中压供电网络推荐方案（第三个方案）
，进行潮流分布计算与分
析。
6
4
、计算与分析方法
（
1
）根据工程经验及电缆选择原则，首先初步确定电缆设置 方案；
（
2
）针对中压供电网络的不同 运行方式，计算各种运行方式下的功率分布、电
流分布和压降；
（
3
）参照《地铁设计规范》
（
GB50157-2003
）中的相关规定，对各种运行方式
下功率分布
、
电流分布和压降的计算结果进行分析，
以验证所选择的电缆截面是
否能满足供电系统各种运行方式的需要，是否还有可以优化的余地；
5
、中压环网电缆选择及设置方案
（
1
）电缆选择原则
< br>1
）
35kV
电缆载流量能够满足远期高峰小时牵引负荷和 动力照明负荷的要求，
即在正常运行方式下，
能够满足其向所在供电范围 内的全部牵引负荷及动力照明
负荷的供电要求。
2
）当
110/35kV
主变电所正常运行，环网中任一回路< /p>
35kV
进线电缆故障时，
另一回路
35k V
电缆载流量能满足向其所在供电范围内的牵引负荷和动力照明全
部负荷
供电要求。
3
）当一座主变电所
/
二级电源开闭所故障解列时，中压环网电缆的载流量满足
该电缆供电范围内的
高峰小时牵引负荷和动力照明一、
二级负荷的用电需求，
以
保证轨道交通线路在
1
座变电所退
/
二级电源开 闭所退出运行时，继续运营。
4
）电缆能承受系统在各 种运行方式下的短路电流，满足轨道交通安全性要求
和不同敷设环境的要求。
（
2
）电缆设置方案
< p>
电缆截面按回路在各种工况下的最大负荷电流计算，
对于互为备用线路，
< p>一
路退出运行，
另一路承担其一、
二级负荷的供电，
线路末端电压损失压差不超过
5%
。此外，通过不同供电 分区的负荷合理配置，避免截面预留过大而造成浪费。
6
、计算与分析验证内容
中压供电网络潮流分布计算与分析验证的主要内容包括：
7
（
1
）
中压供电网络系统中各变电所的母线电压是否在设计允许范围内；
（
2
）
中压供电网络系 统中的中压电缆，
在各种运行方式情况下，
是否出现过负
荷情况；
（
3
）
中压供电网络系统中，供电分区中的功率分布是否平衡；
（
4
）
中压供电网络系统电缆的选择。
7
、计算结果与分析
本计算结
果主要包括：
各种运行方式下主变电所至车站变电所母线处的电压
降、主
变电所馈线电缆（即车站变电所的电源进线电缆）所承担的负荷容量，系
统电缆流经的电
流。
根据主变电所运行方式，分四种最严重情况对中压网络电压损失进
行计算。
（
1
）
2
号线泉水路主所解列，
2
号线全线一、二级负荷由张前路主所供电。< /p>
1
）潮流构造图
详细内容请见附件
CAD
图
2
）功率分布
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
变电所位置
促进路站
东苇路站
松江路站
千山路站
中华广场站
车辆段
姚家站
华北路站
泉水路站
春光街站
供电距离（
m
）
27869
27099
25634
24493
23227
27186
26186
23284
22021
13820
I
段母线计算负荷
（
kw
）
519.75
315
5147.1
393.75
315
1102.5
315
3804.3
315
315
II
段母线计算负荷
（
kw
）
519.75
315
315
393.75
5129.1
4072.5
315
315
315
6050.7
8
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
香工街站
沙河口火车站站
兴工街站
西安路站
交通大学站
师范大学
马栏广场站
南关岭
南关岭镇站
体育中心
卫生中心
后革站
革镇堡站
中革站
前革站
张前路站
机场站
南林路站
湾家站
红旗西路站
南松路站
张前路停车场
12999
12090
11202
10375
8381
7609
6674
18837
17049
15465
14118
12926
11445
10136
8868
6973
4171
3294
5471
4596
2300
1000
315
315
393.75
6117.3
535.5
393.75
315
913.5
315
4881.6
315
315
315
519.75
4988.7
567
441
315
315
315
5542.2
3573.23
315
315
393.75
504
535.5
393.75
6612.3
5327.1
315
315
315
315
4388.4
519.75
315
567
5303.7
315
315
315
441
504
1
）
压降与电流
（分以 下两种情况：
①
2
号线全部采用截面
240
电缆
（已
9
经考虑电缆乘以系数）
< p>②
1
、
2
、
5
、
6
、
7
分区采用
120
电缆，
3
、
4
分区采用
< p>240，
第六、
第七分区已经考虑电缆系数）
③压降与电流
（
1
、
2
分 区采用
185
电缆、
5
、
6
、
7
分区采用
120
电缆，
3
、
4
分区
采用
240
）
①
2
号线全部采用截 面
240
电缆
泉水路主变电所退出运行
（
2
号线全部采用
240
电缆）
供电距离
（
m
）
I
段进线电
流（
A
）
II
段进线电
流（
A
）
供电分区
I
供电分区
II
段进线电
段进线电
压损失
（
%
）
压损失
（
%
）
序号
变电所位置
2
号线供电分区一、二、三、四
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
促进路站
东苇路站
松江路站
千山路站
中华广场站
车辆段
姚家站
华北路站
泉水路站
春光街站
香工街站
沙河口火车站站
兴工街站
西安路站
交通大学站
师范大学
27869
27099
25634
24493
23227
27186
26186
23284
22021
13820
12999
12090
11202
10375
8381
7609
9.53
15.30
109.64
116.86
122.63
20.21
25.98
95.71
101.48
229.89
235.66
241.44
248.66
360.78
370.60
377.81
9.53
15.30
21.07
28.29
122.30
74.65
80.42
86.19
91.97
289.06
294.84
300.61
307.83
317.07
326.88
334.10
4.59
4.59
4.57
4.48
4.37
4.29
4.28
4.22
4.13
3.51
3.37
3.22
3.06
2.90
2.37
2.16
4.82
4.81
4.80
4.78
4.75
4.77
4.71
4.54
4.46
3.90
3.72
3.53
3.33
3.14
2.67
2.48
10
17
马栏广场站
6674
383.59
455.30
1.90
2.25
2
号线供电分区六、七
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
南关岭
南关岭镇站
体育中心
卫生中心
后革站
革镇堡站
中革站
前革站
张前路站
机场站
南林路站
18837
17049
15465
14118
12926
11445
10136
8868
6973
4171
3294
16.74
22.52
111.99
117.77
123.54
129.31
138.84
230.28
240.67
248.75
254.53
97.64
103.41
109.19
114.96
120.74
201.17
210.70
216.47
226.86
324.08
329.96
2.26
2.24
2.21
2.10
2.00
1.86
1.74
1.61
1.28
0.78
0.62
2.78
2.65
2.53
2.42
2.32
2.18
1.99
1.79
1.49
1.02
0.81
2
号线供电分区五
29
30
31
湾家站
红旗西路站
南松路站
5471
4596
2300
5.77
11.55
113.13
5.77
11.55
19.63
0.22
0.21
0.19
0.06
0.05
0.03
2
号线张前路停车场
32
张前路停车场
1000
65.49
9.24
0.05
0.01
②
1
、
2
、
5
、
6
、
7
分区采用
120
电缆，
3
、
4
分区采用
240
，第六、第七分区已经
考虑电缆系数
泉水路主变电所退出运行（<
/p>
1
、
2
、
5
、
6
、
7
分区采用
120
电 缆，
3
、
4
分区采用
240
）
11
序号
变电所位置
供电距离
（
m
）
I
段进线电
流（
A
）
II
段进线电
流（
A
）
供电分区
I
供电分区
II
段进线电
段进线电
压损失
（
%
）
压损失
（
%
）
2
号线供电分区一、二、三、四
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
促进路站
东苇路站
松江路站
千山路站
中华广场站
车辆段
姚家站
华北路站
泉水路站
春光街站
香工街站
沙河口火车站站
兴工街站
西安路站
交通大学站
师范大学
马栏广场站
27869
27099
25634
24493
23227
27186
26186
23284
22021
13820
12999
12090
11202
10375
8381
7609
6674
9.53
15.30
109.64
116.86
122.63
20.21
25.98
95.71
101.48
229.89
235.66
241.44
248.66
360.78
370.60
377.81
383.59
9.53
15.30
21.07
28.29
122.30
74.65
80.42
86.19
91.97
289.06
294.84
300.61
307.83
317.07
326.88
334.10
455.30
5.1411
5.1329
5.1078
4.9677
4.8020
4.6845
4.6619
4.5775
4.4421
3.51
3.37
3.22
3.06
2.90
2.37
2.16
1.90
5.2888
5.2806
5.2555
5.2286
5.1885
5.2117
5.1281
4.8667
4.7448
3.90
3.72
3.53
3.33
3.14
2.67
2.48
2.25
2
号线供电分区六、七
18
19
20
南关岭
南关岭镇站
体育中心
18837
17049
15465
16.74
22.52
111.99
97.64
103.41
109.19
3.76
3.7237
3.6797
4.62
4.40
4.20
12
21
22
23
24
25
26
27
28
卫生中心
后革站
革镇堡站
中革站
前革站
张前路站
机场站
南林路站
14118
12926
11445
10136
8868
6973
4171
3294
117.77
123.54
129.31
138.84
230.28
240.67
248.75
254.53
114.96
120.74
201.17
210.70
216.47
226.86
324.08
329.96
3.4938
3.3209
3.0955
2.8870
2.67
2.1325
1.3016
1.0329
4.02
3.85
3.63
3.31
2.98
2.47
1.69
1.34
2
号线供电分区五
29
30
31
湾家站
红旗西路站
南松路站
5471
4596
2300
5.77
11.55
113.13
5.77
11.55
19.63
0.33
0.3211
0.2914
0.09
0.0803
0.0506
2
号线张前路停车场
32
张前路停车场
1000
65.49
9.24
0.07
0.01
③压降与电流
（< /p>
1
、
2
分区采用
185
电缆、
5
、
6
、
7
分区采用
120
电缆，
3
、
4< /p>
分
区采用
240
）
泉水路主变电所退出运行（
1
、
2
分区采用
185
电缆、
5
、
6
、
7
分区采用
12 0
电缆，
3
、
4
分区采用
240
）
供电距离
（
m
）
I
段进线电
流（
A
）
II
段进线电
流（
A
）
供电分区
I
供电分区
II
段进线电
段进线电
压损失
（
%
）
压损失
（
%
）
序号
变电所位置
2
号线供电分区一、二、三、四
1
2
3
促进路站
东苇路站
松江路站
27869
27099
25634
9.53
15.30
109.64
9.53
15.30
21.07
4.8460
4.8393
4.8187
5.0382
5.0315
5.0109
13
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