城軌中壓電源系統(tǒng)的保護配置與聯(lián)鎖關系-牽引變電站中壓電源系統(tǒng)的保護配置與聯(lián)鎖關系

認知變電設備繼電保護教學目標要求學生通過學習，了解并掌握35kV進線保護主要類型和內(nèi)容、線路縱聯(lián)差動保護簡介、整流變壓器的保護類型和內(nèi)容、整流器的保護類型和內(nèi)容以及直流高速開關的保護類型和內(nèi)容等知識。教學重點

線路縱聯(lián)差動保護簡介1

直流高速開關的保護類型和內(nèi)容2目錄01020304認知35kV進線保護主要類型和內(nèi)容認知線路縱聯(lián)差動保護簡介認知整流變壓器的保護類型和內(nèi)容認知整流器的保護類型和內(nèi)容05認知直流高速開關的保護類型和內(nèi)容01認知35kV進線保護主要類型和內(nèi)容35kV進線、聯(lián)絡線開關一般裝設有縱聯(lián)差動保護和過流保護，其中過流保護又啟用了反時限和定時限等具體類型。從地鐵線路的供電系統(tǒng)中，為最大限度的確保地鐵安全運營，35kV相鄰聯(lián)絡站點采用了進線、聯(lián)絡線“四投三”的運行方式。在某一站點35kV進線失壓的情況下，能自動斷開失壓線路進線開關，并自動合上聯(lián)絡開關，通過聯(lián)絡線實現(xiàn)由相鄰牽引站往本所供電，這種運行方式對地鐵的安全運營是極其重要的。02認知線路縱聯(lián)差動保護簡介35kV進線或聯(lián)絡線一般均裝設線路縱聯(lián)差動保護（常簡稱為線路縱差保護），該保護為進線電纜或聯(lián)絡電纜的主保護。線路縱聯(lián)保護是當線路發(fā)生故障時，使兩側(cè)開關同時快速跳閘的一種保護裝置，是線路的主保護。它以線路兩側(cè)差動電流的特定關系作為判據(jù)，即兩側(cè)均將差動電流量借助通道傳送到對側(cè)，然后，兩側(cè)分別按照對側(cè)與本側(cè)電流量之間的關系來判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。03認知線路縱聯(lián)差動保護簡介規(guī)定TA的正極性端指向母線側(cè)，電流的參考方向以母線流向線路為正方向。光纖電流縱差保護原理：動作電流（差動電流）為

制動電流為

04認知線路縱聯(lián)差動保護簡介區(qū)內(nèi)故障（圖1）：圖1區(qū)內(nèi)故障示意圖區(qū)內(nèi)故障時，兩側(cè)實際短路電流都是由母線流向線路，和參考方向一致，都是正值。差動電流就很大，滿足差動方程，差流元件動作。05認知線路縱聯(lián)差動保護簡介區(qū)外故障（圖2）:圖2區(qū)外故障示意圖區(qū)外故障時，一側(cè)電流由母線流向線路，為正值；另一側(cè)電流由線路流向母線，為負值。兩電流大小相同，方向相反，所以差動電流為零，差流元件不動作。06認知整流變壓器的保護類型和內(nèi)容整流變壓器柜一般配備電流速斷保護、延時過流保護、零序電流保護及反時限過流保護等保護類型，同時裝設變壓器超溫保護。在以上保護類型中，電流速斷保護為主保護，其余為后備保護。變壓器的過負荷保護是通過電流繼電器的反時限來實現(xiàn)的。07認知整流器的保護類型和內(nèi)容在地鐵牽引供電的整流器中，一般裝設有二極管快速熔斷器故障報警/跳閘（即所謂一報警而跳閘）、散熱器超溫報警／跳閘（或熱敏裝置報警跳閘）、母排超溫報警跳閘這幾類跳閘將使整流変的35kV/33kV開關跳閘，使整流器組退出運行。08認知直流高速開關的保護類型和內(nèi)容在直流高速開關中，配備了過流、速斷及熱保護等類型，這些保護類型與交流系統(tǒng)同一類型的保護在原理上具有相似性，本文不作論述。但除此之外，直流高速開關還配備有直流系統(tǒng)特有的保護類型，如電流上升率保護（包括遠端及近端）、聯(lián)跳保護。同時，直流開關還裝設有本體大電流保護，這也是直流開關獨立于直流保護裝置之外的最后一道保護。認知牽引變電所35kV系統(tǒng)教學目標要求學生通過學習，了解并掌握35kV綜合保護裝置、差動保護裝置以及變壓器溫控器等知識。教學重點

35kV綜合保護裝置1

差動保護裝置2目錄010203認知35kV綜合保護裝置認知差動保護裝置認知地鐵牽引變電站的主要作用04認知變壓器溫控器（整流變+動力變）05認知地鐵牽引變電站的保護類型01認知地鐵牽引變電站的主要作用地鐵牽引變電站的主要作用是，將35kV交流電經(jīng)牽引整流變壓器變壓后，降為1180V交流電，再經(jīng)三相橋式整流（全波）后輸出理論值為1500V左右的每周波24脈動波形的直流電。該直流電通過高速直流開關饋往接觸網(wǎng)，用作列車牽引動力源，再通過列車的受電弓將電能引入列車的驅(qū)動系統(tǒng)。02認知地鐵牽引變電站的保護類型在牽引變電站的進出線中主要有縱聯(lián)差動保護及過流、零序電流、弧光保護等保護類型在整流變壓器饋線中裝設有變壓器溫度保護、二極管監(jiān)視保護、整流柜母排溫度保護、散熱器溫度保護等保護類型。在直流1500V系統(tǒng)中，則主要有速斷保護、過流保護、上升率保護、熱保護、框架保護及雙邊聯(lián)跳保護等保護類型。其中框架保護是直流牽引供電系統(tǒng)特有的保護類型。01認知35kV綜合保護裝置

用于短路保護，保護線路電纜短路故障、母排短路故障以及電氣設備的短路故障。

當系統(tǒng)發(fā)生短路故障、電纜絕緣等級下降或是非正常負載增加時，過電流保護動作，與電流速斷保護區(qū)別在于過電流保護帶有動作時限。02認知35kV綜合保護裝置

線路短路或是在開關柜內(nèi)聯(lián)鎖功能失效的情況下帶負荷操作斷路器、觸頭拉桿端部絕緣老化對本體放電等原因引起的斷路器氣室或是母線氣室內(nèi)部發(fā)生弧光短路故障。03認知35kV綜合保護裝置

用于保護線路電纜和負載電氣設備的過負荷運行，采用反時限的電流－時間動作特性用于保護線路電纜，以及負載電氣設備對地短路或是漏電故障，零序電流保護不能反應三相和兩相短路

04認知差動保護裝置線路差動保護差動保護利用基爾霍夫電流定理工作，我們把一個變電所到下一個變電所之間的環(huán)網(wǎng)電纜看成一個節(jié)點。當設備出現(xiàn)故障時，流進和流出節(jié)點的電流不相等，差動電流大于零，超過整定值時保護動作。正常情況下流進和流出節(jié)點的電流相等，差動電流等于零。35kV差動保護的范圍是在輸入輸出的兩端CT之間的線路電纜。05認知變壓器溫控器（整流變+動力變）當變壓器內(nèi)部鐵芯或是繞組的溫度超溫時，鐵芯和繞組的溫度探頭會將溫度信息傳輸給變壓器溫控器，再由溫控器將溫度信號接點發(fā)送給對應斷路器的保護裝置，最后由斷路器的保護裝置執(zhí)行報警或跳閘。繞組超溫報警溫度繞組超溫跳閘溫度鐵芯超溫報警溫度認知牽引變電所1500V系統(tǒng)教學目標要求學生通過學習，了解并掌握直流1500V綜合保護裝置、斷路器本體保護、框架保護裝置等知識。教學重點

直流1500V綜合保護裝置1

框架保護裝置2目錄01020304認知直流1500V綜合保護裝置認知斷路器本體保護認知框架保護裝置認知直流1500V綜合保護裝置01認知直流1500V綜合保護裝置

獨立過電流保護為電流上升率保護的后備保護，保護線路電纜短路故障、母排短路故障以及電氣設備的短路故障過電流（OCP）過電流保護為電流上升率保護的后備保護，該保護的電流整定值較小，按饋線最大負荷考慮，以達到能切除遠端短路故障的目的，因此保護的動作延時也較長，另外也可以避開列車啟動的時間02認知直流1500V綜合保護裝置電流上升率保護是1500V直流饋線斷路器的中遠端短路保護，用于切除本體大電流脫扣保護不能切除的故障電流較小的中、遠端短路故障，其工作原理如下：

電流上升率（ROR）03認知直流1500V綜合保護裝置A是電流上升率的整定值1B是電流上升率的整定值L為電流上升率增量整定值

值得注意的是

04認知直流1500V綜合保護裝置接觸網(wǎng)熱過負荷保護，其保護的目的是消除接觸網(wǎng)或直流饋線電纜的熱過負荷故障，而非短路故障。熱過負荷（TIP）其工作原理主要是根據(jù)接觸網(wǎng)的電阻和接觸網(wǎng)上流過的電流，計算出接觸網(wǎng)的發(fā)熱量，從而再根據(jù)接觸網(wǎng)的熱負荷特性及環(huán)境條件推算出接觸網(wǎng)的溫度，超過整定值時，經(jīng)過45’延時后保護裝置發(fā)出分閘命令，使斷路器跳閘，但保護動作后不發(fā)雙邊聯(lián)跳信號，并且會閉鎖斷路器自動重合閘功能2min，電纜逐漸冷卻，溫度下降，2min后斷路器啟動自動重合閘功能，如果外界情況滿足合閘條件，則斷路器合閘05認知斷路器本體保護本體大電流脫扣用于快速切除近端金屬性短路故障，是1500V直流饋線斷路器的主保護，在斷路器內(nèi)設置的固有保護，沒有延時。斷路器本體大電流脫扣保護保護的整定值要通過短路試驗得出，比最大負荷下列車正常啟動的電流大，也要比最大短路電流小。當通過斷路器的電流超過整定值時，通過斷路器內(nèi)設置的脫扣器，使斷路器跳閘。06認知框架保護裝置框架漏電保護（電流元件）直流牽引系統(tǒng)設備（包括直流開關柜、負極柜、整流器柜）的外売通過電纜連在一起（簡稱為框架），然后連到負柜經(jīng)過一個分流器實現(xiàn)由一點接到大地。框架漏電保護（電壓元件）當框架對外殼，也就是對地有泄漏電流時，分流器檢測到故障電流，經(jīng)泄漏電阻產(chǎn)生故障電壓，經(jīng)過電壓變送器轉(zhuǎn)換成小電壓值經(jīng)過“模擬輸入通道”傳輸給框架保護裝置，這就是框架電流保護的原理。07認知框架保護裝置同樣，框架對負板（鋼軌）的電壓信號，經(jīng)過電壓變送器轉(zhuǎn)換成小電壓值經(jīng)過“模擬輸入通道”傳輸給框菜保護裝置，這就是框架電壓保護的原理。另外，框架電壓保護與鋼軌電位限制裝置相配合，作為鋼軌電位限制裝置的后備保護?？蚣鼙Ｗo動作的結(jié)果是：迅速跳開本站內(nèi)所有的直流開關、交流側(cè)進線開關及鄰所向本區(qū)段供電的直流開關，并需由人工復歸后方可重新合上開關08認知直流1500V綜合保護裝置雙邊聯(lián)跳保護雙邊聯(lián)跳保護是在雙邊供電方式下的一種保護手段，在一個供電分區(qū)內(nèi)的接觸網(wǎng)由兩個牽引變電所同時對其供電的，當其中一個變電所的直流饋線斷路器因為保護跳閘的同時，還會發(fā)出聯(lián)跳指令，使為同一個供電區(qū)供電的直流饋線斷路器都跳閘。它能切除故障電流特別小的遠端短路故障，跳閘命令是由感知到較大近端短路故障電流的相鄰站發(fā)出的。只要給一段接觸網(wǎng)供電的兩個牽引變電所有一個正確跳閘，另一個立刻也會跳閘，因而可靠性很高認知牽引變電站框架保護類型的判別以及校驗方法教學目標要求學生通過學習，了解并掌握牽引變電站框架保護類型的判別以及框架保護的一般校驗方法等知識。教學重點

牽引變電站框架保護類型的判別1

框架保護的一般校驗方法2目錄010203認知電壓型框架保護的判別認知電流型框架保護的判別認知框架保護的一般校驗方法01認知電壓型框架保護的判別一般情況下，電壓型框架保護動作只跳開本站二臺35kV整流變壓器開關及本站所有的直流高速開關，不跳閘鄰站，這是判別電壓型框架保護的依據(jù)之一。另外，也可通過站內(nèi)的信號系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)對電壓型框架保護作相應的識別和判斷。02認知電流型框架保護的判別與電壓型框架保護不同，電流型框架保護的采樣對象是直流系統(tǒng)框架對地（保護地）的電流泄漏，它反映了設備外殼的帶電情況。如果泄漏電流大于允許的設定值，則發(fā)出框架保護信號至各直流開關柜及35kV中壓開關柜，同時發(fā)信號至相臨站驅(qū)動供往同一區(qū)段的直流高速開關跳閘，跳閘后閉鎖相應開關的重合閘程序，直至收到框架保護復位信號為止。03認知電流型框架保護的判別是否聯(lián)跳鄰站直流開關是判定電流型或電壓型框架保護動作的重要依據(jù)之一。信號系統(tǒng)及SCADA系統(tǒng)對框架保護動作情況也有相應的標識和記錄。04認知框架保護的一般校驗方法框架保護一般可采用以下方法