X地铁站35KV变电所电气一次部分初步设计 -开题报告-文献综述-参考文献

（一）国内研究现状

北京地铁第一工程于1969年10月基本建成，于197 0年1月开始试运营。

城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。随着我国国民经济的持续快速发展，城市化进程的加快，城市交通越来越拥挤，堵塞情况越来越严重，解决城市交通问题越来越迫切。城市轨道交通的众多优点是缓解甚至解决城市交通拥挤的很好选择。

地铁是我国大型城市公共交通的重点发展方向，而可靠的供电时地铁安全运营的重要保障，功能强大的地铁供电变电所又是保证供电质量的基础。地铁的供电电源要求安全可靠，通常由城市电网供给。目前，国内各城市对地铁及城市轨道交通的供电一般有三种方式，即分散供电方式、集中供电方式、分散与集中相结合的混合供电方式。

分散供电方式是指沿地铁线路的城市电网（通常是10KV电压等级）分别向各沿线的地铁牵引变电所和降压变电所供电。其前提条件是城市电网在地铁沿线有足够的变电站和备用容量，并能满足地铁牵引供电的可靠性要求。

集中供电方式是指城市电网（通常是110KV或66KV电压等级）向地铁的专用变电所供电，地铁供电变电所的一次设备、运行方式及其管理模式与大电网变电站有一定的差异，地铁供电变电所按功能划分主要有：主变电所、牵引变电所、降压变电所和跟随所4种类型。主变电所再向地铁的牵引变电所和降压变电所供电，地铁自身组成完整的供电网络系统。近几年新建的地铁系统多采用集中供电方式，如上海、广州、深圳地铁等。

分散与集中相结合的供电方式是上述两种供电方式的结合，可充分利用城市电网的资源，节约投资，但供电可靠性不如集中式供电方式，管理亦不够方便。

本文探讨的石厦地铁站就是采用的集中供电方式。在深圳，地铁的主变电所将110KV电网电压降到35KV后，通过35KV环网电缆向各牵引降压混合变电所（一个地铁站里同时有牵引变压所和降压所）和降压所供电。牵引所通过整流机组整流出直流1500V（或DC750V）电压给列车供电，是列车专用电源来源；降压所将电压降为400V/230V给地铁站及区间线路供电，是除了列车用电的所有设备的用电来源。跟随所和降压所作用大致相同，一般存在于大的车站，这样可以分担和减少降压变电所的负荷，也符合经济要求。

（二）国外研究现状

     1863年，世界上第一条地铁在伦敦建成通车（采用蒸汽机车牵引），标志着城市快速轨道交通在世界上诞生。这比我国地铁发展早整整一个世纪以上。1881年一辆有轨电车在德国柏林工业博览会上展示，标志着轨道交通牵引变电所对特殊性，增添了许多高压开关及其配电的特殊应用及研究。1888年美国弗吉尼亚洲里士满市世界第一条有轨电车投入运行，开启了牵引变电所的实际应用及其前景无限。二战后经过短暂的经济恢复后，地下铁道建设随着全世界经济起飞而启动、加快。二十世纪70年代和80年代是各国地下铁道建设的高峰。发达国家的主要大城市如纽约、华盛顿、芝加哥、伦敦、巴黎、柏林、东京、莫斯科等已完成了地铁网络的建设。据粗略统计，已经有百多个城市建有三百多条轨道交通线路。同时也说明了轨道交通变电所的设计及其应用越来越广泛。

轨道交通变电所，特别是地铁变电所，在地下设置变电所要考虑很多：安全性、实用性、环境性、经济性等。长期在地下几十米的密封空间运行，安全性级别要求高，地下环境的影响要求设备质量高，狭小的空间要求设备绝缘性能好等。

气体金属封闭开关设备（GIS）在高可靠性、缩小体积、减轻质量免维护等方面的要求很好地应用于地铁等这些特殊场所。

为满足用户对气体金属封闭开关设备（GIS）在高可靠性、缩小体积、减轻质量免维护等方面的要求，国外一些公司对应用最广泛的110kv电压等级GIS在原来基础上进行了大量地改进工作。例如ABB公司从1969年开始提供GIS，90年代初期，总结和吸收了该公司在世界各国已经投产运行的5000多个SF6 GIS间隔生产及运行经验的基础上，开发研制体积更小、质量更轻的GIS开关设备，进一步提高了110kvGIS的价格性能比。此外，西门子公司、法国阿尔斯通公司、日本三菱公司等公司都研究开发相关GIS产品，不断提高设备的安全可靠性能，提高竞争力。

柜体气体绝缘金属封闭开关设备（C-GIS），是高压GIS产品在中压领域的拓展。它是采用低气压的SF6气体、N2气体或混合气体作为开关设备的绝缘介质，用真空或SF6为灭弧介质，将母线、断路器、隔离开关等中压元件集中封闭在箱体中，综合运用现代绝缘技术、开断技术、制造技术、传感技术、数字技术生产的集智能控制、保护、监视、测量、通讯于一体的高新技术产品。具有体积小、重量轻、安全性能好、可靠性高、能适应恶劣环境条件下使用等优点。

1982年西门子公司首次在汉诺威展览会上展出了8DA10/8DB10型配真空断路器的SF6气体绝缘开关设备。之后国外许多公司纷纷效仿，各自开发了自己的产品。

由于现代科学技术的发展，电力网容量的增大，电压等级的提高，综合自动化水平的需求，使变电所设计问题变得越来越复杂。自从计算机技术深入到电力系统以来，国外微机监测技术应用较为普遍。变电所综合自动化系统，及保护、远东、监控为一体，是一种分布式的综合自动化装置，其把继电保护、远动技术、参数监测等各种功能分布在各个单片机上，而这些单片机通过计算机网络连接起来一个有机的自动化装置。

我国现在许多变电站的设备仍然是采用国外品牌机器，特别是一些特种变电所，地铁行业里，变电所一些高压开关柜、配电装置等，只有国外大品牌的产品才能符合用户需求，而国内一些开关就算勉强能应用但也问题多多，经久都难以磨合成功。例如：ABB公司、西门子公司、德国佛朗克集团等，现在就广泛应用与地铁行业。

     

二、^范文提纲

绪论..........................................................................................................................1

变电站类型......................................................................................................1

设计原则及目的..............................................................................................1

原始资料分析……......................................................................................…1

电气主接线设计……..............................................................................................1

概述..................................................................................................................1

主接线方案选择..............................................................................................1

主接线方案拟定..............................................................................................1

主变压器容量、台数及型号的选择................................................................1

所用电设计............................................................................................................1

短路电流计算........................................................................................................1

电气设备的选择...................................................................................................1

概述................................................................................................................1

一般选择要求................................................................................................1

选择原则........................................................................................................1

断路器选择计算............................................................................................1

隔离开关选择计算........................................................................................1

母线的选择....................................................................................................1

电流互感器的选择........................................................................................1

电压互感器的选择........................................................................................1

配电装置的选择....................................................................................................1

概述................................................................................................................1

高压配电装置的选择....................................................................................1

防雷设计................................................................................................................1

概述................................................................................................................1

防雷保护的设计............................................................................................1

结论..............................................................................................................................1

参考文献......................................................................................................................1

致谢..............................................................................................................................1

附录..............................................................................................................................1

三、参考文献

1、 卢新军.我国变电站设计的新趋势[R]. 西安：陕西省电力设计院，2001

2、 姚春球. 发电厂电气部分. 中国电力出版社. 2007年

3、 周泽存，沈其工，方瑜，王大忠，高电压技术[M]. 北京：中国电力出版社

4、 何仰赞，温增银，电力系统分析[M]. 武汉：华中科技大学出版社，2002

5、 黄纯华，发电厂电气部分课程设计参考资料[M]. 北京：中国电力出版社，1998

6、 王学新.  电力网及电力系统. 水利电力出版社. 2007年

7、 湖南电力学校主编. 发电厂变电所电气设备. 水利电力出版社.  2005年

8、 何仰赞, 温增银, 汪馥英, 周勤慧. 电力系统分析. 华中理工大学出版社. 2005年

9、 电力工业部西北电力设计院.电力工程电气设计手册：电气一次部分. 中国电力社.1998

10、深圳地铁三号线运营公司变电培训教材（第一版） 地铁内部资料 2009年