地铁直流牵引供电系统馈线保护方法

摘要:地铁供电系统的安全可靠性是地铁运营的核心保障，在其发生故障时，必

须第一时间准确、有序应对，最大限度减少对地铁正常运营的影响。本文根据多

年工作实践，对地铁直流牵引供电系统的馈线保护技术进行分析，供同行借鉴。

关键词:地铁；直流；牵引；供电系统；馈线保护；方法

引言

当前，世界各国地铁都是采用电力牵引，供电系统除了为地铁车辆提供牵引

动力的同时，还为地铁内部的通风空调系统、电扶梯、屏蔽门、通信、信号系统、自动售检票系统、照明及消防设施等提供电能。因此可见，供电系统的重要性。

地铁电力调度是地铁供电系统的运行、检修和事故抢修的指挥者，在供电系统设

备发生故障时，能否及时准确地进行应急处理，尽快恢复正常供电，是非常值得

我们去研究的课题之一。

一、地铁供电故障应急处理所注意的事项及原则

（一）故障处置时的注意事项

1.电力调度是供电系统设备应急抢修的总指挥。供电系统发生事故时，现场

抢修人员必须服从当值电力调度员的统一指挥，根据电力调度命令执行抢修任务。

2.应急抢修应做好安全控制，防止忙中出错，严格按停电作业的程序和规章制度

办事。

（二）基本原则

1.变电所故障的处置原则

变电所发生故障中断供电，应设法改变供电运行方式，迅速恢复对接触网、

车站1级、2级负荷的供电。

2.接触网故障的处理原则

接触网应急抢修应遵循“先通后复，先通一路”的原则，以最快的速度设法先

行送电，疏通线路和及早恢复设备正常的技术状况。

3.供电系统故障处理原则

当地铁供电系统发生故障时，应按照以下原则处理：（1）限制事故的扩大，消除事故的根源，迅速解除对人身及设备安全的威胁；（2）最大限度地缩短停

电时间，保持接触网和各车站的不间断供电；（3）尽快恢复系统的正常供电方式。

二、城市轨道交通牵引供电系统

国内外普遍采用的城市轨道交通牵引供电系统的类型多为交流25千伏以及直流1500伏两种形式，现在也逐渐兴起了将这两种供电制式相结合的模式，称为

双制式供电系统。牵引供电系统主要是为了提供电动机车、轻轨、地铁的用电，

采用牵引网络进行电流输送。这一系统是电流输出形式、电压强度，以及供电系

统类型的集合。城市軌道交通供电系统将直接影响到市民的出行安全、工程项目

可以申请的规格、项目搭建标准、工程可融资金等问题，所以正逐渐引起国内外

广大学者的关注。下面主要针对牵引供电系统的直流制和交流制分别进行简单的

介绍。

（一）直流制

城市中的变电所、牵引网以及接触网的设计和搭建方式主要采用直流1500伏特的供电方式。此类型的牵引网采用了双边供电方式，若出现线路故障则换用大

双边供电方式，从而达到跨越区域供电的效果。此外，直流制供电方式还采用了

供配电系统基本知识

课题1：供配电系统基础知识课型：讲解、参观教学目的：（1）了解电力系统基本概念和组成（2）了解用电负荷的分类（3）掌握常用低压供配电系统基础知识教学重点：低压供配电系统基础知识教学难点：中线、零线、地线的区别教学分析：授课时主要通过参观学院配电室，让学生对供配电有个感性认识。再讲解电力系统的组成、电力的产生、传输、分配等基本概念，重点分析常用的几种低压供配电系统。复习、提问：（1）家里的电是怎么来的呢？（2）一般家里用的电是多少伏特的？教学过程：一、课程绪论先向学生介绍课程主干内容、地位及学习方法、考试考核手段（根据教学大纲要求）等。再引入本次课的内容，电力系统及低压供配电系统基础知识。二、电力系统概述 1、电力的产生、传输、分配过程：电力的产生、传输、分配过程如参考书上第2页图1-2所示，从发电厂（水力、火力、核能、风力、太阳能、垃圾发电等）先发电，发出的电压一般为10.5KV，13.8KV或13.75KV。为了能将电能输送远些，并减少输电损耗，需通过升压变压器将电压升高到110KV，220KV或500KV。然后经过远距离高压输送后，再经过降

压变压器降压至负载所需电量，如35KV，10KV，最后经配电线路分配到用电单位和住宅区基层用户，或者再降压至380/220V供电给普通用户。因此这个由发电、送电、变电、配电和用电组成的整体就是电力系统。提问：为什么要升压供电？答案：电流↑，传输距离↑，热能消耗↑，电能损失↑ 所以，在传输容量一定的条件下，输电电压↑，输电电流↓，电能消耗↓ 我国常用的输电电压等级：有35kV、110kV、220kV、330kV、500kV等多种提问：目前我们常用的电力传输线路有哪几种？答案：架空线路、电缆线路 2、电力系统：由发电、送电、变电、配电和用电组成的“整体”。 3、电力网：输送、变换和分配电能的网络。由输电线路和变配电所组成，分为输电网和配电网。（1）输电网：由35KV以上的输电线路和与其连接的变电所组成，其作用是将电能输送到各个地区的配电网或直接送给大型企业用户。（2）配电网：由10KV及以下的配电线路和配电变压器组成，其作用是将电能送给各类用户。一般将3KV、6KV、10KV的电压称为配电电压。 4、电力网的电压等级：低压：1KV以下；中压：（1-10）KV；高压：（10-330）KV；超高压：（330-1000）

地铁直流牵引变电所的保护原理

浅析地铁直流牵引变电所的保护原理 2009年04月04日星期六 03:55 0 引言在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化又是发展的主要原则。在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，目前，国内主要城市的地铁直流保护设备均来自国外，例如广州地铁二号线选用的是德国Siemens 公司的DPU96，武汉轻轨选用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通过对部分国外产品的研究，笔者认为，直流保护设备的原理并不是十分复杂，功能实现在理论上也没有任何障碍，希望通过本文的抛砖引玉，在将来的不久，能够看到国产的直流保护设备在我国甚至国际市场成为主流。 1 一次系统简介图1显示了一个典型的牵引变电所的电气主接线图，该所将主变电所来的交流高电压（典型值：33kV）经整流机组（包括变压器及整流器）降压、整流为直流1500V，再经直流开关柜向接触网供电。我国上海和广州地铁的直流牵引供电系统均是如此，北京地铁采用的是第三轨受流器（上海和广州地铁则是架空接触网），其馈电电压为750V。由于750V馈电电压供电距离短、杂散电流大，现在多采用1500V。图2显示的是采用双边供电的上行接触网的分区段示意图（下行亦相同），一个供电区由相邻的2个牵引变电所同时供电，这种双边供电的方式提高了供电的可靠性，同时分区段的方式使故障被隔离在某个区段以内，而不致影响其它供电区段，因而被广

泛采用。本文中所讨论的保护原理均基于1500V架空接触网双边供电方式。图1 典型牵引变电所电气主接线参考图 ?? 图2 双边供电接触网分区段示意图图3 短路电流与列车运行电流示意图 2牵引变电所内直流保护的配置牵引变电所内的直流保护系统必须在系统发生故障时快速、准确地切除故障，同时又要避免列车正常运行时一些电气参数的变化引起保护装置误跳闸。后备保护的存在增加了故障切除的可靠性，同时也增加了与主保护配合的难度，所以保护的配置也不宜过多。不同的牵引变电所其电气特性不同，运行要求不同，所以保护装置的整定值不同，甚至保护的配置亦不相同。通常，牵引变电所内的直流保护安装于开关柜中，其可能的配置如下： A．馈线柜（图1中对应211，212，213，214开关柜）： a．大电流脱扣保护（over-current protection）； b．电流上升率保护（di/dt protection）； c．定时限过流保护（definite-time over-current protection）； d．低电压保护（under-voltage protection）；

地铁牵引供电系统

地铁牵引供电系统保护来源：中国论文下载中心 [ 08-12-11 10:20:00 ] 作者：黄德胜编辑：studa0714 【摘要】作者根据自己的实践经验，提出牵引变电所两种不可或缺的保护：牵引变电所内部联跳、因馈线开关没有远后备保护，故应设开关失灵拒动保护。迅速切断电源是一切继电保护的最终目的，直流电路尤其如此。为迅速切断电源，在短路电流上升过程中将其遮断，是直流保护应当遵循的基本原则。文中分析了三种保护上“死区”形成的原因，为使馈线开关保护更加完善，直流馈线应设开关失灵拒动保护，以使列车运行更加安全。【关键词】牵引变电所内部联跳馈线开关开关失灵拒动短路电流死区。一、概述地铁直流牵引供电系统的保护,可以分为两部分:牵引整流机组保护和直流馈线保护。牵引供电系统保护的最大特点就是系统的“多电源”和保护的“多死区”。所谓多电源, 既当牵引网发生短路时, 并非仅双边供电两侧的牵引变电所向短路点供电, 而是全线的牵引变电所皆通过牵引网向短路点供电。所谓多死区, 是因牵引供电系统本身构成的特点和保护对象的特殊性而形成保护上的“死区”。任何保护的最基本要求就是当发生短路故障时, 首先要迅速“切断电源”、“消除死区”, 针对这两点, 牵引供电系统除交流系统常用的保护外, 还设置了牵引变电所内部联跳、牵引网双边联跳、di/dt △I 等特殊保护措施, 这就可以完全满足牵引供电系统发生故障时切断电源、消除死区的要求。对任何供电系统的继电保护而言, 可靠性总是第一位的, 而对直流牵引供电系统, 速动性可以看成和可靠性是同等重要的, 所以直流侧保护皆采用毫秒级的电器保护设备, 如直流快速断路器、di/dt △I 保护等, 目的就是在直流短路电流上升过程中将其遮断, 不允许短路电流到达稳态值。至于选择性, 在直流牵引供电系统中则处于次要位置, 其保护的设置应是“宁可误动作, 不可不动作”。误动作可以用自动重合闸进行矫正; 不动作则很可怕, 因为牵引供电系统短路时产生的直流电弧, 如不迅速切断电源，电弧可以长时间维持燃烧而不熄灭; 而交流电弧则不同, 其电压可以过零而自动熄灭。关于地铁牵引供电系统的常用保护，已为业内人士所熟知，这里不再多作介绍。下面谈一下容易被人忽视的两种保护。二、引变电所内部联跳保护牵引变电所内部联跳的定义：当发生短路故障引起两台整流机组直流引入断路器或交流断路器同时跳闸时，应迅速跳掉全部直流馈线断路器，以及时切断电源。见图（01）

地铁牵引变电所保护原理

0 引言在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化又是发展的主要原则。在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，目前，国内主要城市的地铁直流保护设备均来自国外，例如广州地铁二号线选用的是德国Siemens公司的DPU96，武汉轻轨选用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通过对部分国外产品的研究，笔者认为，直流保护设备的原理并不是十分复杂，功能实现在理论上也没有任何障碍，希望通过本文的抛砖引玉，在将来的不久，能够看到国产的直流保护设备在我国甚至国际市场成为主流。 1 一次系统简介图1显示了一个典型的牵引变电所的电气主接线图，该所将主变电所来的交流高电压（典型值：33kV）经整流机组（包括变压器及整流器）降压、整流为直流1500V，再经直流开关柜向接触网供电。我国上海和广州地铁的直流牵引供电系统均是如此，北京地铁采用的是第三轨受流器（上海和广州地铁则是架空接触网），其馈电电压为750V。由于750V馈电电压供电距离短、杂散电流大，现在多采用1500V。图2显示的是采用双边供电的上行接触网的分区段示意图（下行亦相同），一个供电区由相邻的2个牵引变电所同时供电，这种双边供电的方式提高了供电的可靠性，同时分区段的方式使故障被隔离在某个区段以内，而不致影响其它供电区段，因而被广泛采用。本文中所讨论的保护原理均基于1500V架空接触网双边供电方式。图1 典型牵引变电所电气主接线参考图图2 双边供电接触网分区段示意图

图3 短路电流与列车运行电流示意图 2牵引变电所内直流保护的配置牵引变电所内的直流保护系统必须在系统发生故障时快速、准确地切除故障，同时又要避免列车正常运行时一些电气参数的变化引起保护装置误跳闸。后备保护的存在增加了故障切除的可靠性，同时也增加了与主保护配合的难度，所以保护的配置也不宜过多。不同的牵引变电所其电气特性不同，运行要求不同，所以保护装置的整定值不同，甚至保护的配置亦不相同。通常，牵引变电所内的直流保护安装于开关柜中，其可能的配置如下： A．馈线柜（图1中对应211，212，213，214开关柜）： a．大电流脱扣保护（over-current protection）； b．电流上升率保护（di/dt protection）； c．定时限过流保护（definite-time over-current protection）； d．低电压保护（under-voltage protection）； e．双边联跳保护（transfer intertrip protection）； f．接触网热过负荷保护（cable thermal overload protection）； g．自动重合闸（automatic re-closure）。 B．进线柜（图1中对应201，202开关柜）： a．大电流脱扣保护（over-current protection）； b．逆流保护（reverse current protection）。 C．负极柜： a．框架保护（frame fault protection）。 D. 轨道电压限制装置

地铁1号线供电系统设计

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 工作总结地铁牵引供电系统设计分校（站、点）：国顺年级、专业：08秋机电一体化教育层次：大专学生姓名：朱臻指导教师：李杰完成日期： aufwiedesan

目录一、牵引站一次系统 (3) 二、牵引供电系统各主要设备介绍 (5) (一）交流系统 (5) (二）整流器 (6) (三）直流高速断路器 (9) (四）中央信号屏…………………………………………………………………… 11 参考文献…………………………………………………………………………… 14 致谢……………………………………………………………………………… 15

地铁牵引供电系统设计随着城市的发展,轨道交通越来越离不开人们的日常生活,上海地铁的客流也与日聚增,而供电系统在整个地铁运营中则起着举足轻重的作用。地铁供电系统主要可分为：主变电系统,牵引供电系统和车站及附属设备供电系统(降压站)三大部分,主变电系统就是将电网的110KV高压电转换为33KV 和10KV供牵引和降压站。牵引供电系统(以下简称牵引站)要求：供电安全系数高，能适应地铁列车大密度、高频率启动和制动，相邻供电区域间必须没有无电区域。因此，上海地铁采用了33KV的交流高压电通过整流器转为1500V的直流电并送到触网为列车供电技术。下面就以92年建成的地铁一号线衡山路牵引站为例作一下系统的介绍。一、牵引站一次系统地铁供电系统不同于一般的工业和民用电,属于一级负荷,对安全性和可靠性有着较高的要求,所以牵引站也是按照上述要求来设计的。衡山路牵引站33kv有两条回路供电,分别是上衡牵和广衡牵33KV进线开关,平时上衡牵运行,广衡牵作备用：采用西门子公司制造的GIS(六氟化硫全封闭高压开关柜)组合式开关柜,比传统高压柜占地面积小,可靠性高,维护工作也大大减少。本牵引站由两台4.4MVA整流变压器将33KV降到1220V并送往整流器,采用干式双绕组变压器,一次侧为Dd0接法,有利于简少谐波干扰；二次侧为DY5接法利用三角形和星形互差30度的特点组成交流6相整流电路通过整流以后得到12脉波直流电,比一般三相6脉波整流电路大大减少了脉动系

地铁直流牵引供电系统馈线保护方法研究.

现代电子技术年第期总第期!通信与信息技术" 地铁直流牵引供电系统馈线保护方法研究丁丽娜!韩红彬西南交通大学电气工程学院" 摘四川成都 #$%%&$’ 要(针对目前国内地铁直流馈线保护方法不是很成熟!本文介绍了地铁直流牵引供电系统中采用的几种直流馈线保护方法!详细分析了大电流脱扣保护)*电流上升率及电流增量保护.过流保护.双边联跳保护.接触网热过负荷保,+*-护!自动重合闸保护的基本保护原理!并举例说明了如何通过对电流上升率!电流增量/和电流上升持续时间-的测量来区分故障情况和正常运行情况)为地铁馈线保护的配置提供了理论基础) 关键词(馈线0直流0保护0地铁 3 中图分类号(12&$45 文献标识码(6文章编号($%%&8&2%%:’%%5%&9" ;<=<>?@ABCD?BE<@EFBCGPQRS?>@EFBC LMTTUPLP=E

电力系统的基本知识

电力系统的基本知识 1、什么叫电力系统的稳定和振荡？答：电力系统正常运行时，原动机供给发电机的功率总是等于发电机送给系统供负荷消耗的功率，当电力系统受到扰动，使上述功率平衡关系受到破坏时，电力系统应能自动地恢复到原来的运行状态，或者凭借控制设备的作用过度到新的功率平衡状态运行，即谓电力系统稳定。这是电力系统维持稳定运行的能力，是电力系统同步稳定研究的课题。电力系统稳定分为静态稳定和暂态稳定。静态稳定是指电力系统受到微小的扰动后，能自动地恢复到原来运行状态的能力。暂态稳定对应的是电网受到大扰动的情况。系统的各点电压和电流均作往复摆动，系统的任何一点电流与电压之间的相位角都随功角δ的变化而改变、频率下降等我们通常把这种现象叫电力系统振荡。 2、电力系统振荡和短路的区别是什么？答：电力系统振荡和短路的主要区别是：振荡时系统各点电压和电流值均作往复摆动，而短路时电流、电压值是突变的。此外，振荡时电流、电压值的变化速度较慢，而短路时的电流、电压值突变量很大。振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角随功角δ的变化而改变；而短路时，电流与电压之间的相位是基本不变的。振荡时无零序和负序分量，短路时有零序和负序分量。 3、电力系统振荡时，对继电保护装置有那些影响？那些保护装置不受影响？答：电力系统振荡时，对继电保护装置的电流继电器、阻抗继电器有影响。对电流继电器的影响。当保护装置的时限大于1.5-2秒时，就可能躲过振荡不误动作。对阻抗继电器的影响。I↑U↓保护动作，I↓U↑保护返回。距离ⅠⅡ段采用振荡闭锁原理躲开系统振荡，以防止阻抗继电器误动作。原理上不受振荡影响的的保护有相差动保护，和电流差动纵联保护，零序电流保护等。 4、我国电力系统中性点接地有几种方式？它们对继电保护的要求是什么？答：我国电力系统中性点接地有三种方式：①中性点直接接地方式；②中性点经过消弧线圈接地方式；③中性点不接地方式。110KV以上电网的中性点均采用第①种接地方式。在这种系统中，发生单相接地故障时接地短路电流很大，故称大接地电流系统。在大接地系统中，发生单相接地故障的几率较高，可占短路故障的70%左右，因此要求其接地保护能灵敏、可靠、快速、

铁路牵引供电系统继电保护配置分析

目录摘要 (3) 前言 (4) 第1章绪论............................................................................... . (4) 第2章铁路牵引供电系统及继电保护概述............................................................................... .. (5) 2.1 铁路牵引供电系统组成 (6) 2.1.1 牵引变电所、开闭所 (7) 2.1.2 牵引网、分区所、AT所 (8) 2.2 继电保护装置 (9) 2.2.1 继电保护分类 (10) 2.2.2 对继电保护的基本要求 (11) 第3章牵引变压器继电保护配置及分析............................................................................... . (11) 3.1 牵引变压器的运行方式 (12) 3.1.1 空载合闸 (12) 3.1.2 短路故障 (12) 3.1.3 不正常运行状态 (13) 3.2 牵引变压器的保护 (13) 3.2.1 主保护 (13) 3.2.2 后备保护 (14) 3.2.3 辅助性保护 (14) 3.3 牵引变压器差动保护 (15) 3.3.1 单相变压器 (15) 3.3.2 Y/d11接线变压器 (16) 3.3.3 V/v接线变压器 (16) 3.3.4 阻抗匹配平衡变压器 (17) 3.3.5 Scott接线变压器 (18) 3.3.6 V/x接线变压器 (19) 3.3.7 自耦变压器 (19) 3.4 牵引变压器差动保护原理框图 (20) 第4章 AT供电方式继电保护配置及分析 (22) 4.1 铁路牵引供电方式 (22) 4.2 AT供电方式继电保护配置及分析 (22) 4.2.1 AT供电方式的原理接线 (22) 4.2.2 AT供电方式的特点 (23) 4.2.3 AT供电方式牵引网保护配置 (23) 4.2.4 全并联AT供电牵引网保护配置 (25)

地铁直流牵引供电系统保护王振朴

地铁直流牵引供电系统保护王振朴发表时间：2019-04-11T11:20:09.453Z 来源：《基层建设》2019年第3期作者：王振朴 [导读] 摘要：近年来，随着我国经济的发展和综合国力的不断增强，我国的科学技术水平不断的提升，这促使了地铁开始广泛的在我国的各个城市开始使用，使得地铁越来越成为城市交通不可或缺的工具。石家庄市轨道交通有限责任公司河北石家庄 050000 摘要：近年来，随着我国经济的发展和综合国力的不断增强，我国的科学技术水平不断的提升，这促使了地铁开始广泛的在我国的各个城市开始使用，使得地铁越来越成为城市交通不可或缺的工具。在地铁的使用过程中，直流牵引供电是地铁正常运行的关键，在很大程度上决定着地铁运行中供电的安全性和可靠性。因此，加强对于地铁直流牵引供电系统的重视程度至关重要。本研究便是从这个角度出发，对地铁直流牵引供电系统保护进行简要的概述，并将重点阐述牵引变电所内的直流主保护、死区的形成以及地铁直流牵引供电系统保护的方式。关键词：地铁；直流牵引供电；系统保护前言：随着地铁在各个城市的广泛普及，如何更好的保证地铁行驶过程中供电的安全性和可靠性成为相关研究人员以及广大公民非常关注的问题。目前地铁上广泛使用的供电方式为地铁直流牵引供电，因此为了对地铁供电有更好的了解，更进一步的促进我国地铁供电系统的发展，对于直流牵引供电系统的故障形式、存在的问题、死区的形成进行深度的学习至关重要，并且要对地铁牵引变电所内的直流主保护和地铁直流牵引供电系统保护的方式有深入的了解。 1.地铁直流牵引供电系统保护概述 1.1 牵引变电所内的直流系统的故障形式牵引变电所内的直流系统发生的故障的形式主要包括短路故障、过压故障以及过负荷故障等，其中短路故障是最基本的一种故障形式，对于地铁直流牵引供电系统的运行产生着非常大的影响。一般来说，在地铁运行的过程中，为了保障地铁运行的安全性和可靠性，要尽可能的消除故障，这就要求在短路故障发生时，要采取合理及时的措施将短路区域的死区尽可能的消除，并且要关闭短路地区的电源。由于牵引变电所内的直流系统是多电源多死区的，这就给地铁运行过程中的短路故障的消除增加了难度，因此，如何快速准确的消除短路故障成为地铁直流牵引供电系统保护故障消除的关键问题。 1.2 地铁直流牵引供电系统保护存在的问题目前我国的地铁直流牵引供电系统保护已经发展的非常的成熟，在很大程度上促进了我国地铁的发展，但是其仍然存在着一些问题需要解决。比如，当多辆地铁在相隔较短的时间内启动时，地铁直流牵引供电系统保护可能会出现跳闸现象，其主要原因是因为当一辆地铁启动时，地铁直流牵引供电系统保护中的电流会上升，这时地铁直流牵引供电系统保护会进行限流保护，如果在限流保护的时间段内另一辆地铁开始启动，则可能因为电流过大而造成地铁直流牵引供电系统保护跳闸。目前这个问题得到了相关研究人员的广泛关注，但是还没有找到合适的解决方案。 2.牵引变电所内的直流主保护 2.1 电流上升率保护在地铁牵引变电所内的直流主保护中，电流上升率保护是非常关键的一项。所谓电流上升率保护，是一种广泛的应用在中端短路主保护和远端短路主保护中的保护方式，其能够准确的辨别出地铁运行过程中的中端电流、远端电流和正常电流，因此广泛的应用在中端短路故障和远端短路故障的消除过程中，为地铁的正常运行发挥着重要的作用。一般来说，随着地铁运行时间的增加，近端短路电流、中端短路电流、远端短路电流以及受电弓过接触网分段都会增加，但是增加的速度不尽相同，这也是牵引变电所内的直流主保护判断是否发生跳闸的主要依据。 2.2 大电流脱扣保护除了电流上升率保护外，在地铁牵引变电所内的直流主保护中还有非常关键的一项就是大电流脱扣保护。一般来说，大电流脱扣保护主要应用在近端短路故障中，其工作的主要原理是在断路器内设置相应的短路故障保护系统，即设置一种脱扣方式来对短路故障进行判断和保护，当流经的电流超过相应的设定值时，脱扣器会判定出电流故障，然后进行跳闸来保护供电系统。在脱扣器工作的过程中，设置的跳闸设定值一般是根据实验和计算分析得到的比较合理的数值，这样才能够保证脱扣器跳闸的合理性。 3.死区的形成 3.1 大双边供电死区发生在中点附近在地铁的直流牵引供电系统保护中，由于供电的方式、供电的保护方式等的不同，地铁直流牵引供电系统保护的死区的形成也是不相同的，其中主要的一种形成的死区就是发生在中点附近的大双边供电死区。实际上，由于双边供电的本身特性，大双边供电一般是不会发生死区的，因为当其中的一边发生故障时，另一边就会自动进行保护跳闸，从而防止了大双边供电死区的发生。但是，如果采用大电流双边供电，跳闸保护装置的反应时间不足就容易导致大双边供电死区的发生，并且这个供电死区一般发生在中点附近。 3.2 单边供电死区发生在末端在地铁的直流牵引供电系统保护中，另外一种常见的死区就是发生在末端的单边供电死区。一般来说，单边供电死区的范围与地铁直流牵引供电的供电距离以及开关的整定值有关，并且是正相关的关系，即当地铁直流牵引供电的供电距离较小时，单边供电死区的范围就较小，当地铁直流牵引供电的供电距离较大时，单边供电死区的范围就较大；当地铁直流牵引供电的开关的整定值较小时，单边供电死区的范围就较小，当地铁直流牵引供电的开关的整定值较大时，单边供电死区的范围就较大。因此，在地铁的直流牵引供电系统保护中，要注意对于地铁直流牵引供电的供电距离以及开关的整定值的设置 3.3 地铁主保护不能断弧形成的死区除了以上两点外，在地铁的直流牵引供电系统保护中还有一个非常常见的死区形式就是地铁主保护不能断弧形成的死区。地铁主保护不能断弧形成的死区的范围为整个地铁空间，所以这种死区的形成对于乘客的生命安全会造成很大的威胁，因此在地铁运行的过程中，要尽可能的采取措施来避免这种死区的产生，这就要求地铁直流牵引供电系统保护中各个单元的相互协调和配合。一般来说，地铁直流牵引

电力系统基础知识

电力系统的基础知识一、电力系统的构成一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。二．电力网、电力系统和动力系统的划分电力网：由输电设备、变电设备和配电设备组成的网络。电力系统：在电力网的基础上加上发电设备。动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。三．电力系统运行的特点一是经济总量大。目前，我国电力行业的资产规模已超过2万多亿，占整个国有资产总量的四分之一，电力生产直接影响着国民经济的健康发展。二是同时性，电能不能大量存储，各环节组成的统一整体不可分割，过渡过程非常迅速，瞬间生产的电力必须等于瞬间取用的电力，所以电力生产的的发电、输电、配电到用户的每一环节都非常重要。三是集中性，电力生产是高度集中、统一的，无论多少个发电厂、供电公司，电网必须统一调度、统一管理标准，统一管理办法;安全生产，组织纪律，职业品德等都有严格的要求。四是适用性，电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会所有人群，电能质量、电价水平与广大电力用户的利益密切相关。五是先行性，国民经济发展电力必须先行。四、电力系统的额定电压电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。我们国家电力系统的电压等级有220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着标准化的要求越来越高，3 kV、6 kV、20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV、为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电机过去有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，低压用户均是220/380V。用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。实际上，由于电网中有电压损失，致使各点实际电压偏离额定值，为了保证用电设备的良好运行，显然，用电设备应具有比电网电压允许偏差更宽的正常工作电压范围。发电机的额定电压一般比同级电网额定电压要高出5%，用于补偿电网上的电压损失。变压器的额定电压分为一次和二次绕组。对于一次绕组，当变压器接于电网末端时，性质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器)，故其额定电压与电网一致，当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器)，则其额定电压应与发电机额定电压相同。对于二次绕组，考虑到变压器承载时自身电压损失(按5%计)，变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%，当二次侧输电距离较长时，还应考虑到线路电压损失(按5%计)，此时，二次绕组额定电压应比电网额定电压高10%。五、电力系统的中性点运行方式

铁路牵引供电系统继电保护配置及分析

目录摘要 (2) 前言 (3) 第1章绪论 (4) 第2章铁路牵引供电系统及继电保护概述 (5) 2.1 铁路牵引供电系统组成 (5) 2.1.1 牵引变电所、开闭所 (6) 2.1.2 牵引网、分区所、AT所 (7) 2.2 继电保护装置 (8) 2.2.1 继电保护分类 (9) 2.2.2 对继电保护的基本要求 (10) 第3章牵引变压器继电保护配置及分析 (11) 3.1 牵引变压器的运行方式 (11) 3.1.1 空载合闸 (11) 3.1.2 短路故障 (11) 3.1.3 不正常运行状态 (12) 3.2 牵引变压器的保护 (12) 3.2.1 主保护 (12) 3.2.2 后备保护 (13) 3.2.3 辅助性保护 (13) 3.3 牵引变压器差动保护 (14) 3.3.1 单相变压器 (14) 3.3.2 Y/d11接线变压器 (15) 3.3.3 V/v接线变压器 (15) 3.3.4 阻抗匹配平衡变压器 (16) 3.3.5 Scott接线变压器 (17) 3.3.6 V/x接线变压器 (18) 3.3.7 自耦变压器 (18) 3.4 牵引变压器差动保护原理框图 (19) 第4章AT供电方式继电保护配置及分析 (21) 4.1 铁路牵引供电方式 (21) 4.2 AT供电方式继电保护配置及分析 (21) 4.2.1 A T供电方式的原理接线 (21) 4.2.2 A T供电方式的特点 (22) 4.2.3 A T供电方式牵引网保护配置 (22) 4.2.4 全并联AT供电牵引网保护配置 (24) 总结和体会 (27) 谢辞 (28) 参考文献 (29)

地铁牵引供电系统运行仿真的研究

地铁牵引供电系统运行仿真的研究发表时间：2017-10-23T14:11:00.087Z 来源：《电力设备》2017年第17期作者：何涛李培强[导读] 摘要：介绍了地铁牵引供电系统的构成，并阐述了24脉波整流器的工作原理，并基于Matlab/Simulink仿真软件，对系统进行电气建模。所建模型包括牵引变压器、接触网、制动斩波、逆变电路等单元，控制方法采用恒压频比的V/F方法，通过列车在不同的运行状态下，列车牵引电机的转速和牵引变电站的取流的变化规律验证模型的准确性和有效性。（福建工程学院信息科学与工程学院福建福州 350118）摘要：介绍了地铁牵引供电系统的构成，并阐述了24脉波整流器的工作原理，并基于Matlab/Simulink仿真软件，对系统进行电气建模。所建模型包括牵引变压器、接触网、制动斩波、逆变电路等单元，控制方法采用恒压频比的V/F方法，通过列车在不同的运行状态下，列车牵引电机的转速和牵引变电站的取流的变化规律验证模型的准确性和有效性。关键词：牵引供电系统；24脉波整流；V/F控制引言由于地铁牵引供电系统的特殊性，输电线路以及机车运行方式多样，采取大规模的试验研究方法不仅会消耗大量的财力和物力，而且往往会受各方面因素的制约而难以实施。计算机仿真软件不仅可以降低研发的危险性和开支，还可以模拟试验无法进行的列车运行状态，为研究整个系统提供了有力的支持。地铁牵引供电系统主要包括：牵引变电所、牵引网和电动车组，其中牵引网由馈电线、接触网、走行轨及回流线等构成。牵引变电所是地铁牵引供电系统的核心，将35KV或者10KV三相高压交流电变成1500V或者750V低压直流电。馈电线将牵引变电所的直流电送到接触网上，电动车辆通过其受电弓与接触网的直接接触而获得电能，走行轨构成牵引供电回路的一部分，回流线将轨道回流引向牵引变电所。 1.地铁牵引供电系统建模 1.1牵引变电所建模牵引变电站的交直流变换过程是地铁牵引供电系统中的关键环节。它一般采用两台牵引变压器和四台整流器构成整流机组将外部电源接入的中压35KV或者10KV交流电转换成1500V或者750V直流电。本文以地铁牵引供电系统中的10KV等级牵引变压器为例，其连接方式是Dy11d0：将一次侧绕组接成三角形分别移相+7.5°和-7.5°，二次侧绕组分别接成星型和三角形。目前为了提高直流电的供电质量，尽可能的减少谐波对电网的影响，地铁大多数采用等效12脉波或者24脉波整流器。每台整流变压器由两个6脉波桥式整流器以并联方式来构成12脉波桥式整流器。而24脉波整流器则由两个12脉波整流器并联组成。通过在Matlab/Simulink 环境下建立牵引变压器模型和整流器模型，采用两台整流机组并联运行构成二十四脉波整器，通过牵引变压器空载输出电压可计算整流机组输出的空载直流电压为： Ud-整流机组空载输出电压；p-整流器脉波数；U2-牵引变压器空载输出电压。空载电压波形在一个交流周期内脉动24次，每个波动的间隔为15°。整流机组输出的空载直流电压为825V，与计算所得的输出电压基本相符。 1.2接触网建模在Matlab/Simulink仿真模型中，一般利用Pi Section Line模块来构建作为直流输电线路的接触网。本文通过改变列车受电弓与牵引变电所之间接触网的阻值来模拟列车的运行动态。 1.3地铁机车及传动系统建模地铁机车负荷主要包括机车牵引负荷（三相交流牵引电机）、机车辅助负荷、车厢负荷三部分构成。由于机车牵引负荷占总负荷的约80%，因此本文的列车模型以牵引电机为主体，它还包括逆变电路单元、滤波单元、以及制动单元模块。 1.4基于稳态模型的恒压频比的控制策略基于文章篇幅的限制，本文采用交流电机变频调速最基本的控制方式----恒压频比控制。为了在调速中有效利用电机，在整个调速范围内的电机的气隙磁场都应保持适当的强度。磁场过弱或者过于饱和都不能充分利用电机。三相异步电机定子绕组每相感应感应电动势的有效值为式中Ψg为气隙磁链。由式（3）可知气隙磁链与Eg/ f1成正比，也就是说只要协调好控制电压和频率便达到控制气隙磁场的目的。本文只考虑基频以下的调速，此刻定子阻抗压降较小时可认定电压幅值Us≈Eg，因此Us/f1=常值时便可近似的认为气隙磁链不变。 2.地铁牵引供电系统仿真模型地铁牵引变电站的站间距离一般为0.8km-3km左右，机车通过该距离所需要的时间在1min-5min。在此区间内，机车首先启动加速行驶，在达到一定速度时采用惰行方式滑行，最后采用制动方式停车进站。地铁机车在稳态运行时采用双边供电回路，因此基于之前介绍的各个模块单元，通过Matlab/Simulink搭建成电路单元并进行封装，最后组成能够模拟列车稳态运行的直流牵引供电系统。 3.仿真结果及分析 3.1 仿真结果由于实际情况和研究重点的限制，本文在仿真中做了如下假设：

地铁直流牵引供电系统

地铁直流牵引供电系统地铁直流牵引供电系统GB 10411--89 1 主题内容与适用范围 1.1 主题内容本标准规定了地铁直流牵引供电系统中供电制式、牵引电压等级、变电所及接触网德各项性能指标和设备运行指标等。 1.2 本标准适用于城市地铁德直流牵引供电系统。 2 引用标准 GB 5951 城市无轨电车供电系统 GBJ 54 低压配电装置及线路设计规范 GBJ 62 工业与民用电力装置德继电保护和自动装置设计规范 GBJ 64 工业与民用电力装置德电压保护设计规范 3 术语 3.1 供电、馈电在城市地铁牵引供电系统中，通常将交、直流配电系统称为供电，仅直流配电称为馈电。 3.2 系统最高电压指系统正常运行时，在任何时间内，系统中任何一点上出现德最低电压。不包括系统德暂时状态和异常电压。 3.3 系统最低电压指系统正常运行时，在任何时间内，系统中任何一点上出现德最低电压。不包括系统德暂时状态和异常电压。 3.4 设备最高电压指系统正常运行时，设备所承受德最高运行电压。 3.5 供电制式指系统中采用的电流制、馈电方式及电压等级等。 3.6 牵引变电所供给地铁一定区段内直流牵引电能的变电所。 3.7 整流机组整流器与牵引变压器组合在一起的电流变换设备。 3.8 整流机组负荷等级根据负荷曲线的性质特征所划分的整流机过载能力等级。 3.9 接触网最小短路电流在最小运行方式下，接触网中离馈入点最远端发生正负极间短路的电流。 3.10 接触网最大短路电流在最大运行方式下，接触网馈入点处发生正负极间短路时的电流。 3.11 未端电压接触网中离馈入点最远端的电压。 3.12 馈线从牵引变电所向接触网输送直流电的馈电线。 3.13 双边馈电一个馈电区间由相邻牵引变电所各经一路馈线同时馈电。

浅谈地铁直流牵引供电系统保护

浅谈地铁直流牵引供电系统保护 ◆岳宏波　南京地下铁道运营分公司【摘　要】随着地铁系统的快速发展,直流牵引供电系统得到了越来越广泛的应用,研制高性能和可靠的直流保护是十分紧迫的。本文介绍了地铁直流牵引供电系统中采用的几种直流馈线保护方法。【关键词】直流　保护　地铁随着我国国民经济的持续发展,城市交通日趋紧张。而地铁成为解决大中城市交通拥挤问题的最佳方案。在地铁牵引供电系统中有以下几种主要的直流馈线保护:大电流脱扣保护、di/dt电流上升率及电流增量保护、过流保护、双边联跳保互、接触网热过负荷保护、自动重合闸保护。针对目前国内地铁直流馈线保护方法不是很成熟,本文介绍了地铁直流牵引供电系统中采用的几种直流馈线保护方法,详细分析了大电流脱扣保护。di/dt电流上升率及电流增量保护、过流保护、双边联跳保护、接触网热过负荷保护,自动重合闸保护的基本保护原理,并举例说明了如何通过对电流上升率,电流增量I和电流上升持续时间t的测量来区分故障情况和正常运行情况。地铁直流牵引供电系统的保护,可以分为两部分:牵引整流机组保护和直流馈线保护。牵引供电系统保护的最大特点就是系统的“多电源”和保护的“多死区”。所谓多电源,既当牵引网发生短路时,并非仅双边供电两侧的牵引变电所向短路点供电,而是全线的牵引变电所皆通过牵引网向短路点供电。所谓多死区,是因牵引供电系统本身构成的特点和保护对象的特殊性而形成保护上的“死区”。任何保护的最基本要求就是当发生短路故障时,首先要迅速“切断电源”、“消除死区”,针对这两点,牵引供电系统除交流系统常用的保护外,还设置了牵引变电所内部联跳、牵引网双边联跳、di/dt△I等特殊保护措施,这就可以完全满足牵引供电系统发生故障时切断电源、消除死区的要求。一、大电流脱扣保护牵引供电系统可能发生各种故障和不正常运行状态,最常见的、同时也是最危险的故障就是发生各种形式的短路。当被保护线路上发生短路故障时,其主要特征就是电流增加和电压降低。利用这两个特征,可以构成电流电压保护。本文重点介绍馈线保护的主保护及后备保护。该保护属于开关自带,用于切断大的短路电流。大的短路电流对线路会造成巨大的损坏,故大的短路电流一出现应立即切断,其切断时刻应在其达到电流峰值之前。二、电流上升率保护(di/dt)和电流增量保护(A I) 该保护作为地铁馈线保护的主保护,他既能切除近端短路电流,也能切除大电流脱扣保护不能切除的故障电流较小的远端短路故障。该保护克服了单独di/dt保护受干扰而误动,以及保护存在拒动现象的缺点。保护动作特性分为两部分,瞬时跳闸和延时跳闸,其中谁较早激活就由谁决定跳开高速直流断路器。延时跳闸元件主要起识别远端短路电流并跳闸的作用。保护原理是在运行当中,保护装置不断检测电流上升率。当电流上升率在给定的时间T1内高于保护设定的电流上升率F时,di/dt保护启动,进入延时阶段。若在整个延时阶段,电流的上升率都高于保护的整定值,则保护动作;若在延时的阶段,电流上升率回落到保护整定值之下,则保护返回。在di/dt保护启动的同时△I保护也启动进入保护延时阶段,从△I保护启动的时刻开始继电器以启动时刻的电流作为基准点计算相对电流增量。若电流上升率一直维持在di/dt保护整定值之上,在达到△I延时值后,电流增量达到△I保护整定值,则保护动作。在计算电流增量的过程中允许电流上升率在相对较短的时间内回落到di/dt保护整定值之下。只要这段时间不超过di/ dt返回延时整定值,则保护不返回;反之保护返回。是保护的动作特性。为△I延时整定值。当检测到的电流增量小于K时,可以肯定不是故障情况;若大于K则有可能是故障情况,需检测其他参数(如t或)来进一步判断。对于远端故障电流由于其上升的速率比近端的慢,峰值也小很多,通常与列车启动或通过接触网分段时的电流瞬时峰值相近,甚至小于该电流。所以远端故障电流与列车启动电流的区分是变电所直流保护的难点。三、过流保护可作为上述两种保护的后备保护。在保护控制单元预先整定电流值和时间值。当通过直流馈线短路的电流值在预先设定的时间内超过预订值时,过流保护装置动作使直流馈线断路器跳闸来清除故障。四、双边联跳保护双边联跳保护是为了更加安全的向接触网供电,在故障情况下确保相邻变电所可靠跳闸而增设的后备跳闸装置。在无故障的情况下,两变电所同时向接触网供电,如果有短路情况发生,则距离短路点较近变电所A的馈线保护的出/dt瞬时保护或速断保护先动作,同时向本站联跳装置发一个跳闸信号,并通过站间联络向另一变电所联跳装置发送跳闸信号,较远变电所B经过一段延时,通过di/df延时保护或过流保护也动作,但是比联跳装置的跳闸信号先动作。这种情况联跳作为后备保护。在故障情况下,变电所B退出运行并通过隔离开关由相邻变电所C越区供电时,同样还是上述情况,变电所A的保护先动作,由于短路点距变电所C较远,该变电所相应保护可能不动作(视短路情况),而联跳装置则比较可靠,只要变电所A保护跳闸,变电所C经变电所B接收跳闸信号,使开关跳闸,此时双边联跳保护就比较重要。五、接触网热过负荷保护该保护作为电流上升率保护的辅助保护,当直流线路处于过负荷状态时,即使没有任何短路故障发生,接触线或进线电缆的温度也会上升,当热过负荷电流流过时,该电流虽不至引起巨大的破坏,但此电流持续时间长了,其产生的热量会超过某些薄弱设备所允许的发热量,引起这些设备不同程度的损坏。动作原理是接触网热过负荷保护主要是根据接触网的电阻率、电阻率修正系数、长度、横截面积、电流,计算出接触网的发热量,再根据接触网和空气的比热等热负荷特性及通风量等环境条件,由经验公式给出接触网的电缆温度。当测量的电缆温度超出规定值便发出报警,跳闸命令,从而达到保护接触网的目的。该保护的对象是接触网。接触线有其自身固有的热特性,是一条以电流为变量的反时限曲线。这就要求保护装置整定的曲线与接触线的固有曲线进行配合。同时,保护装置的整定曲线还应与馈线的电流保护进行配合。六、自动重合闸使用自动重合闸的目的是为了在瞬时性故障消除后使线路重新投入运行,从而在最短的时间内恢复整个系统的正常运行状态。对于直流牵引系统,经常会发生短路而使过流脱扣器经常动作。但由于大部分短路故障是短暂的,所以使用自动重合闸系统可提高系统的可靠性。断路器每隔一段时间(时间长短可调节)重合闸一次。如果重合闸的次数超过预定的次数,合闸仍不成功,则认为是永久性故障,闭锁重合闸回路。综上所述,地铁直流馈线保护还可能有框架泄漏保护、定时限过流DMT保护,反时限过流保护、低电压保护、过电压保护、AU保护等。对于一个具体的直流牵引供电系统,应根据系统的实际情况考虑各种因素来设计直流馈线保护方案。参考文献: [1]张秀峰.王毅非.地铁馈线电流增量保护[J]西南(上转337页)