城市轨道交通供电系统概论（程永胜）(第二版)

第二版前言
党的二十大报告指出：“坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。”“推动能源清洁低碳高效利用，推进工业、建筑、交通等领域清洁低碳转型。”这为建设和运营“绿色城轨”“智慧城轨”指明了方向。“交通强国，城轨担当”。党的十八大以来，我国城市轨道交通加快推进创新驱动、转型发展、产业变革，提升运营服务品质，推进高质量与高效率并重发展，从“城轨大国”向着“城轨强国”迈进。预测“十四五”期间，我国城市轨道交通运营里程将增加5000km，总量将达到13000km，员工人数预计达到637万（中国城市轨道交通协会统计信息）。
城市轨道交通供电系统是城市轨道（城轨）列车、车站和线路的动力源，它既为城市轨道交通运输提供电能，也为城市轨道交通运营安全提供技术保障，是建设运营绿色城轨、智慧城轨的必然选择。
本书在第二版修订过程中，编者收集了郑州、广州、成都、宁波等城市轨道交通供电系统设计、施工和运营维护技术文件，认真吸纳了《地铁设计规范》《城市轨道交通工程项目规范》《电力系统技术导则》《供配电系统设计规范》《电气简图用图形符号》等国家标准，主要修订内容如下：按照实用、简洁的思路，对第一、二、五、六章相关内容进行了梳理、调整、充实、更新，使之与当前城市轨道交通供电系统技术设备保持同步。根据读者的建议，在第六章中增加了城市轨道交通供电系统接地的相关内容。
本书以“问题导入—学习要点—内容讲解—复习思考—阅读材料”为编写结构，旨在方便读者自主学习，利于教师授课，“内容讲解”强调城市轨道交通供电系统专有技术与设备的知识，“阅读材料”作为供电系统通用知识的补充，力争实现重点突出、系统完整的知识体系。
本书由中国铁路武汉局集团有限公司武汉供电段高级工程师程永胜担任主编，郑州铁路职业技术学院李学武教授担任主审。编写分工如下：程永胜编写第一、二章，并负责全书统稿工作；郑州铁路职业技术学院吉鹏霄、中国铁路武汉局集团有限公司武汉供电段段昊斌共同编写第三章；北京铁路电气化学校杨洁编写第四章；湖南铁道职业技术学院李永胜编写第五、六章及附录。
本书编写过程中，得到了相关设备厂家、地铁运营公司的大力支持，他们提供了大量技术资料，在此表示衷心感谢。
由于编者水平所限，书中难免存在不完善之处，请广大读者特别是从事轨道交通供电系统设计、施工和产品制造、运营维修工作的人员提出意见和建议。

编者
2023年4月



第一版前言
目前城市轨道交通迅猛发展，为广大乘客提供了快捷舒适、安全环保的交通方式，也成为解决大城市交通拥堵的有效手段。
供电系统是城市轨道交通的动力源泉。本书遵照国家最新颁布的《城市轨道交通技术规范》（GB 50490—2009）、《地铁设计规范》（GB 50157—2013）等技术条文，结合相关设计院、工程局、地铁公司、生产厂家的技术资料、运营文件，全貌性、概要性地介绍城市轨道交通供电系统中变电所、接触网、电力监控系统等设施、设备的结构、原理及运营维护要点。
本书共分六章：第一章介绍城市轨道交通和城市轨道交通供电系统的概况。第二章介绍主变电所、降压变电所、牵引降压混合变电所的电气主接线、设备配置、运行方式以及中压环网结构与运行，以及整流机组、直流开关柜的结构原理与维护。第三章介绍柔性接触网、刚性接触网、第三轨的结构以及适用范围、优缺点、运行要点。第四章介绍城市轨道交通直流供电系统继电保护的设置、工作原理。第五章介绍电力监控系统的结构与功能。第六章从杂散电流的产生机理入手，扼要分析了杂散电流的腐蚀原理、危害性，详细讲述了杂散电流腐蚀防护的具体措施、杂散电流监测的原理与设备、杂散电流排流的原则与设备等。
本书每章基本上按照“问题导入—学习要点—内容讲解—复习思考—阅读材料”的模式编写，旨在引导读者学习，利于教师授课。本书可作为高等职业技术学院轨道交通类专业的教学用书，也可作为城市轨道交通行业职工培训以及技术人员参考用书。
本书由李学武担任主编。编写分工如下：李学武编写第一章、第二章、第五章、第六章，并负责全书统稿工作，吉鹏霄编写第三章，杨洁编写第四章。
编写过程中，编者参阅了大量技术资料，这些资料主要来源于郑州、上海、成都、广州、武汉等地的地铁公司、海南金盘电气有限公司、厦门ABB开关有限公司、上海西门子开关有限公司、镇江大全赛雪龙牵引电器有限公司、徐州中矿大传动与自动化有限公司(现为江苏国传电气有限公司)、中铁第四勘察设计集团有限公司、中铁电气化勘测设计研究院等等，在此一并致谢。
由于编者水平所限，书中难免存在错误或不完善之处，请广大读者特别是从事轨道交通供电系统设计、施工和产品制造、维修工作的人员提出意见和建议。读者可以通过邮箱xuewu6981@163com和编者共同探讨与本书相关的技术问题。

编者
2015年5月

本书遵照《城市轨道交通工程项目规范》（GB 55033—2022）、《地铁设计规范》（GB 50157—2013）等技术条文，结合相关设计院、工程局、地铁公司、生产厂家的技术资料、运营文件，全貌性、概要性地介绍城市轨道交通供电系统中变电所、接触网、电力监控系统等设施、设备的结构、原理及运营维护要点。
本书可作为高等职业教育轨道交通类专业的教学用书，也可作为城市轨道交通行业职工培训用书以及技术人员的参考用书。

第一章城市轨道交通供电系统运营1
第一节城市轨道交通运营1
第二节城市轨道交通供电系统运营7
复习思考16
阅读材料16

第二章城市轨道交通变电所运营与维护21
第一节主变电所运营与维护21
第二节中压供电网络运营与维护32
第三节降压变电所运营与维护39
第四节牵引降压混合变电所运营与维护44
第五节直流开关柜操作与维护51
复习思考58
阅读材料58

第三章城市轨道交通接触网运营与维护67
第一节地铁接触网概述67
第二节柔性架空接触网运营与维护73
第三节刚性架空接触网运营与维护79
第四节第三轨运营与维护84
复习思考88
阅读材料88

第四章城市轨道交通继电保护装置运营与维护89
第一节城市轨道交通供电系统继电保护配置89
第二节整流机组继电保护装置运营与维护92
第三节直流系统电流类继电保护装置运营与维护100
第四节直流系统电压类继电保护装置运营与维护107
第五节直流馈线的控制功能及自动装置运营与维护111
复习思考115
阅读材料116

第五章城市轨道交通供电系统电力监控120
第一节电力监控系统的概念及其硬件构成120
第二节电力监控系统的功能128
复习思考136
阅读材料136

第六章城轨交通接地与杂散电流防护138
第一节杂散电流的形成与危害139
第二节杂散电流防护、监测与排流142
第三节杂散电流防护监测系统维护153
第四节城市轨道交通供电系统的接地装置156
复习思考164
阅读材料165

附录城市轨道交通相关法规、规范、技术标准174

参考文献176