接觸網(wǎng)培訓(xùn)班牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)

1、牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)西南交通大學(xué)西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院2vAT供電方式為什么能夠提高供電能力供電方式為什么能夠提高供電能力v供電系統(tǒng)為什么需要繼電保護(hù)供電系統(tǒng)為什么需要繼電保護(hù)v需要什么樣的繼電保護(hù)需要什么樣的繼電保護(hù)v牽引網(wǎng)保護(hù)原理分析牽引網(wǎng)保護(hù)原理分析v從普速牽引網(wǎng)理解保護(hù)配合從普速牽引網(wǎng)理解保護(hù)配合v機(jī)車(chē)帶電闖分相跳閘案例分析機(jī)車(chē)帶電闖分相跳閘案例分析v全并聯(lián)全并聯(lián)AT牽引網(wǎng)電流分布牽引網(wǎng)電流分布v全并聯(lián)全并聯(lián)AT牽引網(wǎng)保護(hù)需求牽引網(wǎng)保護(hù)需求v變壓器保護(hù)分析變壓器保護(hù)分析主要內(nèi)容主要內(nèi)容1. AT供電方式為什么能夠提高供電能力？供電方式為什么能夠提高供電

2、能力？4T TR RnnATATFTRAT接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)鋼軌鋼軌正饋線(xiàn)正饋線(xiàn)直供方式直供方式AT供電方式供電方式帶回流線(xiàn)的直供方式帶回流線(xiàn)的直供方式2.供電系統(tǒng)為什么需要繼電保護(hù)？供電系統(tǒng)為什么需要繼電保護(hù)？正常運(yùn)行狀態(tài)：正常運(yùn)行狀態(tài)：供電系統(tǒng)的電壓和電流都在允許的范圍以?xún)?nèi)，能夠保持長(zhǎng)期安全工作的狀態(tài)。故障狀態(tài)正常運(yùn)行狀態(tài)不正常運(yùn)行狀態(tài)max.min.iiiUUUmax.ijijII 在最大容量范圍以?xún)?nèi)在最大工作電流范圍以?xún)?nèi)在允許工作電壓范圍以?xún)?nèi).maxkkSS不正常運(yùn)行狀態(tài)：不正常運(yùn)行狀態(tài)：正常運(yùn)行條件受到破壞，但還未發(fā)生故障。故障狀態(tài)正常運(yùn)行狀態(tài)不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：主要有：1）負(fù)荷越限致使

3、電流升高（過(guò)負(fù)荷 ）2）線(xiàn)路壓損過(guò)大致使末端電壓降低（低電壓 ）3）再生制動(dòng)或諧振致使電壓升高（過(guò)電壓 ）max,ijijIIminiiUU maxiiUU 故障狀態(tài)：故障狀態(tài)：電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中由于外力、絕緣老化、過(guò)電壓、誤操作、設(shè)計(jì)制造缺陷等原因而發(fā)生短路、斷線(xiàn)等故障。故障狀態(tài)正常運(yùn)行狀態(tài)不正常運(yùn)行狀態(tài)后果：后果： 短路電流以及電弧燒壞設(shè)備 短路電流產(chǎn)生的熱和電動(dòng)力使設(shè)備的使用壽命縮短 電壓降低使電力機(jī)車(chē)或動(dòng)車(chē)組停運(yùn)9繼電保護(hù)定義繼電保護(hù)定義反應(yīng)系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置 。繼電保護(hù)作用繼電保護(hù)作用切除故障切除故障自動(dòng)、迅速、有選擇

4、地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。反應(yīng)不正常運(yùn)行狀態(tài)反應(yīng)不正常運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，動(dòng)作于發(fā)信號(hào)或跳閘，一般不要求迅速動(dòng)作（延時(shí)動(dòng)作）。3. 需要什么樣的繼電保護(hù)？需要什么樣的繼電保護(hù)？ 可靠性 選擇性 速動(dòng)性 靈敏性四項(xiàng)基本要求四項(xiàng)基本要求v 可靠性：可靠性：保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)必須動(dòng)作（不拒動(dòng)），保護(hù)范圍外部故障時(shí)不動(dòng)作（不誤動(dòng)）。 v 選擇性：選擇性：跳開(kāi)離故障位置最近的斷路器，使停電范圍盡量縮小。 4 4處阻抗保護(hù)為主保處阻抗保護(hù)為主保護(hù)護(hù)4 4處過(guò)電流保護(hù)為近處過(guò)電流保護(hù)為近后備保護(hù)后備保護(hù)3 3處保護(hù)為遠(yuǎn)后備處保護(hù)為遠(yuǎn)后備v

5、速動(dòng)性速動(dòng)性：以盡可能短的時(shí)間將故障切除。以盡可能短的時(shí)間將故障切除。 故障切除時(shí)間保護(hù)動(dòng)作時(shí)間故障切除時(shí)間保護(hù)動(dòng)作時(shí)間+斷路器動(dòng)作時(shí)間斷路器動(dòng)作時(shí)間保護(hù)動(dòng)作時(shí)間保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 一般快速保護(hù)：一般快速保護(hù)：60ms60ms120ms120ms; ; 最快可達(dá)：最快可達(dá)：10ms10ms40ms40ms( (如：超高壓線(xiàn)路主保護(hù)如：超高壓線(xiàn)路主保護(hù)) )斷路器動(dòng)作時(shí)間斷路器動(dòng)作時(shí)間 一般的斷路器：一般的斷路器：60ms60ms150 ms150 ms; ; 最快可達(dá)：最快可達(dá)：20ms20ms60 ms60 ms15定值t/s時(shí)限起動(dòng)出口返回v靈敏性靈敏性：保護(hù)范圍內(nèi)的任何短路故障都能正確反應(yīng)：保

6、護(hù)范圍內(nèi)的任何短路故障都能正確反應(yīng)，常用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。，常用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。1.3 1.5senK保護(hù)范圍末端金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的最保護(hù)裝置動(dòng)作參數(shù)的整定值小值1.3 1.5senK保護(hù)范圍末端金屬性短路時(shí)故障參數(shù)保護(hù)裝置動(dòng)作參數(shù)的的最小值整定值過(guò)量保護(hù)靈敏系數(shù)過(guò)量保護(hù)靈敏系數(shù)欠量保護(hù)靈敏系數(shù)欠量保護(hù)靈敏系數(shù)4. 牽引網(wǎng)保護(hù)原理分析牽引網(wǎng)保護(hù)原理分析（1）牽引負(fù)荷特點(diǎn)）牽引負(fù)荷特點(diǎn)單相負(fù)荷單相負(fù)荷牽引負(fù)荷的單相性牽引負(fù)荷的單相性會(huì)在電力系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)序電流會(huì)在電力系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)序電流三相電源單相負(fù)荷一、牽引供電系統(tǒng)的特點(diǎn)一、牽引供電系統(tǒng)的特點(diǎn)（2）牽引負(fù)荷特點(diǎn)）牽引負(fù)荷特點(diǎn)非線(xiàn)性非線(xiàn)性動(dòng)車(chē)組采用整

7、流逆變電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，動(dòng)車(chē)組采用整流逆變電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，具有非線(xiàn)性特點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生各次諧波。具有非線(xiàn)性特點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生各次諧波。動(dòng)車(chē)組內(nèi)部動(dòng)車(chē)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意結(jié)構(gòu)示意圖圖（3）牽引負(fù)荷特點(diǎn)）牽引負(fù)荷特點(diǎn)移動(dòng)性，電流變化范圍大移動(dòng)性，電流變化范圍大線(xiàn)路上運(yùn)行的機(jī)車(chē)（動(dòng)車(chē)組）數(shù)量、類(lèi)型、運(yùn)行工況隨時(shí)線(xiàn)路上運(yùn)行的機(jī)車(chē)（動(dòng)車(chē)組）數(shù)量、類(lèi)型、運(yùn)行工況隨時(shí)都會(huì)發(fā)生變化，供電線(xiàn)路的牽引都會(huì)發(fā)生變化，供電線(xiàn)路的牽引負(fù)荷電流隨之變化。負(fù)荷電流隨之變化。 和諧號(hào)動(dòng)車(chē)組（4）牽引負(fù)荷特點(diǎn)）牽引負(fù)荷特點(diǎn)沖擊性沖擊性B B 牽引供電系統(tǒng)一般采用換相連接牽引供電系統(tǒng)一般采用換相連接 牽引網(wǎng)采用分段供電牽引網(wǎng)采用分段供電 接觸網(wǎng)

8、采用電分相的特殊結(jié)構(gòu)接觸網(wǎng)采用電分相的特殊結(jié)構(gòu)自動(dòng)過(guò)分相自動(dòng)過(guò)分相供電分區(qū)供電分區(qū)供電臂供電臂A AA AC CC CB BB BA A電分相電分相（4）牽引負(fù)荷特點(diǎn)）牽引負(fù)荷特點(diǎn)沖擊性（續(xù)）沖擊性（續(xù)）動(dòng)車(chē)組過(guò)分相時(shí)每次合斷路器相當(dāng)于機(jī)車(chē)主變空載合動(dòng)車(chē)組過(guò)分相時(shí)每次合斷路器相當(dāng)于機(jī)車(chē)主變空載合閘，會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，具有以下特點(diǎn)閘，會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，具有以下特點(diǎn)： 涌流幅值可達(dá)到變壓器額定電流的6 6倍以上； 呈尖頂波且偏向于時(shí)間軸側(cè)； 含有大量二次諧波。單相變壓器空載合閘勵(lì)磁涌流波形單相變壓器空載合閘勵(lì)磁涌流波形00.020.040.060.080.10.120.140.160.180.2-10

9、000100020003000400023二、牽引網(wǎng)自適應(yīng)距離保護(hù)二、牽引網(wǎng)自適應(yīng)距離保護(hù)1. 對(duì)距離保護(hù)的要求對(duì)距離保護(hù)的要求躲故障過(guò)渡電阻能力躲故障過(guò)渡電阻能力負(fù)荷特性對(duì)距離保護(hù)的影響負(fù)荷特性對(duì)距離保護(hù)的影響因此，在牽引網(wǎng)饋線(xiàn)保護(hù)中因此，在牽引網(wǎng)饋線(xiàn)保護(hù)中距離保護(hù)距離保護(hù)通常采用通常采用偏移四邊形特性。偏移四邊形特性。242. 自適應(yīng)距離保護(hù)的基本思想自適應(yīng)距離保護(hù)的基本思想交直型電力機(jī)車(chē)負(fù)荷電流中含有豐富的奇次諧波分交直型電力機(jī)車(chē)負(fù)荷電流中含有豐富的奇次諧波分量；量；電力機(jī)車(chē)通過(guò)電分相或空載投入電力機(jī)車(chē)通過(guò)電分相或空載投入AT，牽引網(wǎng)產(chǎn)生，牽引網(wǎng)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流中含有較高的二次諧波分量的勵(lì)

10、磁涌流中含有較高的二次諧波分量?；舅枷耄夯舅枷耄焊鶕?jù)負(fù)荷電流中綜合諧波含量，自動(dòng)調(diào)節(jié)阻抗繼電器的邊界。25綜合諧波抑制綜合諧波抑制綜合諧波含量定義綜合諧波含量定義23571IIIIKI11zdzdRRK 11zdzdXXK 自適應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)作邊界自適應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)作邊界自適應(yīng)阻抗繼電器的動(dòng)作特性圖26二次諧波閉鎖二次諧波閉鎖目的目的為了避免電力機(jī)車(chē)通過(guò)電分相或?yàn)榱吮苊怆娏C(jī)車(chē)通過(guò)電分相或AT供電方式下空載供電方式下空載投入接觸網(wǎng)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作。投入接觸網(wǎng)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作。判據(jù)判據(jù) 221IKI273.3.距離保護(hù)的整定距離保護(hù)的整定一、動(dòng)作電抗整定一、動(dòng)作電抗整定 abab

11、邊按線(xiàn)路阻抗整定，即：邊按線(xiàn)路阻抗整定，即：二、動(dòng)作電阻整定按基波最小負(fù)荷阻抗整定，即：minminminmax(cossin /)zdfLFfkFRZtgUZK ILXKXkzd028三、電流增量保護(hù)三、電流增量保護(hù)1.1.目的目的提高躲過(guò)渡電阻能力提高躲過(guò)渡電阻能力2.2.基本思想基本思想負(fù)荷電流在短時(shí)間（負(fù)荷電流在短時(shí)間（msms級(jí)）內(nèi)增量不大；級(jí)）內(nèi)增量不大；短路電流在短時(shí)間（短路電流在短時(shí)間（msms級(jí)）內(nèi)增量很大。級(jí)）內(nèi)增量很大。3.3.電流增量定義電流增量定義qhIII時(shí)間間隔通常取一個(gè)或兩個(gè)工頻周波294. 4. 動(dòng)作判椐動(dòng)作判椐1111 (1)AghqAhhhZDIIK K

12、IIIK K IKI 23571IIIIKI綜合諧波含量：諧波抑制系數(shù)：AK（通常取大于1的數(shù)）二次諧波閉鎖：221IKI原理框圖305.5.動(dòng)作分析動(dòng)作分析負(fù)荷負(fù)荷故障故障故障電流基本為純正弦波，則故障電流基本為純正弦波，則 =0，顯然，繼電器的動(dòng)，顯然，繼電器的動(dòng)作量為基波電流增量。作量為基波電流增量。 負(fù)荷負(fù)荷負(fù)荷負(fù)荷負(fù)荷電流中綜合諧波含量越大，繼電器的動(dòng)作量也就越負(fù)荷電流中綜合諧波含量越大，繼電器的動(dòng)作量也就越小，繼電器的動(dòng)作門(mén)檻值也就越大，繼電器越不容易動(dòng)小，繼電器的動(dòng)作門(mén)檻值也就越大，繼電器越不容易動(dòng)作?？梢?jiàn)改進(jìn)后躲過(guò)渡電阻的能力大大增強(qiáng)。作。可見(jiàn)改進(jìn)后躲過(guò)渡電阻的能力大大增強(qiáng)。

13、1111 (1)AghqAhhhZDIIK K IIIK K IKI K316.6.特點(diǎn)特點(diǎn)可按一列機(jī)車(chē)起動(dòng)電流整定可按一列機(jī)車(chē)起動(dòng)電流整定 .maxzdkFIKI機(jī)車(chē)起動(dòng)電流，跟機(jī)車(chē)類(lèi)型有關(guān)。典型時(shí)限：常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限(0.2 -0.4)s 躲過(guò)渡電阻能力強(qiáng)、靈敏度高32四、過(guò)電流保護(hù)四、過(guò)電流保護(hù)綜合諧波抑制綜合諧波抑制二次諧波閉鎖二次諧波閉鎖5. 從普速牽引網(wǎng)理解保護(hù)配合從普速牽引網(wǎng)理解保護(hù)配合34一、一、單線(xiàn)供電方式1.保護(hù)配置阻抗段電流速斷電流增量變電所 分區(qū)所 D L 352.2.保護(hù)整定保護(hù)整定阻抗阻抗段段電抗邊按線(xiàn)路全長(zhǎng)整定：0XLKXkZD電阻邊按負(fù)荷阻抗整定：minmaxs

14、incosFFZDFkFLURKItg負(fù)荷角線(xiàn)路阻抗角可靠系數(shù)線(xiàn)路全長(zhǎng)單位線(xiàn)路電抗最大負(fù)荷電流典型動(dòng)作時(shí)限0.1s36電流速斷maxFkzdIKI可靠系數(shù)最大負(fù)荷電流典型動(dòng)作時(shí)限0.1s靈敏度校驗(yàn)：.min1.2d SPmzdIKI37電流增量maxFkzdIKI可靠系數(shù)一列車(chē)的啟動(dòng)電流動(dòng)作時(shí)限常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限T38二、二、單線(xiàn)越區(qū)供電方式1.保護(hù)配置阻抗段阻抗段電流速斷過(guò)電流過(guò)電流電流增量 SS SP L1 L2 D1 D2 392.2.保護(hù)整定保護(hù)整定阻抗阻抗段段電抗邊按線(xiàn)路全長(zhǎng)L1的85%整定：電阻邊按負(fù)荷阻抗整定：minmaxsincosFFZDFkFLURKItg負(fù)荷

15、角線(xiàn)路阻抗角線(xiàn)路全長(zhǎng)單位線(xiàn)路電抗最大負(fù)荷電流0185. 0XLXZD阻抗段電抗邊整定按線(xiàn)路全長(zhǎng)（L1+L2）整定：120()ZDkXK LL X電阻邊按負(fù)荷阻抗整定典型動(dòng)作時(shí)限0.1s典型動(dòng)作時(shí)限0.4s40電流速斷電流速斷按分區(qū)所電流速斷按分區(qū)所SPSP處最大短路電流整定。處最大短路電流整定。max.2 . 1SPdzdIISP處短路時(shí)的最大短路電流典型動(dòng)作時(shí)限0.1s41過(guò)電流過(guò)電流定值按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定。過(guò)電流定值按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定。maxFkzdIKI可靠系數(shù)最大負(fù)荷電流典型動(dòng)作時(shí)限0.4s靈敏度校驗(yàn)：.min1.2d SPmzdIKI42電流增量maxFkzdIKI一列車(chē)的啟

16、動(dòng)電流動(dòng)作時(shí)限常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限T 43三、三、復(fù)線(xiàn)供電方式 SS L SP D1 D2 D3 1.保護(hù)配置變電所SS處D1、D2 分區(qū)所SP處D3 阻抗段 正向阻抗段 阻抗段 反向阻抗段 電流速斷 電流速斷 過(guò)電流過(guò)電流 電流增量 電流增量442.2.變電所保護(hù)整定變電所保護(hù)整定阻抗阻抗段段電抗邊按線(xiàn)路全長(zhǎng)L的85%整定，考慮上行互感：電阻邊按負(fù)荷阻抗整定：minmaxsincosFFZDFkFLURKItg負(fù)荷角線(xiàn)路阻抗角線(xiàn)路全長(zhǎng)單位線(xiàn)路電抗最大負(fù)荷電流阻抗段電抗邊整定按線(xiàn)路全長(zhǎng)2L整定：電阻邊按負(fù)荷阻抗整定)15. 185. 0(85. 0120XXLXZD單位上下行線(xiàn)路互

17、感02ZDkXKL X典型動(dòng)作時(shí)限0.1s典型動(dòng)作時(shí)限0.4s45電流速斷電流速斷按躲過(guò)分區(qū)所電流速斷按躲過(guò)分區(qū)所SPSP處最大短路電流整定。處最大短路電流整定。過(guò)電流max.2 . 1SPdzdIISP處短路時(shí)的最大短路電流典型動(dòng)作時(shí)限0.1s典型動(dòng)作時(shí)限0.4smaxFkzdIKI可靠系數(shù)最大負(fù)荷電流46電流增量maxFkzdIKI一列車(chē)的啟動(dòng)電流動(dòng)作時(shí)限常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限T473.3.分區(qū)所保護(hù)整定分區(qū)所保護(hù)整定正反向阻抗正反向阻抗段段電抗邊按線(xiàn)路全長(zhǎng)L整定：電阻邊按負(fù)荷阻抗整定：minmaxsincosFFZDFkFLURKItg負(fù)荷角線(xiàn)路阻抗角線(xiàn)路全長(zhǎng)單位線(xiàn)路電抗最大負(fù)

18、荷電流0ZDkXKL X典型動(dòng)作時(shí)限0.1s48過(guò)電流按躲過(guò)1列機(jī)車(chē)最大負(fù)荷電流整定：.max1.2ZDJCII1列車(chē)最大負(fù)荷電流電流增量maxFkzdIKI一列車(chē)的啟動(dòng)電流典型動(dòng)作時(shí)限0.1s動(dòng)作時(shí)限常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限T6.機(jī)車(chē)帶電闖分相跳閘案例分析機(jī)車(chē)帶電闖分相跳閘案例分析產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：u帶電闖分相拉弧帶電闖分相拉弧u過(guò)分相系統(tǒng)故障過(guò)分相系統(tǒng)故障后果：異相短路后果：異相短路異相短路相量圖異相短路相量圖故障阻抗在故障阻抗在第第2 2、4 4象限象限, ,距離保護(hù)拒距離保護(hù)拒動(dòng)動(dòng)。距離保護(hù)動(dòng)作特性距離保護(hù)動(dòng)作特性母線(xiàn)對(duì)地電母線(xiàn)對(duì)地電壓高于低壓壓高于低壓定值，定值，過(guò)電過(guò)電流

19、保護(hù)拒動(dòng)流保護(hù)拒動(dòng)。饋線(xiàn)低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)框圖饋線(xiàn)低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)框圖2014年11月21日20時(shí)58分，某變電所2號(hào)饋線(xiàn)、6號(hào)饋線(xiàn)同時(shí)跳閘，電流速斷保護(hù)動(dòng)作，重合失敗。其中2號(hào)饋線(xiàn)電流2498A、電壓23.1Kv，故障點(diǎn)3.03Km；6號(hào)饋線(xiàn)電流2470A、電壓17.4Kv。原因：HXD3-0504號(hào)機(jī)車(chē)帶電過(guò)分相，造成器件式分相3根絕緣同時(shí)擊穿，2、6號(hào)饋線(xiàn)相間短路后同時(shí)跳閘。2012年3月8日20時(shí)01分40秒, 變電所張莊上行供電臂和濟(jì)西上行供電臂跳閘，重合閘成功，電流速斷元件動(dòng)作，張莊上行供電臂一次電壓23575.75V，一次電流3344A，故障測(cè)距2.15公里；濟(jì)西上行供電臂一次

20、電壓23086.25V，一次電流3176A，故障測(cè)距5.11公里。原因：DH51002次電力機(jī)車(chē)雙弓通過(guò)分相時(shí)引起相間短路跳閘。2013年年7月月21日日11時(shí)時(shí)13分分（1）11時(shí)13分01秒715毫秒，211DL過(guò)流出口，重合閘失敗。饋線(xiàn)電壓：35744V,T線(xiàn)電壓17817V，F(xiàn)線(xiàn)電壓17971V。饋線(xiàn)電流：3625A，T線(xiàn)電流3525A，F(xiàn)線(xiàn)電流100A。阻抗角167.6度。故標(biāo)裝置測(cè)距2.75kM。（2）11時(shí)13分01秒718毫秒，213DL阻抗1段出口，重合閘失敗。饋線(xiàn)電壓：42097V,T線(xiàn)電壓20996V，F(xiàn)線(xiàn)電壓21133V。饋線(xiàn)電流：3550A，T線(xiàn)電流3425A，F(xiàn)線(xiàn)電

21、流125A。阻抗角359.7度。故標(biāo)裝置測(cè)距0 kM。2011年12月17日18時(shí)14分03秒，變電所214斷路器跳閘，重合失敗。電流速斷，阻抗1段動(dòng)作。電流=2027.5安，電壓=19.459千伏，阻抗=8.46歐，相角=67度，故標(biāo)=17.08km。與次同時(shí)，分區(qū)亭241斷路器跳閘。原因：11082次機(jī)車(chē)帶電過(guò)分相時(shí)電弧將分相第三節(jié)（東側(cè)）承力索復(fù)合絕緣子燒傷拉斷，承力索下垂刮壞后續(xù)27032次機(jī)車(chē)受電弓，是造成這次事故的主要原因2015年4月24日07時(shí)10分，變電所213開(kāi)關(guān)跳閘，重合失敗，距離I段保護(hù)動(dòng)作，跳閘參數(shù)：I=1720.4A、U=14.89kv、L=0.79km、阻抗6.2

22、567.32。07時(shí)21分強(qiáng)送成功。同時(shí),相鄰變電所211開(kāi)關(guān)跳閘，重合失敗，電流速斷保護(hù)動(dòng)作，跳閘參數(shù)：I=1576A、U=13.431kv、L=19.65km、阻抗6.2561.6。07時(shí)18分強(qiáng)送成功。原因：HX1D3006號(hào)機(jī)車(chē)通過(guò)分區(qū)所下行接觸網(wǎng)七跨關(guān)節(jié)式分相中性區(qū)時(shí)，燒斷中性區(qū)承力索及吊弦，造成關(guān)節(jié)式分相處接觸網(wǎng)設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。7. 全并聯(lián)全并聯(lián)AT牽引網(wǎng)電流分布牽引網(wǎng)電流分布59對(duì)牽引網(wǎng)對(duì)牽引網(wǎng)AT變壓器：變壓器：12TFNIII60問(wèn)：?jiǎn)枺篢F故障時(shí)是否存在鋼軌地回路電流？故障時(shí)是否存在鋼軌地回路電流？61變電所變電所t1122dTFTFIIIIIAT所、分區(qū)所所、分區(qū)所1122

23、TFTFIIII1122dTFTFIIIII故障時(shí)如何根據(jù)電流分布判斷故障類(lèi)型和區(qū)段？故障時(shí)如何根據(jù)電流分布判斷故障類(lèi)型和區(qū)段？62案例案例163第第1AT段段TR故障故障（9.98km）64案例案例265第第1AT段段FR故障故障（9.98km）66案例案例367第第1AT段段TF故障故障（9.98km）68案例案例469第第2AT段段TR故障故障（18km）70案例案例571第第2AT段段FR故障故障（18km）72案例案例673第第2AT段段TF故障故障（18km）8. 全并聯(lián)全并聯(lián)AT牽引網(wǎng)保護(hù)需求牽引網(wǎng)保護(hù)需求75一、高鐵牽引供電系統(tǒng)一、高鐵牽引供電系統(tǒng)京津城際示意圖京津城際示意圖7

24、6二、高鐵牽引網(wǎng)故障分析二、高鐵牽引網(wǎng)故障分析77-a：正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障-b：重合閘于永久故障時(shí)，所有AT所斷開(kāi)-a：越區(qū)供電時(shí)發(fā)生故障-b：越區(qū)供電時(shí)重合于故障，所有AT所斷開(kāi)高鐵高鐵牽引網(wǎng)故障情況牽引網(wǎng)故障情況78京津城際饋線(xiàn)保護(hù)配置與整定原則：正常運(yùn)行與京津城際饋線(xiàn)保護(hù)配置與整定原則：正常運(yùn)行與越區(qū)供電采用越區(qū)供電采用1套定值。套定值。三、三、全并聯(lián)AT供電牽引網(wǎng)保護(hù)配置與整定計(jì)算京津城際饋線(xiàn)距離保護(hù)示意圖京津城際饋線(xiàn)距離保護(hù)示意圖79京津城際的饋線(xiàn)保護(hù)模式探討：京津城際的饋線(xiàn)保護(hù)模式探討：u優(yōu)點(diǎn)：一套定值，越區(qū)供電時(shí)無(wú)需改變定值優(yōu)點(diǎn)：一套定值，越區(qū)供電時(shí)無(wú)需改變定值u缺點(diǎn)：正常運(yùn)行時(shí)

25、末端較大范圍需要阻抗缺點(diǎn)：正常運(yùn)行時(shí)末端較大范圍需要阻抗3段保護(hù)，動(dòng)段保護(hù)，動(dòng)作速度慢。作速度慢。建議配置原則：建議配置原則：正常運(yùn)行與越區(qū)供電時(shí)采用不同的保護(hù)配置正常運(yùn)行與越區(qū)供電時(shí)采用不同的保護(hù)配置與整定。與整定。80正常供電方式正常供電方式D3D3、D4D4、ATAT所饋線(xiàn)保護(hù)配置：所饋線(xiàn)保護(hù)配置： 失壓保護(hù)失壓保護(hù) 線(xiàn)路有壓自動(dòng)合閘線(xiàn)路有壓自動(dòng)合閘 D1D1、D2D2保護(hù)配置：保護(hù)配置：阻抗阻抗1 1段段電流速斷電流速斷電流增量電流增量自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘81(1)(1)阻抗阻抗1 1段：段：電抗邊整定（按供電臂最大短路電抗整定）：電抗邊整定（按供電臂最大短路電抗整定）：.max*ZD

26、kdXKX電阻邊整定（按躲開(kāi)最大負(fù)荷整定）：電阻邊整定（按躲開(kāi)最大負(fù)荷整定）：minmaxsincosFFZDFkFLURKItg0.1ts時(shí)限（與機(jī)車(chē)保護(hù)和自耦變壓器保護(hù)配合）82(1)(1)阻抗阻抗1 1段：段： 當(dāng)靠近保護(hù)安裝處故障時(shí)，另一條非故障線(xiàn)路測(cè)量阻當(dāng)靠近保護(hù)安裝處故障時(shí)，另一條非故障線(xiàn)路測(cè)量阻抗非常大，需要故障線(xiàn)路先跳，非故障線(xiàn)路才能跳閘。也抗非常大，需要故障線(xiàn)路先跳，非故障線(xiàn)路才能跳閘。也可以通過(guò)聯(lián)絡(luò)信號(hào)使兩線(xiàn)路同時(shí)跳閘。可以通過(guò)聯(lián)絡(luò)信號(hào)使兩線(xiàn)路同時(shí)跳閘。83(1)(1)阻抗阻抗1 1段：段： 求供電臂最大短路電抗需要考慮下圖中的幾種情況求供電臂最大短路電抗需要考慮下圖中的幾

27、種情況時(shí)的最大阻抗：時(shí)的最大阻抗：84(2)(2)電流速斷電流速斷（按躲開(kāi)最大負(fù)荷電流整定）（按躲開(kāi)最大負(fù)荷電流整定）： 電流速斷保護(hù)原理框圖電流速斷保護(hù)原理框圖maxFkzdIKI0.1ts時(shí)限整定計(jì)算：整定計(jì)算：85maxFkzdIKI0.20.4ts時(shí)限常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限（）(3)(3)電流增量（按躲開(kāi)電流增量（按躲開(kāi)1列機(jī)車(chē)啟動(dòng)電流整定）列機(jī)車(chē)啟動(dòng)電流整定）： 電流增量原理框圖電流增量原理框圖動(dòng)作方程：動(dòng)作方程：整定計(jì)算：整定計(jì)算：1111 (1)AghqAhhhZDIIK KIIIK K IKI 86(4)(4)失壓保護(hù)：失壓保護(hù)：(5)(5)線(xiàn)路有壓自動(dòng)合閘：線(xiàn)路有壓自動(dòng)合閘：min

28、/zdFkUUK0.2 0.4ts時(shí)限變電所保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限（-）0.2 0.4ts時(shí)限變電所保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限（-）minzdFkUUK87越區(qū)供電方式越區(qū)供電方式 D1D1、D2D2保護(hù)配置：保護(hù)配置： 阻抗阻抗1 1段段 阻抗阻抗2 2段段 電流速斷電流速斷 過(guò)電流過(guò)電流 電流增量電流增量 自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘D5D5、D6D6保護(hù)配置：保護(hù)配置： 阻抗阻抗1 1段段 電流速斷電流速斷 電流增量電流增量 自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘（與正常供電時(shí)（與正常供電時(shí)D1、D2相同）相同）88合武線(xiàn)分區(qū)所主接線(xiàn)圖合武線(xiàn)分區(qū)所主接線(xiàn)圖89武廣線(xiàn)分區(qū)所主接線(xiàn)圖武廣線(xiàn)分區(qū)所主接線(xiàn)圖90(1)(1)阻抗阻抗1 1段：段：

29、電抗邊整定電抗邊整定 按分區(qū)所按分區(qū)所SP處短路電抗的處短路電抗的85整定：整定：電阻邊整定（按躲開(kāi)最大負(fù)荷整定）：電阻邊整定（按躲開(kāi)最大負(fù)荷整定）：minmaxsincosFFZDFkFLURKItg0.1ts時(shí)限（與機(jī)車(chē)保護(hù)和自耦變壓器保護(hù)配合）.10.85ZDd SPXX91(2)(2)阻抗阻抗2 2段：段：電抗邊整定電抗邊整定 按越區(qū)時(shí)最大短路電抗整定：按越區(qū)時(shí)最大短路電抗整定：電阻邊整定（按躲開(kāi)最大負(fù)荷整定）：電阻邊整定（按躲開(kāi)最大負(fù)荷整定）：minmaxsincosFFZDFkFLURKItg0.4ts時(shí)限.maxZDKdXK X92(3)(3)電流速斷：電流速斷：電流速斷按分區(qū)所

30、電流速斷按分區(qū)所SPSP處最大短路電流整定處最大短路電流整定 .maxzdkd SPIK I0.1ts時(shí)限與正常供電方式下的整定相同與正常供電方式下的整定相同maxFkzdIKI0.20.4ts時(shí)限常規(guī)保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)限（）(5)(5)電流增量：電流增量：過(guò)電流定值按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定過(guò)電流定值按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定maxFkzdIKI時(shí)限0.4s(4)(4)過(guò)電流：過(guò)電流：93饋線(xiàn)保護(hù)配置及整定饋線(xiàn)保護(hù)配置及整定l越區(qū)供電方式越區(qū)供電方式 D3D3、D4D4、D7D7、D8D8、所有、所有ATAT所饋線(xiàn)保護(hù)配置：所饋線(xiàn)保護(hù)配置： 失壓保護(hù)失壓保護(hù) 線(xiàn)路有壓自動(dòng)合閘線(xiàn)路有壓自動(dòng)合閘（與正常供電時(shí)（

31、與正常供電時(shí)D3D3、D4D4相同）相同）9. 變壓器保護(hù)分析變壓器保護(hù)分析95一、牽引變壓器保護(hù)一、牽引變壓器保護(hù)保護(hù)配置保護(hù)配置l差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)l低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)l過(guò)負(fù)荷保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)l非電量保護(hù)非電量保護(hù)96京津城際變壓器保護(hù)示意圖京津城際變壓器保護(hù)示意圖京津城際一組京津城際一組V/x變壓器組采用變壓器組采用2套主保護(hù)及套主保護(hù)及3套后套后備保護(hù)，國(guó)內(nèi)廠商一般采用備保護(hù)，國(guó)內(nèi)廠商一般采用1套主保護(hù)套主保護(hù)1套后備保護(hù)。套后備保護(hù)。97 V/X變壓器組差動(dòng)保護(hù)原理接線(xiàn)圖平衡關(guān)系:1. 1. 差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù): :ph10101k11ABCIIIII981ABphBAIIIKIII平衡關(guān)系: 單相三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)原理接線(xiàn)圖99差動(dòng)電流:制動(dòng)電流:CDACDBCDC1I1I1IAphBphCphIIkIIkIIIk比率制動(dòng)特性CDACDBCDC11I211I211I2AphBphCphIIkIIkIIIk100整定原則：整定原則：IDZ整定考慮不平衡與勵(lì)磁整定考慮不平衡與勵(lì)磁電流引起的誤差。電流引起的誤差。K1考慮了流互和抽頭導(dǎo)致考慮了流互和抽頭導(dǎo)致的誤差。的誤差。K2考慮了外部故障時(shí)大電考慮了外部故障時(shí)大電流導(dǎo)致的流互飽和誤差。流導(dǎo)致的流互飽