[工学]第六章地铁与轻轨设备系统课件.ppt
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- 工学 第六 地铁 轻轨 设备 系统 课件
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1、地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统第一节 供配电系统第二节 通风和环境控制系统第三节 给排水及消防系统第四节 通信和信号系统第五节 自动售检票系统地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统第一节第一节 供配电系统供配电系统一、供电方式二、负荷等级三、供配电系统内容四、供电系统管理自动化五、车站动力、照明六、车站人防电气设计七、防雷与接地八、杂散电流防护地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统一供电方式一供电方式 集中式供电 投资大,可靠性灵活性高,客流量大 分散式供电 要求足够的备
2、用容量 混合式供电地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统二负荷等级二负荷等级一级负荷 车站站厅通信信号 事故照明等。二级负荷 车站内一般照明一般风机直升电梯等。三级负荷 广告照明电热设备清洁机械设备等。地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统三供配电系统内容三供配电系统内容供配电系统设计 根据建设要求,同电力部门协商地铁变电所 主变电所牵引降压混合变电所牵引变电所降压变电所变电所选址原则靠近负荷中心电缆线路引入方便地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统设备运输方便独设变电所易靠近地铁线路,同城市规划相协调主变电所 总变电所,两主变
3、压器,两回专用线路牵引供电系统直流牵引系统,牵引变电所牵引电网由接触网和回流网组成接触网(双边供电):接触轨架空接触网地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统降压变电所范围:车站内用电负荷及区间内的用电负荷;12座,接线型式为D/Yn11,高压侧10kV,低压侧0.4kV。变电所的一次接线原则:可靠的基础上力求简单;主变电所:高压侧采用单母线分段,中间不联络;低压侧采用单母线分段中间加联络开关;地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统牵引变电所:高压母线设成备用电源自投的单母线接线方式;降压变电所:高压侧设成单母线分段;低压侧为单母线分段加中间联络开关。
4、变电所内设备选型及安装技术功能要求,成套开关柜,防潮燃爆耐火;室内配电装置各种通道的最小净距见表6-1。地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统设备名称操作通道(mm)离墙距离(mm)变压器800手车开关柜单列布置手车长+900手车开关柜双列布置两个手车长+600开关柜(柜后设维护通道)800 室内配电装置通道最小净距 表6-1地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统 四供电监控系统管理(四供电监控系统管理(SCADA)自动化)自动化控制站系统 工作主机通信设备模拟屏等设备被控站系统 设置RTU,子系统,集中监控通讯系统地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨
5、设备系统地铁与轻轨设备系统五车站动力照明五车站动力照明负荷等级及供电要求一级负荷二级负荷三级负荷交直流屏供电低压母线车站动力设计动力设备采用放射式配电环控设备采用环控电控室集中配电特大负荷由降压室电所配电地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统动力设备的选择及控制方式1)动力设备选择 环境技术工艺经济等要求,优选国产设备2)控制方式 就地距离远程自动控制电缆选择及敷设方式1)铜芯耐火(阻燃)电缆2)沿电缆桥敷设,相关尺寸及距离见表62地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统电缆敷设相关尺寸及距离 表6-2 名称电缆通道(mm)电缆沟(mm)水平垂直水平垂
6、直两侧设支架的通道净宽1 000300一侧设支架的通道净宽900300电缆支架层间距离电力电缆150(200)200(250)控制电缆100电缆支架之间的距离电力电缆1 0001 5001 000控制电路8001 000800车站站台下电缆通道净高人通行部分1 900电缆敷设部分1 300变电所内电缆通道净高1 900电力电缆之间的净距3535地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统车站照明设计照明电源电压及配电形式 0.4kV,36V,220V,交直流电,放射式配电照明的供电原则及控制方式 分组控制,集中控制照度标准(表63)光源选择 功率因数0.85电线电缆的选择及敷设
7、方式 电缆,耐火型(阻燃型)铜芯电缆 电缆桥支架敷设或内部敷设地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统名称平均照度平均照度的平面位置白炽灯荧光灯车站站厅、自动扶梯150250地板车站站台厅150200地板出入口通道、楼梯150200地板出入口地面建筑100250地板区间隧道10轨顶面车站事故照明0.51地板区间隧道事故照明0.5轨顶面渡线、岔线、折返线2025轨顶面车站控制室、控制中心、站长室150250工作面配电室100工作面车辆段车场线1520轨顶面 地下铁道内照度标准 表6-3 地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统六车站人防电气设计六车站人防电
8、气设计人防区域内电源的容量应能保证满足车站内的各类战时设备的用电;引接人防区域内电源的供电系统应与车站降压变电所的供电系统有机结合。引接人防区域内电源的供电系统原理如图64所示;其他设施。地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统图6-4 人防区域内电源的供电系统原理图地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统七防雷与接地七防雷与接地 供电系统中电气装置与设施的外露可导电部分,除有特殊规定外,均应接地;地面与地下交界处(隧道口)的接触网设置线路避雷器,防止雷击;各变电所在高压母线处设置避雷器;各车站设置综合接地网。地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地
9、铁与轻轨设备系统八杂散电流防护八杂散电流防护 防护原则:“防为主、以排为辅、防排结合,加强监测”“防”:隔离控制所有可能的杂散电流泄漏途径,减少杂散电流进入轨道交通系统的主体结构设备及沿线附近的相关设施;“排”:设置杂散电流的收集系统,可将杂散电流尽量限制在本系统内部防治杂散电流继续向本系统以外泄漏;地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统“测”:设置完备的杂散电流监测系统,监测杂散电流的大小,为营运维护提供依据。措施:轨道和直流设备采用绝缘法安装 利用整体道床内结构钢筋的电气连接利用地下隧道、车站结构钢筋的电气连接建立杂散电流监测系统金属管线均应进行绝缘处理 地铁与轻轨第
10、六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统 第二节第二节 通风和环境控制系统通风和环境控制系统一、概述二、舒适图和PMVPPD指标三、地铁环境控制特点四、地铁环控系统分类五、得热量计算六、通风量计算七、防排烟系统八、阻塞通风和通风空调设备地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统一概述一概述地铁环境与设备监控系统(BAS)的设计应针对地铁的特点和各城市的气候环境、经济情况,设置不同水平的BAS。地铁的通风与空调系统应保证内部空气环境的空气质量,温度、湿度、气流组织、气流速度和噪声等均能满足人员的生理及心理条件要求和设备正常运转需要。地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备
11、系统地铁与轻轨设备系统二舒适图和二舒适图和PMVPMD指标指标菱形面积,0.60.8CLO;另一块平行四边形面积,0.81.0CLO;重叠处是推荐的设计条件。图65 ASHRAE舒适图地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统PMVPPD指标,即1984年国际标准化组织提出的评价与测量室内热环境的新标准化方法;PMV(Predicted Mean Vote)是预期平均评价,代表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉。见表64;PPD(Pedicted Percentage of Dissatisfied)是预期不满意百分率,表示对热环境不满意的百分数。PMC-3-2-10+1+2+
12、3感觉 过冷冷稍冷正好稍热热过热 PMC热传感标尺 表 6-4地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统在PMV0处PPD5%,即使室内环境为最佳状态,由于人们的生理差异,还有5的人感到不满意。ISO7730对PMVPPD指标的推荐值为:PPD10,即PMV值在0.50.5之间,相当于在人群中允许有10的人感到不满意。图6-6 PPD与PMV的关系地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统三地铁环境控制特点三地铁环境控制特点地铁内部有四个要求不同的环境:地铁车站的站厅和站台地铁车站内的管理用房和设备用房区间隧道车厢内地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统
13、地铁与轻轨设备系统地铁环境控制的主要特点:基本上与外界隔绝车站和车厢的照度、色调、装饰和布置释放大量的热 噪声不宜消除“活塞效应”发生事故不易救援地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统四地铁环控系统分类四地铁环控系统分类开式系统:“活塞效应”25运量小活塞通风:活塞比0.4 活塞作用机械通风:横向纵向风井闭式系统:温度 25运量大,180屏蔽门系统:屏蔽门隧道用通风系统车站用空调系统地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统五得热量计算五得热量计算列车运行产热 “过程法”列车起动加速过程产热量212212121212221121)00156.027.2(
14、2/1111nLnVmgWnnhhmgQnnVVmQnnWQQnnWWQQQFhdFhdFFhda(6-1)(6-2)(6-3)(6-4)地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统式中:Qn起动加速过程产热量(kW);Qd列车动能的变化(kW);Qh列车位能的变化(kW);WF牵引功(kW);1电机与机械传动系统的总效率;m列车与乘客的总质量(t);V1、V2起始与终了状态的速度(ms);h1、h2起始与终了状态的高程(m);g重力加速度(ms2);V平均速度(ms2);L每个计算点间距离(km);n1、n2修正系数。地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系
15、统列车匀速运行产热212FY)/W(Qnn式中:2匀速运动时,列车电机与机械传 动的平均效率。213311111nnfWQQQFhd式中:QJ制动过程产热(kw);3制动过程列车电机与机械传动的效率;f再生制动回收率。所以列车运行产热量:JYa1QQ Q Q(6-5)(6-6)(6-7)制动过程产热量地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统照明散热 车站内照明一般给出单位面积照明负荷、区间隧道照明一般给出每米隧道长度照明负荷,因此可按下式计算:式中:Q3 车站照明散热(Wm2)Q3区间隧道照明散热(Wkm);F车站站厅和站台面积(m2);L计算区段隧道长度(km);Wg1车
16、站单位面积照明指标;Wg2区间隧道照明指标。一般Wg1可取22Wm2、g2可取6 000Wkm。2313ggLWQFWQ(6-8)地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统接触网散热 12523600nRIQ式中:Q5列车授流时三轨发热量(W);I计算区段流经三轨的平均电流量(A);R三机的电阻R1及走行轨电阻R2之和,一 般 R17.5km,R29.4/km。(6-9)地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统人体散热 可根据乘客所处的位置,分为车站上人体散热和车厢内人体散热。60/1qnQ式中:Q1人体在车站上散热(W);1车站每小时客流(s);2乘客在
17、车站停留时间(s);q乘客散发的热量(Wh人)。人体在车站上散热:(6-10)地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统3600/)(21212LQnnQ人体在车内散热,最终传至隧道内。l)列车装有空调时:式中:Q2人体在车内散热量(W)1列车在计算区段内运行时间(S)2列车在计算区段内停站时间(S)QL列车空调冷凝器散热量(W)(6-11)地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统2)列车不设空调时:3600/)(21213nqnnQ (6-12)式中:n车厢平均乘客数量(人节车厢)设备散热 设备散热一般包括机房设备、广告栏、售检票设备、自动扶梯等。一般可
18、根据设备负荷和各设备效率进行计算。围护结构土壤传热过程是不稳定的传热过程,计算较复杂。工程应用中是以求设备容量为目的,往往简化为稳定的传热过程来计算。围护结构土壤传热地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统六通风量的计算六通风量的计算排除余热量所需通风量)(/360011ttCQQLpc式中:L1排除余热所需风量(m3h);Q计算区段的总得热量(km);Qc计算区段的总传热量(km);p空气密度(kgm3);C空气比热容(kJkgK);tp 排出空气的温度();tj进人空气的温度()。(6-16)地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统)/(2jpShd
19、dGL消除余湿所需风量:式中:L消除余湿所需风量(m3h)GSh余湿量(gh)dp排出空气含湿量(gkg)dJ进人空气含湿量(gkg)(6-17)若车站自成送排风系统时,车站的热量以该计算区段总得热量的 67计算;传热量只计算车站传热面积中的传热部分。地铁与轻轨第六章第六章 地铁与轻轨设备系统地铁与轻轨设备系统)/(3JYCCCL排除二氧化碳所需风量 地铁内的二氧化碳主要来源于乘客散发。隧道衬砌产生的二氧化碳,因其数量很少,工程上可忽略不计。式中:C计算区段内二氧化碳散发量(m3h);CY地铁内空气中二氧化碳的最高容许浓度(Lm3);CJ进人空气中二氧化碳的浓度(L/m3)。(6-19)地铁与
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