现代有轨电车供电系统中牵引变电所设置方案

（1）牵引变电所的设置 牵引变电所的设置应满足在远期高峰小时下，本变电所任何一路电源故障或相邻变电所故障时，仍能保证有轨电车的正常运行的需要。

本工程的车站与城市轨道交通传统意义上的车站完全不同，类似于普通公交候车站，车站无须专门设置降压变电所。因此牵引变电所的设置可根据供电计算及线路的沿线地形条件设置，无需考虑车站的设置。为满足牵引变电所内控制、照明、通风空调的需要，牵引变电所内均需加装降压变压器，成为牵引降压混合变电所。

1）变电所设置方案一。

根据电车运行情况及近期2min行车间隔的运营要求，经初步估算，拟在正线设置9座牵引变电所，在停车场设置1座牵引降压混合变电所。各牵引变电所站位置情况详见表4-14。

表4-14 方案一：有轨电车牵引变电所设置位置情况

2）变电所设置方案二。

拟在正线设置9座牵引变电所，在停车场设置1座牵引降压混合变电所。各牵引变电所站位置情况详见表4-15。

3）方案比选。

由于有轨电车沿线道路两边的地块大多已出让使用权，给牵引变电所的位置选择带来较大影响，根据规划的要求，牵引变电所的位置选择应选择公共用地，不宜设置在已出让地块内。方案二中的6号、7号牵引变电所的位置基本处在道路红线外面（道路将拓宽），需要适当占用少量的出让地块用地。方案一虽然增加了一座牵引变电所，但所有用地都在红线内，不会占用出让地块用地。另外，方案一较方案二增加了一座牵引变电所，使得牵引负荷的分布更加均匀，牵引电网的质量更好，同时降低了回流轨的平均电压降，降低了有轨电车在地面运行时对行人可能造成的危险，减少了杂散电流对四周地下管线的腐蚀。综合以上述因素，苏州有轨电车选择了方案一。

表4-15 方案二：有轨电车牵引变电所设置位置情况

（2）牵引变电所电气接线 每座牵引变电所从电业引入2回独立的10kV电源，每路进线容量1500kV·A，两路电源同时受电，互为热备用。当一路电源失电时，另一路电源自动投入，自动投入的条件是“失压自投，过流闭锁”。变电所进出线断路器采用真空断路器，保护采用测控一体化继电装置。

每座牵引变电所设置2台牵引变压器，容量为2×630kV·A。设2套整流机组，每套机组为12脉波整流，共同构成等效24脉波整流。牵引机组的容量须按远期的牵引负荷设定。整流机组负荷等级应满足GB 10411和IEC-146 VI级规定，即

100%额定负荷——连续。

150%额定负荷——2h。

300%额定负荷——1min。

牵引网最高电压不得高于900V，最低电压不得低于500V。谐波治理应满足GB/T14549的要求。

整流机组直流侧装设电动隔离开关，整流机组和整流变压器由交流侧断路器保护，直流馈出设置直流快速断路器。直流馈出柜及备用柜采用微机综合保护（框架保护）及控制装置，具有触线网和馈出电缆热过负荷及短路保护。

变电所内设置直流电源屏，供应控制、保护和自动化用电。

正线牵引变电所设动力变压器2台，动力变压器容量考虑为50kV·A，主要用于变电所内继电保护、照明及空调。车辆段设牵引降压混合变电所1座，设2台动力变压器，容量为2×800kV·A，为车辆段的全部动力照明提供电源。

分散式供电不同于集中式供电，各牵引变电所的10kV进线电源来自不同的电网，线路阻抗不同，各牵引变电所之间存在电压不等、相位不同的可能性。为此，在有轨电车接触网线路上采用单边供电形式较为合理。

（3）牵引变电所模式选择的建议 因变电所单独建设，变电所的建造模式可以采用“箱式牵变”的型式，也可以采用传统的“土建牵变”的型式。

现对牵引变电所的模式选择做综合的比较。

1）“土建牵变”的特点。(www.xing528.com)

国内既有已运营的轨道交通牵引变电所皆是常规的房间式布置，且大多数是与车站合建，与车站合建的牵引变电所为满足车站主体结构的受力要求，变电所内需设置立柱、横梁和底梁，其次受车站其他设备房及管线的限制，还需考虑人员进出变电所的通道、消防通道和设备运输通道等，这些因素导致了牵引变电所增加了许多对变电所专业来说无用的房屋面积。

根据初步匡算，本工程土建式牵降变电所的外形尺寸为：长×宽×高=17.4m×7.2m×7.3m，约126m²。变电所地下部分1.8m，在地面以上为5.5m。

2）“箱式牵变”的特点。

“箱式牵变”是将高压开关设备、变压器、直流开关设备和低压电器等设备按照最小空间的原则，集成在1个或若干个集装箱内，达到与普通变电站相同的作用。箱式变电站有美式和欧式两种类型，均以其模块化设计、成套性强、体积小、结构紧凑、现场土建和安装工作量少、运行安全可靠和维护简单的优势在国外的电力系统、城市轨道交通等领域被采用。目前国内的居民小区、中小型工厂以及临时施工用电等场所也有使用，天津有轨电车滨海线采用了5台箱式牵引变电站，上海地铁一号线的北延伸线和莘闵线采用了5台箱式牵引变电站。

“箱式牵变”因市场较小，大多为非标产品。据了解天津滨海线采用的“箱式牵变”为江苏长江电器集团公司的产品，该公司为我国的直流牵引设备制造商之一。上海地铁一号线的北延伸线和莘闵线采购的箱式牵引变电所为美国Powell Electrical Mfg公司的产品，该公司在美国实力较强，生产箱变的历史也较长，但在国内没有生产基地，也没有继续供货的业绩。

针对“土建牵变”和“箱式牵变”做了同精度的设计，变电所所址的选择完全一致。相比较而言，箱式变电所有如下特点。

“箱式牵变”的面积是“土建牵变”的1/2，室外高度从5.5m降低到3.1m（正线牵引变电所基础深1.7m，埋入地下1.4m）。

由于“箱式牵变”是全密封的，为保证设备正常运行，所内设备散热及空气调节全部依赖箱变内的空调，因此空调的功率较一般的“土建牵变”布置大，且需一年四季24h不间断地工作。这种工作方式首先是不节能的，其次导致了所内低压自用电系统容量增加，即增加了车站降压变电所的投资（含变压器、低压柜等）。最后若空调故障，箱内设备将不能正常运行，严重时变电所甚至只能解列，即额外增加了变电所解列的概率。由于“箱式牵变”遵循的规范与“土建牵变”不同，因此其占地面积较小，对周围环境的影响也较小。

“箱式牵变”的基础制作相比“土建牵变”土建工程要简单得多。由于其部分电缆的连接在工厂完成，其下面的电缆数量较“土建牵变”的少，“土建牵变”下面设一层电缆夹层，“箱式牵变”可以考虑设电缆沟，变电所内电缆通道的投资将有所减少。

对于“箱式牵变”，其箱体制造、设备生产和设备安装、接线、单体调试均在工厂完成，箱变的生产可以与其土建工程同步进行，但它们之间的配合工作至关重要，尤其是电缆通道工程的配合。因为箱式变电所依然有许多用于所内设备间的电缆连接及电缆进出变电所的开孔，若配合不好，待箱体运到现场后，由于孔位不对应，现场变更将比较困难。图4-6、图4-7所示分别为箱式牵降变电所的外观图和内部图。

图4-6 箱式牵降变电所外观图

图4-7 箱式牵降变电所内部图

3）两种模式变电所比较。

“土建牵变”与“箱式牵变”的经济技术比较见表4-16。

表4-16 “土建牵变”与“箱式牵变”的经济技术比较

（续）

4）结论。

综上所述，“土建牵变”主要优点是技术成熟，运行经验丰富。主要缺点是占地面积较大，周围景观差。“箱式牵变”主要优点是占地面积小，周围景观好，施工工期短。主要缺点是国内缺乏运行经验，不节能。

因此，本次研究暂按“箱式牵变”进行方案布置和投资估算，在下一阶段根据变电所的规划选址和对箱变的进一步调查研究后再做选择。