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

認(rèn)知變電設(shè)備繼電保護(hù)教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)，了解并掌握35kV進(jìn)線保護(hù)主要類型和內(nèi)容、線路縱聯(lián)差動保護(hù)簡介、整流變壓器的保護(hù)類型和內(nèi)容、整流器的保護(hù)類型和內(nèi)容以及直流高速開關(guān)的保護(hù)類型和內(nèi)容等知識。教學(xué)重點(diǎn)

線路縱聯(lián)差動保護(hù)簡介1

直流高速開關(guān)的保護(hù)類型和內(nèi)容2目錄01020304認(rèn)知35kV進(jìn)線保護(hù)主要類型和內(nèi)容認(rèn)知線路縱聯(lián)差動保護(hù)簡介認(rèn)知整流變壓器的保護(hù)類型和內(nèi)容認(rèn)知整流器的保護(hù)類型和內(nèi)容05認(rèn)知直流高速開關(guān)的保護(hù)類型和內(nèi)容01認(rèn)知35kV進(jìn)線保護(hù)主要類型和內(nèi)容35kV進(jìn)線、聯(lián)絡(luò)線開關(guān)一般裝設(shè)有縱聯(lián)差動保護(hù)和過流保護(hù)，其中過流保護(hù)又啟用了反時(shí)限和定時(shí)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(yùn)營，35kV相鄰聯(lián)絡(luò)站點(diǎn)采用了進(jìn)線、聯(lián)絡(luò)線“四投三”的運(yùn)行方式。在某一站點(diǎn)35kV進(jìn)線失壓的情況下，能自動斷開失壓線路進(jìn)線開關(guān)，并自動合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，通過聯(lián)絡(luò)線實(shí)現(xiàn)由相鄰牽引站往本所供電，這種運(yùn)行方式對地鐵的安全運(yùn)營是極其重要的。02認(rèn)知線路縱聯(lián)差動保護(hù)簡介35kV進(jìn)線或聯(lián)絡(luò)線一般均裝設(shè)線路縱聯(lián)差動保護(hù)（常簡稱為線路縱差保護(hù)），該保護(hù)為進(jìn)線電纜或聯(lián)絡(luò)電纜的主保護(hù)。線路縱聯(lián)保護(hù)是當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，使兩側(cè)開關(guān)同時(shí)快速跳閘的一種保護(hù)裝置，是線路的主保護(hù)。它以線路兩側(cè)差動電流的特定關(guān)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(guān)系來判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。03認(rèn)知線路縱聯(lián)差動保護(hù)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(hù)原理：動作電流（差動電流）為

制動電流為

04認(rèn)知線路縱聯(lián)差動保護(hù)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(shí)，兩側(cè)實(shí)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(rèn)知線路縱聯(lián)差動保護(hù)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(shí)，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(fù)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(rèn)知整流變壓器的保護(hù)類型和內(nèi)容整流變壓器柜一般配備電流速斷保護(hù)、延時(shí)過流保護(hù)、零序電流保護(hù)及反時(shí)限過流保護(hù)等保護(hù)類型，同時(shí)裝設(shè)變壓器超溫保護(hù)。在以上保護(hù)類型中，電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，其余為后備保護(hù)。變壓器的過負(fù)荷保護(hù)是通過電流繼電器的反時(shí)限來實(shí)現(xiàn)的。07認(rèn)知整流器的保護(hù)類型和內(nèi)容在地鐵牽引供電的整流器中，一般裝設(shè)有二極管快速熔斷器故障報(bào)警/跳閘（即所謂一報(bào)警而跳閘）、散熱器超溫報(bào)警／跳閘（或熱敏裝置報(bào)警跳閘）、母排超溫報(bào)警跳閘這幾類跳閘將使整流変的35kV/33kV開關(guān)跳閘，使整流器組退出運(yùn)行。08認(rèn)知直流高速開關(guān)的保護(hù)類型和內(nèi)容在直流高速開關(guān)中，配備了過流、速斷及熱保護(hù)等類型，這些保護(hù)類型與交流系統(tǒng)同一類型的保護(hù)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(guān)還配備有直流系統(tǒng)特有的保護(hù)類型，如電流上升率保護(hù)（包括遠(yuǎn)端及近端）、聯(lián)跳保護(hù)。同時(shí)，直流開關(guān)還裝設(shè)有本體大電流保護(hù)，這也是直流開關(guān)獨(dú)立于直流保護(hù)裝置之外的最后一道保護(hù)。認(rèn)知牽引變電所35kV系統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)，了解并掌握35kV綜合保護(hù)裝置、差動保護(hù)裝置以及變壓器溫控器等知識。教學(xué)重點(diǎn)

35kV綜合保護(hù)裝置1

差動保護(hù)裝置2目錄010203認(rèn)知35kV綜合保護(hù)裝置認(rèn)知差動保護(hù)裝置認(rèn)知地鐵牽引變電站的主要作用04認(rèn)知變壓器溫控器（整流變+動力變）05認(rèn)知地鐵牽引變電站的保護(hù)類型01認(rèn)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(guān)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(rèn)知地鐵牽引變電站的保護(hù)類型在牽引變電站的進(jìn)出線中主要有縱聯(lián)差動保護(hù)及過流、零序電流、弧光保護(hù)等保護(hù)類型在整流變壓器饋線中裝設(shè)有變壓器溫度保護(hù)、二極管監(jiān)視保護(hù)、整流柜母排溫度保護(hù)、散熱器溫度保護(hù)等保護(hù)類型。在直流1500V系統(tǒng)中，則主要有速斷保護(hù)、過流保護(hù)、上升率保護(hù)、熱保護(hù)、框架保護(hù)及雙邊聯(lián)跳保護(hù)等保護(hù)類型。其中框架保護(hù)是直流牽引供電系統(tǒng)特有的保護(hù)類型。01認(rèn)知35kV綜合保護(hù)裝置

用于短路保護(hù)，保護(hù)線路電纜短路故障、母排短路故障以及電氣設(shè)備的短路故障。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障、電纜絕緣等級下降或是非正常負(fù)載增加時(shí)，過電流保護(hù)動作，與電流速斷保護(hù)區(qū)別在于過電流保護(hù)帶有動作時(shí)限。02認(rèn)知35kV綜合保護(hù)裝置

線路短路或是在開關(guān)柜內(nèi)聯(lián)鎖功能失效的情況下帶負(fù)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(rèn)知35kV綜合保護(hù)裝置

用于保護(hù)線路電纜和負(fù)載電氣設(shè)備的過負(fù)荷運(yùn)行，采用反時(shí)限的電流－時(shí)間動作特性用于保護(hù)線路電纜，以及負(fù)載電氣設(shè)備對地短路或是漏電故障，零序電流保護(hù)不能反應(yīng)三相和兩相短路

04認(rèn)知差動保護(hù)裝置線路差動保護(hù)差動保護(hù)利用基爾霍夫電流定理工作，我們把一個(gè)變電所到下一個(gè)變電所之間的環(huán)網(wǎng)電纜看成一個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，流進(jìn)和流出節(jié)點(diǎn)的電流不相等，差動電流大于零，超過整定值時(shí)保護(hù)動作。正常情況下流進(jìn)和流出節(jié)點(diǎn)的電流相等，差動電流等于零。35kV差動保護(hù)的范圍是在輸入輸出的兩端CT之間的線路電纜。05認(rèn)知變壓器溫控器（整流變+動力變）當(dāng)變壓器內(nèi)部鐵芯或是繞組的溫度超溫時(shí)，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(diǎn)發(fā)送給對應(yīng)斷路器的保護(hù)裝置，最后由斷路器的保護(hù)裝置執(zhí)行報(bào)警或跳閘。繞組超溫報(bào)警溫度繞組超溫跳閘溫度鐵芯超溫報(bào)警溫度認(rèn)知牽引變電所1500V系統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)，了解并掌握直流1500V綜合保護(hù)裝置、斷路器本體保護(hù)、框架保護(hù)裝置等知識。教學(xué)重點(diǎn)

直流1500V綜合保護(hù)裝置1

框架保護(hù)裝置2目錄01020304認(rèn)知直流1500V綜合保護(hù)裝置認(rèn)知斷路器本體保護(hù)認(rèn)知框架保護(hù)裝置認(rèn)知直流1500V綜合保護(hù)裝置01認(rèn)知直流1500V綜合保護(hù)裝置

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

電流上升率（ROR）03認(rèn)知直流1500V綜合保護(hù)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(rèn)知直流1500V綜合保護(hù)裝置接觸網(wǎng)熱過負(fù)荷保護(hù)，其保護(hù)的目的是消除接觸網(wǎng)或直流饋線電纜的熱過負(fù)荷故障，而非短路故障。熱過負(fù)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(jì)算出接觸網(wǎng)的發(fā)熱量，從而再根據(jù)接觸網(wǎng)的熱負(fù)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(shí)，經(jīng)過45’延時(shí)后保護(hù)裝置發(fā)出分閘命令，使斷路器跳閘，但保護(hù)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(rèn)知斷路器本體保護(hù)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(hù)，在斷路器內(nèi)設(shè)置的固有保護(hù)，沒有延時(shí)。斷路器本體大電流脫扣保護(hù)保護(hù)的整定值要通過短路試驗(yàn)得出，比最大負(fù)荷下列車正常啟動的電流大，也要比最大短路電流小。當(dāng)通過斷路器的電流超過整定值時(shí)，通過斷路器內(nèi)設(shè)置的脫扣器，使斷路器跳閘。06認(rèn)知框架保護(hù)裝置框架漏電保護(hù)（電流元件）直流牽引系統(tǒng)設(shè)備（包括直流開關(guān)柜、負(fù)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(fù)柜經(jīng)過一個(gè)分流器實(shí)現(xiàn)由一點(diǎn)接到大地?？蚣苈╇姳Ｗo(hù)（電壓元件）當(dāng)框架對外殼，也就是對地有泄漏電流時(shí)，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(hù)裝置，這就是框架電流保護(hù)的原理。07認(rèn)知框架保護(hù)裝置同樣，框架對負(fù)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(hù)裝置，這就是框架電壓保護(hù)的原理。另外，框架電壓保護(hù)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(hù)?？蚣鼙Ｗo(hù)動作的結(jié)果是：迅速跳開本站內(nèi)所有的直流開關(guān)、交流側(cè)進(jìn)線開關(guān)及鄰所向本區(qū)段供電的直流開關(guān)，并需由人工復(fù)歸后方可重新合上開關(guān)08認(rèn)知直流1500V綜合保護(hù)裝置雙邊聯(lián)跳保護(hù)雙邊聯(lián)跳保護(hù)是在雙邊供電方式下的一種保護(hù)手段，在一個(gè)供電分區(qū)內(nèi)的接觸網(wǎng)由兩個(gè)牽引變電所同時(shí)對其供電的，當(dāng)其中一個(gè)變電所的直流饋線斷路器因?yàn)楸Ｗo(hù)跳閘的同時(shí)，還會發(fā)出聯(lián)跳指令，使為同一個(gè)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(yuǎn)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(gè)牽引變電所有一個(gè)正確跳閘，另一個(gè)立刻也會跳閘，因而可靠性很高認(rèn)知牽引變電站框架保護(hù)類型的判別以及校驗(yàn)方法教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)，了解并掌握牽引變電站框架保護(hù)類型的判別以及框架保護(hù)的一般校驗(yàn)方法等知識。教學(xué)重點(diǎn)

牽引變電站框架保護(hù)類型的判別1

框架保護(hù)的一般校驗(yàn)方法2目錄010203認(rèn)知電壓型框架保護(hù)的判別認(rèn)知電流型框架保護(hù)的判別認(rèn)知框架保護(hù)的一般校驗(yàn)方法01認(rèn)知電壓型框架保護(hù)的判別一般情況下，電壓型框架保護(hù)動作只跳開本站二臺35kV整流變壓器開關(guān)及本站所有的直流高速開關(guān)，不跳閘鄰站，這是判別電壓型框架保護(hù)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(hù)作相應(yīng)的識別和判斷。02認(rèn)知電流型框架保護(hù)的判別與電壓型框架保護(hù)不同，電流型框架保護(hù)的采樣對象是直流系統(tǒng)框架對地（保護(hù)地）的電流泄漏，它反映了設(shè)備外殼的帶電情況。如果泄漏電流大于允許的設(shè)定值，則發(fā)出框架保護(hù)信號至各直流開關(guān)柜及35kV中壓開關(guān)柜，同時(shí)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(guān)跳閘，跳閘后閉鎖相應(yīng)開關(guān)的重合閘程序，直至收到框架保護(hù)復(fù)位信號為止。03認(rèn)知電流型框架保護(hù)的判別是否聯(lián)跳鄰站直流開關(guān)是判定電流型或電壓型框架保護(hù)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(hù)動作情況也有相應(yīng)的標(biāo)識和記錄。04認(rèn)知框架保護(hù)的一般校驗(yàn)方法框架保護(hù)一般可采用以下方法