地铁直流牵引变电所地保护原理

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地铁直流牵引供电系统保护原理及配置简析

地铁直流牵引供电系统保护原理及配置简析

地铁直流牵引供电系统保护原理及配置简析摘要:轨道交通牵引供电系统普遍采用直流系统,为了保证列车正常运行和在故障情况下保障设备及人身安全,需要对直流供电系统配置详备的保护系统,本文主要分析了直流保护系统设计需考虑的因素及一般的整定计算的方法。

关键词:直流保护;计算方法;保护配置1引言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。

为了降低工程造价,设备国产化又是发展的主要原则。

目前,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,国内主要城市的地铁直流保护均采用进口一体化设备,主要有Siemens公司的DPU96和瑞士Sechron公司的SEPCOS。

本文提出了直流牵引供电系统保护配置要求、原则以及整定计算方法,通过对直流保护系统原理的分析,希望能对轨道交通直流供电系统保护设备的国产化有所帮助。

2直流保护系统配置原则及应考虑的主要因素对于不同的地铁牵引供电系统,直流牵引系统的保护配置可能不相同,但是保护的作用是相同的。

牵引变电所内的直流系统的故障形式主要有:短路故障,过负荷故障,过压故障等,最常见也是危害最大的属短路故障。

短路故障与发生的短路点位置和短路性质密切相关,直流短路系统保护装置应能保证系统在发生短路故障时能够快速、有选择性切掉故障线路;在系统过负荷时能够发出报警;在故障消除后能够尽快的恢复供电。

另外在保证系统能够安全可靠供电的前提下,直流保护系统配置应力求简洁,避免保护配置过多,增加保护配合难度,同时也增加了工程投资费用。

基于以上原则,直流保护系统同时应考虑以下因素:(1)各种保护之间的相互配合关系,保证在直流系统发生短路故障时能可靠地切除故障;(2)保证列车正常运行时不会误跳闸而影响列车运行,能够避免列车的启动电流的影响和列车过牵引网分段时冲击电流的影响;(3)1500V直流馈线的保护配置应保证直流供电系统正常及越区供电情况下牵引网在近端、中部及远端发生短路故障时均能快速跳闸。

地铁直流系统保护原理解读

地铁直流系统保护原理解读

地铁直流系统保护原理解读一、直流框架保护1、概述:地铁直流供电系统主要由牵引降压变电所、架空接触网、钢轨三部分组成。

每个牵引降压变电所内有两个整流机组,将来自110 kV /33 kV 主变电站的交流33 kV 经整流变压器降压为AC1200V交流电,经整流器组将AC1200V交流电变为直流DC 1500 V直流电后, 通过直流开关柜向接触网供电。

一般来说,正常情况下1号馈电线向下行方向接触网供电,2号馈电线方向上行接触网供电。

每个区间内的接触网由两个牵引变电所同时供电,称为小双边供电方式。

双边供电的优点是供电可靠性高,也可提高接触网电压水平,减少电能损耗。

当任一牵引变电所因故障不能正常供电时,该故障牵引变电所退出运行,即断开该馈线断路器,合上馈线越区隔离开关。

故障牵引变电所担负的供电臂经由相邻牵引变电所实行越区供电,此时称为大双边供电方式。

因地铁直流供电系统是不接地系统,即直流柜对地是绝缘安装。

当直流带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏闪络时,为了及时将直流设备内发生的短路故障迅速切除,故直流系统设置了直流框架保护。

如果发生直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏或直流1500 V 开关柜的正极与柜体发生故障时, 对设备尤其对人身安全会造成严重威胁,框架保护动作切断直流开关,确保设备安全。

为了设备和人身的安全,。

2、保护原理框架保护分为电压型框架保护和电流型框架保护保护两种(详见直流框架保护原理图)。

牵引变电所直流供电设备内部绝缘材料绝缘性能降低或失去功效,便可能危及人身安全,为防止人身伤害事故发生,可将直流系统框架泄漏保护装置安装在牵引降压变电所内,该保护主要包括反映直流泄漏电流的过电流保护以及反映接触电压的过电压保护,而过电压保护还作为钢轨电位限制装置的后备保护与车站的钢轨电位限制装置相配合。

(1)、柜架泄漏电流型保护:装置设置二段式框架泄漏电流保护,框架泄漏电流保护可以切除绝缘安装的直流开关柜或整流器柜内发生正极与框架短路故障。

地铁牵引变电所直流框架电压保护频繁报警分析与对策

地铁牵引变电所直流框架电压保护频繁报警分析与对策

随着城市的扩容发展,将地铁作为民众出行的公共交通方式已成为一种主流的发展模式和趋势,实践证明其优势是显著的。

地铁供电系统采取直流牵引供电方式,利用接触网-受电弓为机车提供取流,并利用钢轨作为机车负荷电流回流路径,这种供电制式具有很多优越性,但同时也存在一定的运营风险,需要设置一系列安全保护防范措施。

1 直流框架保护的原理与功能1.1 保护原理牵引变电所是地铁中至关重要的系统,与地铁运营安全息息相关,为保障变电所供电运维人员安全及设备安全,直流一次设备柜外壳设置框架保护,具体分为框架电流保护和框架电压保护。

框架电流保护和框架电压保护通过不同的工作原理,共同完成直流框架保护任务,其保护原理见图1。

如图1所示,直流一次设备柜所有外壳框架连为一体,采取对地绝缘安装[1],框架通过串联的T20分流器与大地相连。

当发生异常时,一次设备带电部分与设作者简介:刘建华(1985—),男,工程师。

E-mail :****************地铁牵引变电所直流框架电压保护频繁报警分析与对策刘建华(深圳市地铁集团有限公司,广东 深圳 510840)摘 要:地铁牵引变电所采用直流牵引供电制式,为保障供电运维人员安全,直流高压一次设备柜外壳设置框架保护。

某地铁牵引变电所在运行过程中,直流框架电压保护频繁报警,给设备和人身安全带来极大威胁,严重影响一次系统设备供电安全和稳定。

通过对直流牵引供电系统进行详细分析,以及现场的定量测试,找出直流框架电压保护频繁报警的原因,并针对现场工况,提出处理对策,使该问题得到有效解决,进一步保障牵引变电所供电运行稳定及人身安全。

关键词:地铁;牵引变电所;框架电压保护;频繁误报警中图分类号:U231 文献标识码:A 文章编号:1672-061X(2019)06-0101-04DOI:10.19550/j.issn.1672-061x.2019.06.101图1 直流框架保护原理直流一次设备柜UUI I12RE/L- 钢轨框架电压保护装置U02电压变送器T20分流器U20电压变送器框架电流保护装置一点接地备柜外壳碰壳短路,设备柜外壳带电,大电流则经T20分流器流入大地,大地与钢轨之间存在过渡电阻,此大电流从大地通过过渡电阻流入钢轨,经钢轨和回流电缆最终回流到负极柜,形成直流框架电流一个完整的回流通路。

地铁直流牵引供电系统的接地保护-最新资料

地铁直流牵引供电系统的接地保护-最新资料

地铁直流牵引供电系统的接地保护、刖言当今社会,随着城市轨道交通的不断发展和变化,给我们的日常出行和工作都带来了极大的便利,但是,在设计这些城市轨道交通的同时,也给我们的设计人员们带来了很多难题。

当这些交通命脉从城市延伸至地下,从郊外过渡到高架桥的时候,地铁站的防雷措施怎样才可以得到保障?这个严峻的问题就摆在了工程设计人员面前。

二、过电压保护当地铁站的过电压在运行的时候,往往会遭受到操作过电压、暂态过电压等多种因素的干扰和侵袭,这会对地铁站的各种电气设施直接造成严重破坏,严重时,甚至会引发一系列安全事故。

如果对地铁站安装过电压保护装置,则可以有效地保护地铁站中的各种设备和设施,对整个过电压进行限制。

过电压保护装置属于地铁站的系统范畴,它体现在地铁站过电压中的各个环节,地铁中的降压变电所是最主要的组成部分, 对其必须采取以下过电压保护措施:在变电所的母线对地之间要设置避雷器,它可以位于变电所内部,在设置之前,一定要根据房屋防雷规定的要求,对其进行系统设置避雷带或者避雷针;要在动力变压器的两侧或者重要供电设备的末尾及配电箱的每条母线上,装上电涌保护器,这样可以有效地防止雷击。

三、接地保护措施在我国的地铁站中,目前最为常见的几种接地系统的保护措施主要有电子信息的信号接地、防雷接地、工作接地等。

在通常情况下,防雷接地和电子信息的信号接地都属于同一种接地系统,而且实施的是电位联合防范措施。

在地铁站内部,接地装置中的电阻要用最小值来确定,并且将它安装到各个设备当中,同时,地铁站要根据弱电设备的各种要求,来确定电阻值F K 0.5 Q。

四、地铁站中的防雷接地保护1 、供电系统的防雷措施对于我国的地铁站防雷保护而言,地铁站中的每一个变电所都应该由专线供电,在每一座新建的变电所里,必须设置两台或者两台以上的专用电变压器。

这样就既可以进行电压变换,用来提升或降低交流电压; 又可以进行阻抗变换,以满足不同电路的阻抗匹配。

城市轨道交通专用轨回流系统直流接地保护方案

城市轨道交通专用轨回流系统直流接地保护方案

城市轨道交通专用轨回流系统直流接地保护方案摘要:随着城市化进程的加快,促进城市轨道交通建设项目的增多。

在城市轨道交通牵引供电系统常采用走行钢轨回流方式。

由于钢轨不能完全绝缘于道床,因此牵引回流电流会通过钢轨向道床及其他结构泄漏,并产生杂散电流川。

杂散电流会腐蚀车站及区间主体结构的钢筋、城市轨道交通内部的金属管线,以及线路沿线的市政金属管线。

对此,专用轨回流系统提供了更彻底的隔离解决方案。

专用轨回流采用绝缘支架安装在轨道中间或侧面,其将列车牵引回流引至变电所负极母线,从而实现电气与土建结构的有效隔离。

由于专用轨回流对地绝缘良好,接触网和专用轨回流的对地泄漏电阻极高,故当发生接触网对钢轨(或地)短路故障时,故障电流太小,且不在变电所直流接地框架泄漏保护范围内。

因此,有必要对专用轨回流系统的直流接地保护方案进行研究。

关键词:城市轨道交通;专用轨回流;接地保护;接地漏电;保护装置引言随着我国城市轨道交通的快速发展,轨道交通运营线路和数量的不断增加,线路运行过程中,电流通过走行轨回流时部分电流流入大地而产生的杂散电流问题日益严重,因此对于杂散电流防护治理措施的研究,受到越来越多人的关注。

杂散电流的危害包括腐蚀结构钢筋和沿线管道,造成地电位的抬升等,不仅影响设备的正常运行,严重时还会影响行车安全,杂散电流危害的解决措施包括加装排流网,缩短变电所距离和增加轨地绝缘水平等,但这些防护措施仅仅减小了杂散电流的幅值,难以从根本上解决杂散电流长期腐蚀的影响。

1城市轨道交通综合接地系统构成城市轨道交通工程多采用综合接地系统。

综合接地系统是指供电系统和需要接地的其他设备系统的工作接地、保护接地、电磁兼容接地和防雷接地等采用共同的接地装置,并实施等电位联结措施。

供电系统中,同时存在多个用于不同目的、不同用途的接地系统,如在交流系统中任一电压等级都同时存在工作接地和保护接地的问题,像110/35kV主变电所中就存在110kV设备的保护接地、35kV系统的工作接地、35kV设备的保护接地等。

浅析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

浅析地铁直流牵引变电所的保护原理许立国【摘要】在我国,地铁是城市公共交通发展的主要方向,也是缓解现有城市交通压力的主要方法和手段。

在目前的地铁工作中,设备国产化和电力稳定化已成为追求的重点,也是地铁行业发展的关键原则。

本文就以直流1500V双边供电牵引变压站为例,详细的阐述了地铁直流牵引变电所工作保护原理,以供相关工作人员参考借鉴。

【关键词】地铁;牵引变电站;保护;直流地铁在目前已成为环节城市交通压力的关键,已成为公共交通事业中的重要组成部分。

在目前的社会发展中,地铁也被称之为地下铁道,是一种地下运行的城市交通系统和捷运系统。

一般来说,地铁在运行中离不开变电站的配合与协助,变电站工作效率的高低直接关系着地铁运行安全与稳定性。

这就需要我们在工作中对地铁变电所进行深入系统的研究与总结,对其容易产生的种种缺陷与质量问题深入探讨与研究,从而避免由于变电所运行故障而造成的地铁运营影响。

1.牵引变电所概述牵引变电所是电力牵引的专用变电所。

一般来说,这种变电所主要是针对铁路系统和地铁系统设置的,是通过牵引变电所将区域内的电力系统传输过来的电力,根据电力牵引以及变电站的不同电压要求转变成为适用于电力牵引的电能。

然后在根据相关需要分别输送至沿线铁路的架空线路上,从而架设一定的接触网。

一般来说,牵引变电所在我们的生活中很少见到,但是它在交通运输行业中却较为常见,且是为车辆运行提供充足能源的关键。

一般来说,在目前的地铁运输系统中,电气化铁路沿线存在着诸多的牵引变电所,其相邻间距不能够超过50km。

在长的电气化铁路系统中,为了将高压输电线路电能能够形成一套系统化的管理模式和管理方式,一般都是在200~250km的范围之内设置相关的变电所,它在工作中除了需要具备一般变压器所拥有的电能转换之外,还需要将高压电网传输过来的电能通过相关的输电线路转化为普通电能输送给中间变电所,从而进行有效的传递。

2.牵引变电所结构组成牵引变电所是目前地铁运输领域中最为重要的电力系统之一,其在应用中是以单机容量为10000KV为主的降压变压器组成的,这种变压器结构模式也被我们在工作中常常称之为牵引变压器或者主变压器。

地铁直流牵引供电系统保护配合的探讨

地铁直流牵引供电系统保护配合的探讨

地铁直流牵引供电系统保护配合的探讨地铁直流牵引供电系统是地铁线路中重要的组成部分,其安全稳定运行对于地铁运营的顺利进行至关重要。

然而,在地铁牵引供电系统的运行过程中,不可避免地会遇到各种故障和问题,这就需要进行系统保护措施来保障其正常运行。

本文将从地铁直流牵引供电系统保护的概念、类型、原理、技术手段等多个方面进行探讨。

地铁直流牵引供电系统保护是指通过对供电系统进行监测和控制,根据系统的运行状态和故障情况,及时采取措施防止或减少可能引起严重后果的异常情况或故障,保障地铁直流牵引供电系统的安全稳定运行。

地铁直流牵引供电系统保护包括过电流保护、过电压保护、接地保护、欠电压保护、断路器保护等多个类型。

其中,每种保护的类型、数值和设定阈值都有所不同,主要根据地铁供电系统的实际情况和工作特点来确定。

1.过电流保护过电流保护是指在地铁直流牵引供电系统中,对于超过设定值的电流进行保护,防止由于过载等原因引起设备的烧毁、电路的短路等故障,同时保持系统的稳定性和安全性。

3.接地保护4.欠电压保护欠电压保护是指在地铁直流牵引供电系统中,对于供电系统中电压出现过低的情况,及时采取措施对设备进行保护,避免设备的过热和设备的损坏。

5.断路器保护1.及时发现故障通过监测地铁供电系统的电流、电压、功率等参数,及时发现系统中的故障和异常情况,对供电系统进行保护和控制。

2.尽快隔离故障对于发现的电压过高、电流过大等情况,及时进行开关操作和断路等措施,隔离故障点和扼杀事故的发生,保证系统的运行安全。

3.减少故障影响针对发现的故障和异常情况,尽快采取措施进行修复和恢复,减少其对地铁牵引供电系统的影响,保持供电系统的稳定性和工作安全。

地铁直流牵引供电系统保护的技术手段包括传统的电气保护和现代的智能保护两种。

传统的电气保护是指针对地铁直流牵引供电系统中各种故障和异常情况,采取补偿器、保险丝、过电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器、接地继电器等传统电气保护手段,对系统进行监测和保护。

谈城市轨道交通直流牵引系统的接地保护关于直流牵引系统接地保护

谈城市轨道交通直流牵引系统的接地保护关于直流牵引系统接地保护

谈城市轨道交通直流牵引系统的接地保护关于直流牵引系统接地保护方式的研究钱小森发表时间:2018-03-13T15:50:56.190Z 来源:《电力设备》2017年第30期作者:钱小森[导读] 摘要:随着我国经济建设的不断发展,城市人口不断聚集,城市边缘不断向周边城郊辐射扩展,城市居民对市内轨道交通的需求不断提高,使我国城市轨道交通得到了快速的发展。

(镇江大全赛雪龙牵引电气有限公司 212000)摘要:随着我国经济建设的不断发展,城市人口不断聚集,城市边缘不断向周边城郊辐射扩展,城市居民对市内轨道交通的需求不断提高,使我国城市轨道交通得到了快速的发展。

我国城市轨道运行线路不断增加,绝大多数城市轨道都采用了正极接触网或接触轨供电、负极钢轨回流的牵引方式,在车辆运行过程中通常采需要进行接地保护,跨座式单轨交通系统只有重庆轻轨深圳比亚迪园区试验线已经采用。

关键词:城市轨道交通;直流牵引;接地保护本文通过对几种常用的直流牵引系统的接地保护方法进行讨论,意在为不同的城市轨道交通提供参考。

1 钢轨回流方式1.1直流框架保护通过直流框架进行的接地保护,是通过直流设备的外壳来进行的,通过设备外壳直接接地从而达到直流框架接地的保护目的。

其只要做用作用有两点:1)避免因牵引变电所内的直流开关柜内部设备因老化等原因造成的绝缘降低导致的人为操作时对人体的伤害;2)在直流开关柜内发生因正极碰壳造成的短路时,可以通过框架直流泄漏电流监测快速切除故障从而对设备起到保护用。

直流框架保护通常由电流原件元件和电压原件元件共同组成,其主要接线原理如图1所示。

通过图1接线原理可知,直流框架保护中的电流原件元可以最为低阻值的分流器,在发生短路时承受100KA50KA的电流和0.15mΩ的电阻,将设备外壳与变电所地网连接,从而起到漏电保护的作用。

电流元件是框架保护中的主要元件,当直流开关柜内发生正极碰壳故障时,电流元件会马上瞬时开启动作,通过全所交直流设备跳闸断开电流,将闭锁断路器合闸从而起到保护的目的。

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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 03:550 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,国产保护设备还处于起步阶段,目前,国主要城市的地铁直流保护设备均来自国外,例如地铁二号线选用的是德国Siemens公司的DPU96,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。

我国和地铁的直流牵引供电系统均是如此,地铁采用的是第三轨受流器(和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,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牵引变电所直流保护的配置牵引变电所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a. 轨道电压限制保护3主要保护的原理牵引变电所的直流系统的故障形式主要有:短路故障,过负荷故障,过压故障等等,最常见的也是危害最大的是短路故障。

从本质上讲,短路故障有两种类型,一种是正极对负极短路,另一种是正极对短路。

所配置的多数保护都是为了切除前一种故障,框架保护则是为了切除后一种故障。

对于前一种故障,多数是由于架空接触网对钢轨短路所引起的,短路点离牵引变电所的距离决定了短路电流的大小。

远端短路故障电流的峰值与列车启动时的电流峰值相近,甚至小于该电流,所以,远端短路故障电流与列车启动电流的区分,是牵引变电所直流保护的难点。

另外,列车受电弓过接触网分段时,也会有一个峰值较高的电流出现。

图3是典型的近、远端故障电流与列车受电弓过接触网分段时的电流时间特性示意图。

以下介绍牵引变电所的主要的直流保护的工作原理:3.1 大电流脱扣保护主保护,与交流保护中的速断保护类似,用以快速切除金属性近端短路故障。

这种保护是直流断路器设置的固有保护,没有延时性,它通过断路器设置的脱扣器实现。

当通过断路器的电流超过整定值时,脱扣器马上动作,使断路器跳闸。

一般来说,该保护的整定值要通过计算和短路试验得出,整定值要比最大负荷下列车正常启动的电流大,也要比最大短路电流小。

3.2 电流上升率保护广泛使用的中远端短路主保护,它在多数情况下能正确区分列车正常运行电流和中远端短路电流,主要用于切除大电流脱扣保护不能切除的故障电流较小的中、远端短路故障,其工作原理如下:电流上升率保护触发的条件是唯一的,即当电流的变化率di/dt>A,A是电流上升率的定值。

满足触发条件di/dt>A时,电流上升率保护启动(该时刻记为t)。

该保护启动后,产生跳闸的条件只要在以下两个条件中满足任意一个即可:1.经过时间T1后,di/dt仍然大于B;2.经过时间T2后,ΔI>L,ΔI=It+T2-It;如图3,在t时刻,列车受电弓过接触网分段后重新与接触网连接,此时电流的绝对数值It较小,而di/dt由于充电效应则较大,短路电流和列车运行电流均可满足启动条件,但经过适当的延时后,对于列车运行电流来讲,由于充电效应维持的时间很短,电流已经经过了一个从很小到数倍于正常电流,再到正常电流的过程,此时,di/dt通常是负值,ΔI也很小,所以出发跳闸的条件一个也不满足,电流上升率保护返回;对于短路电流来讲,此时,短路仍然存在,只要距离不是非常远,通常一定满足条件1和2,致使保护跳闸。

单列列车t时刻启动时,可能di/dt>A,保护启动,但经过时间T1后,di/dt<B,ΔI<L,保护自动返回。

值得注意的是,定值T1、T2、A、B、L的选取非常重要,它决定了保护动作的正确性和快速性。

3.3 定时限过流保护电流上升率保护的后备保护,通常该保护的电流整定值Idmt较小,一般按馈线最大负荷考虑,以达到切除远端短路故障的目的,其动作延时Tdmt也较长,以避开列车启动的时间,地铁二号线牵引供电系统中该保护设计的Idmt为3000A,延时Tdmt为30秒。

当电流第一次超过定值时,保护启动,在延时Tdmt的时间段电流一直超过定值,可认为是短路电流,触发跳闸,如果中间任一时刻电流没有超过定值,保护自动返回,等待下次启动。

3.4低电压保护其作用和定时限过流保护一样,作为电流上升率保护的后备保护,一般与其它保护形式互相配合,不作为单独的保护使断路器调跳闸。

它的整定值Umin及延时Tdmt 必须列车正常运行时的运行情况互相配合,应考虑最大负载下列车的启动电流和启动持续时间,还要考虑在一个供电区多部列车连续启动的情况。

当发生短路故障时,直流输出电压迅速下降很多,当输出电压<Umin,保护启动,在一定的延时时输出电压一直保持<Umin,则低电压保护发出动作信号。

3.5双边联跳保护对于采用双边供电的接触网,它是广泛使用的一种保护手段,正如上文所介绍,在一个供电区的接触网由两个变电所对其供电的,当其中一个所的直流馈线断路器因为某些保护跳闸的同时,还会发出联跳指令,使为同一个供电区供电的直流馈线断路器都跳闸。

它能切除故障电流特别小的远端短路故障,跳闸命令是由感知到较大近端短路故障电流的相邻站发出的。

只要给一段接触网供电的两个牵引站有一个正确跳闸,另一个立刻也会跳闸,因而可靠性很高,确保满足GB50517-92<<地下铁道设计规>>的第8.2.21条“在事故状态下接触网短路电流的保护,应保证单边供电接触网区段一条馈线的开断和双边供电接触网区段两条馈线的开断”。

双边联跳保护的原理如下:图2显示了一条接触网的两段,左边一段由牵引变电所A和B(简称A站和B站,下同)供电,右边一段则由B站和C站供电,当短路点发生在靠近A站的c位置时,A站的大电流脱扣保护首先动作,而B站则由于短路电流小等因素,大电流脱扣和di/dt等保护均无法动作,位于A站的双边联跳保护则发出联跳命令,将B站的213开关跳开。

当B站退出运行时,则B站越区隔离开关2133合上,双边联跳保护根据B站2133的位置判断另一端是由C站213开关供电,跳闸的对象则为C站213开关。

3.6 框架保护框架保护适用于直流设备的正极对机柜外壳(与相连)或接触网对架空地线短路时的情况。

如图4所示,在正常无短路状态下,钢轨(负极)与地的绝缘良好,几乎没有漏电流通过A点,当故障f1发生时,即直流设备的正极对机柜外壳短路时,故障电流If1由正极通过A点,经泄漏电阻Rl回流至负极,框架保护检测位于A点的机柜外壳对地的漏电流If1,超过整定值则迅速动作。

通常,在地和负极之间还安装一个排流柜,当排流柜投入运行时,其等效电阻值远小于Rl ,If1大大增加,这样,即使钢轨(负极)与地的绝缘非常良好,泄漏电阻Rl非常大,由于排流柜提供了漏电流If1的通道,大大提高了框架保护动作的灵敏性。

当故障f2发生时,即接触网与架空地线发生短路时,由于A点离故障点较远,故漏电流较小,检测A点漏电流不能检出故障,此时框架保护检测外壳和负极之间的电位差。

在正常无短路状态下,外壳和负极之间的电位差很小,故障f2发生时电位差迅速变得很大,框架保护可以迅速动作。

而对于正极对机柜外壳短路的情况,若未投入排流柜,钢轨(负极)与地的绝缘亦很好,漏电流可能不足以启动框架保护,但电压检测元件则可使之迅速动作。

通常,电流检测元件作为框架保护的主保护,电压检测元件作为后备保护。

框架保护动作的结果是:迅速跳开本站所有的直流开关、交流侧进线开关及邻所向本区段供电的直流开关,并需由人工复归后方可重新合上开关;3.7轨道电压限制保护轨电位限制装置控制一控制原则规电轨电位限制装置的控制分两种,一种是通过检测轨道电压实现,另一种是通过人工施加试验电压实现,如下图:正常运行,轨电位限制装置检测轨道和之间的电压,该电压经过V11模块整流后施加给R10;而人工施加的试验电压,是通过S24旋纽把交流220V电压经过V12整流模块整流后施加给R10。

F21、F22继电器分别检测R10上的电压,当该电压上升到92V时,经过一定的延时(0.5秒),F21继电器动作,发出合闸命令;当电压上升到150V时,F22继电器动作,发出合闸命令。

由F21继电器动作使断路器合闸的方式我们称为“一段动作(U›)”,由F22继电器动作使断路器合闸的方式我们称为“二段动作”(U››)。

二、控制过程1.合闸合闸的原则是想尽办法让合闸继电器K02受电,使由它驱动得断路器合闸线圈得电,从而使断路器合闸。

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