继电保护课程设计——牵引变电所牵引馈线保护设计
西南交大继电保护二次课程设计(B相馈线)
课程设计（实训）报告题目专业班级学号姓名指导教师熊列彬电气工程学院二〇一年月至二〇一年月课程设计任务书排）。
2、页面不够可附加页附图1 牵引变电所主接线示意图注：图中仅画出了一台牵引主变压器，接在27.5kV母线的并联电容补偿装置附图2给出。
附图2 并联电容补偿装置接线示意图27．5kV27．5kV在本次课程设计中,按照题目的要求分别对主变压器、并联电容补偿装置、馈线三部分依据保护配置原则，设置了相应的保护方案并计算出了整定值.最后绘制了B相馈线的保护原理接线图和展开图。
首先对于主变压器的保护,采用纵联差动保护和瓦斯保护为主保护，以电气量和非电气量分别来检测变压器可能存在的故障.考虑到存在相间短路和接地短路的故障情况,从而设置低电压启动过流保护和零序过流保护为后备保护。
其次对于并联电容补偿装置，我运用了继电保护课程中所学的知识，设置电流速断保护、电流差动保护、电压差动保护为主保护，而用过电流保护、过电压保护、谐波过电流保护、低电压保护作为后备保护.然后在A、B馈线的保护设定中，参考母线保护的整定原则和输电线路的整定原则后，利用电流速断保护和距离保护作为主保护，过电流保护为后备保护的方式来保护馈线.同时考虑到线路上的瞬时故障较多，可以采用重合闸前加速保护与继电保护配合的方式,从而提高供电的可靠性。
最后，按照题目要求，绘制出了B相馈线的保护原理图和展开图,包括电流保护和距离保护两部分.并且对信号回路和控制回路作了相应说明。
关键词：电流保护距离保护纵联差动保护保护原理图正文 (3)1.主变压器保护的配置方案设计 (3)2.主变压器保护的整定计算 (3)2。
1纵联差动保护的整定计算 (3)2.2相间短路的后备保护-—三相低电压过电流保护（110kV） (4)2.3相间短路的后备保护—-单相低电压过电流保护（27.5kV) (5)2。
4接地短路的后备保护——零序过电流保护 (5)2。
5非电量保护-—重瓦斯保护整定计算 (6)2.6其他保护——过负荷保护的整定计算 (6)3。
浅谈城市轨道交通牵引供电馈线系统的继电保护配置
浅谈城市轨道交通牵引供电馈线系统的继电保护配置摘要：在城市轨道交通牵引供电馈线系统中采取有效的继电保护措施，有利于保证轨道交通运行平稳可靠，降低电力故障给运行带来的影响，并且可以提高电力线路的可控性，能够给轨道交通安全运行提供技术支撑。
本文以轨道交通牵引供电系统为研究对象，探索了其继电保护的配置方案，以供借鉴。
关键词：城市轨道交通；牵引供电系统；继电保护1牵引供电系统构成分析1.1供电方式在当前城市轨道交通体系中，地铁是较为普遍的交通方式，地铁运行中的供电方式是双边供电，即供电臂从两端相邻的变电所取得电流的供电方式。
双边供电的相关配置处于露天环境下，没有备用，提出了较高的运行要求。
另外，城市轨道交通供电还包括其他普通铁路的供电，针对普通铁路供电主要的方式有：直接供电方式、自耦变压器供电方式以及带回流线直接供电方式等。
1.2接触网接触网在现阶段的城市轨道交通系统中的应用较为普遍，接触网供电有刚性接触网和柔性接触网两种方式。
柔性接触网主要利用了导线的性能，降低支撑点的负荷，比较广泛的应用在城市无轨电车和轻轨中；然而，柔性接触网的悬挂点硬度大，整体跨度小，因此而引发实际运行中发生轻微震荡的现象，所以不适用于高速的城市轨道交通运输中。
2牵引供电系统馈线保护要求在城市轨道交通车辆运行中，牵引供电系统为数据传送与运行引导提供保障，也是整个系统可以平稳运行的基础。
对牵引供电系统进行分析可知，相应的继电保护包括电压和电流两个方式，依据电力系统框架和功能的不同，所选择的保护方式也不同。
根据城市轨道交通牵引供电系统的保护现状来看，大部分采用的保护方式是电流为主、电压为辅；并且，对已有的故障数据进行分析发现，牵引供电系统保护中，需要达到过载电流保护装置反应敏捷、可以及时阻断故障隐患这一要求，要保证不降低供电系统运行的平稳性，而且，还要采用不同的供电方案和智能监测设施，提高电网管理水平与控制能力。
3牵引供电系统保护设计分析针对城市轨道交通牵引供电系统保护设计，需要重点进行电流保护，其次进行电压保护；同时，结合城市轨道交通电力系统关于平稳运行的相关要求，合理配置断路器，建立完善的备用电网系统，从而有效降低电力故障可能造成的供电系统破坏，保证电力设备完好。
浅析电气化铁路牵引变电所馈线保护系统
大多数故障都 源 自牵引供 电系统馈线运行 的不稳定 ， 这就需要对馈线保护加 以重视 ，充分发挥 其保护作
用 ，以保 证 铁路 的运 输 质量 。因此 ，如何 提 高接触 网
接触网异相短路故障是 电力机车过电分相时受 电 弓影响引起 的电弧故障，从而造成短路。接触 网异相
短路 故 障是一 种高 阻故 障 ｉ ２ １ 。
安装 处 到短 路点 的 阻抗进 行测 量 ，可 以对 短路 现象 进 行正 确 的分 析 ，这便 是构 成距 离保 护 的理 论根 据 。阻 抗继 电器 是 其 动作元 件 ，它 的实 现需 要对 保护 安装 处
母 线 电压及 短路 电流进 行 比较 。在实 际运 用 中 ，馈 线
可提升跳 闸的速度 ，从而保证线路故 障的快速切除。 另外 ，为了避免重合闸的发生 ，应 当设定重合闸的充
中 图分 类号 Ｕ ２ ２ ４
０ 引言
文献标 识 码 Ｂ
文章 编 号 １ ０ ０ ０ — ４ ８ ６ ６（ ２ ０ １ ４ ）０ ４ — ０ ０ ４ ３ — ０ ３
严 重 的后 果 ，因此需 要认 真对 待 。
尽管接触 网断线故障发生的情况 占极少数 ，但仍 在牵引供 电系统中 ，主变压器保护 、馈线保护和 其他保护一同构成 了供电系统的保护体系 。其 中，由
馈线工作的稳定性和可靠性 ，及时有效地对故障进行 控制和消除影响，是牵引供电工作一项重要的工作 内
容 。通 过对 接触 网馈 线保 护 进行 更深 层次 的研 究 ，将
２ 牵 引变 电所馈 线பைடு நூலகம் 护 配置
故障发生的频率、范围及影响降到可控范 围之 内，对 电力机车的正常运行将起到 良好的保障作用。 由于牵引供 电系统接触网故障的特殊性 ，尽管牵 引供电系统 的故障和电力系统一般三相 电力系统的相
浅谈铁路牵引变电所馈线保护
浅谈铁路牵引变电所馈线保护•机电论文浅谈铁路牵引变电所馈线保护浅谈铁路牵引变电所馈线保护亓雷刘爰宾曹恒波（济南铁路局,山东济南250000 ）供电系统中的变压器、输电线路、母线以及用电设备,—旦发生故瞳,迅速而有选择性的切除故障设备，是保证供电系统及其设备安全运行最有效的方法之 _。
切除故障的时间通常要小到几十毫秒到几百毫秒,实践证明,只有装设在供电系统上的继电保护装置,才有可能完成这个任务。
继电保护装置,就是指能反映供电系统中电气设备发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
下面就继电保护应用于馈线保护进行简单介绍。
1馈线保护面对的几个问题交流电气化铁路牵引供电系统是一个单相系统。
其负荷持性不同于一般的电力系统负荷,主要表现在：1）牵引负荷不仅是移动的，而且其大小随时都在变化；2）牵引供电臂供电距离长，单位阻抗比一般输电线路单位阻抗大；3）牵引负荷的变化频率及幅度远远大于一般的电力负荷；4）当在接触网电压下空载投入机车牵引变压器，或馈线突然断电、机车失压后由自动重合闸动作将馈线断路器重新投入咸电力机车在运行过程中失电而又复得（如机车惰性通过电分相）,或含有AT、BT的牵引网空载投入等t®兄下会产生励磁电流；5）为了适应机车沿线路移动牵引网的结构比电力系统输电线路要复杂得多。
2馈线保护的分类2.1距离保护由于交流牵引负荷与交流牵引网短路参数与电力系统有很大的不同，仅反映电流值变化的电流保护灵敏系数较低，一般不能作为牵引馈线的主保护。
距离保护既反映被保护线路故障时电压的降＜氐,又反应电流的升高,即距离保护反映的是故障点至保护安装处的距离（阻抗值）,采用方向阻抗继电器时还可反应相角的变化,同时不受系统运行方式的影响，其灵敏系数较高。
因此在馈线保护中一般采用距离保护作为主保护。
2.2电流速断保护从牵引负荷的特点可知，在某些情况下牵引网短路电流将接近负荷，甚至低于负荷电流。
牵引变电所课程设计-中间牵引变电所电气主接线的设计
各专业全套优秀毕业设计图纸石家庄铁道大学四方学院集中实践报告书课题名称 中间牵引变电所电气主接线的设计姓 名 学 号 20117280 系、 部 电气工程系 专业班级 方1110-6指导教师2015年1月5日※※※※※※※※※ ※※※※※※2011级牵引供电课程设计一、设计任务及要求：设计任务：中间牵引变电所电气主接线的设计。
设计要求：确定该牵引变电所高压侧的电气主接线的形式，并分析主变压器货110KV线路故障时运行方式的转换；确定牵引变压器的容量、台数及接线方式；确定牵引负荷侧电气主接线的形式；对变电所进行短路计算，并进行电气设备选择；设置合适的过电压保护装置、防雷装置以及提高接触网功率因数的装置；用CAD 画出整个牵引变电所的电气主接线图。
二、指导教师评语：三、成绩指导教师签名：年月日中间牵引变电所电气主接线的设计目录1.设计目的及依据 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计基本要求 (1)1.3设计依据 (1)2.设计思路 (2)3.牵引变压器的选择和容量计算 (2)3.1变压器计算容量计算 (2)3.2变压器校核容量计算 (2)3.3变压器安装容量计算和选择 (3)4.主接线设计 (3)4.1牵引变电所高压侧主接线 (3)4.2牵引变电所低压侧主接线 (3)5.短路计算………………..………………..…….……..…....…………………..…………错误！未定义书签。
5.1短路计算的目的 (4)5.2短路计算 (4)6.电气设备选择 (6)6.1 110KV侧进线的选择 (6)6.2高压断路器的选择 (7)6.2.1 110kV侧断路器选择 (7)6.2.2 27.5kV侧断路器选择 (8)6.3隔离开关的选取 (8)6.3.1 110kV侧隔离开关选择 (8)6.3.2 27.5kV侧隔离开关选择 (9)6.4互感器的选取 (9)6.4.1 110kV侧电流互感器选择 (9)6.4.2 27.5kV侧电流互感器选择 (10)7.并联无功补偿….…….………………………..….….….…….….…….....….…………错误！未定义书签。
一种牵引供电系统直流馈线保护的准确设计
1牵引供电系统简介
该工程牵引供电系统主接线如图1所示，牵引变 电所直流侧额定电压为DC 1 500 V,整流器的正极 通过直流快速断路器接于直流正母线上，负极通过 隔离开关连接到直流负母线上，各馈出冋路通过直 流快速断路器向牵引网供电。牵引变电所馈出4回 DC 1 500 V出线，分别接至上、下行接触网，与相 邻的牵引变电所构成双边供电。牵引变电所在直流馈 出快速断路器与接触网之间设置上网电动隔离开关以 及纵联电动隔离开关。纵联电动隔离开关可以分别将 上行或下行的接触网连接起来.构成大双边供电，正
关键词：牵引供电系统；直流馈线保护；大电
流脱扣保护；DDL保护；定时限过电流保护；低电 压保护；线路测试；过负荷保护
中图分类号：U223. 8
文献标识码：A
doi： 10. 3969/j. issn. 1003 - 8493. 2019. 05. 009
0引言
城市轨道交通牵引供电系统直流馈线保护.与运 营的安全性和可靠性密切相关。由于直流牵引负荷电 流和短路故障电流有其特殊性，当前国内多条地铁线 路在列车运行过程中，常出现由于直流馈线保护整定 值设置不合理，而导致保护装置误动作的情况，对运 营造成较大影响。针对福州市轨道交通2号线工程 （以下简称“该工程”），提出了如下直流馈线保护设 计方案。
地铁牵引供电系统直流馈线保护技术
地铁牵引供电系统直流馈线保护技术摘要：在我国地铁不断发展的条件下，其供电系统也需要进一步优化才能够符合发展所需。
然而，在目前的地铁中，其直流馈线的保护还存在着不足的地方。
通过优化馈线保护技术，能够提高地铁交通的运营技术水平，为其安全性等带来保证。
本文就其馈线保护方面的技术进行了认真分析，并提出了相关建议，希望有助于地铁交通的进一步发展提升。
关键词：地铁运营；牵引供电系统；直流馈线保护引言：目前，我国的交通与经济发展之间存在着极为紧密的联系。
地铁作为重要的城市交通工程，不仅能够为人们的生活出行带来便利，还能够为经济发展做出巨大贡献。
通过加强对其供电系统方面相关技术的应用研究，有助于进一步优化地铁的供电系统，从而提供地铁的安全性和服务质量。
1地铁牵引供电系统直流馈线保护技术在直流馈线保护中，其设计需要注意一些要点才能够实现保护。
对各保护间存在的配合关系进行综合考虑，这样才能够在故障出现的时候，及时地将故障部分作切断处理，使设备不至于受到损坏。
而地铁在运行中，保护装置可以把短路与启动电流区进行区分，且不会因冲击电流而引起误动，使地铁可以稳定运营。
1.1地铁牵引供电系统保护在当前的地铁交通里面，其牵引供电出现系统故障或者运行状态异常是有可能存在的。
其中，最危险、较常见的故障即各类短路故障。
如果被保护的线路之上出现了短路故障，其特征就会表现为电压降低以及电流增加。
通过这两个特点，就能够构成供电系统的电流和电压保护。
1.2地铁牵引供电系统的直流馈线保护技术1.2.1框架泄漏方面的保护在地铁供电系统中开关设备柜出现短路情况时，产生的电流就会对设备造成损坏，在工作人员接触开关设备柜时也会对工作人员造成安全威胁。
由于设备与接地网直接连接，在设备出现特殊情况时会带来异常的接地电流，通过框架泄露保护对设备状态的实时监测，在接地电流超过设定的整定值时，框架泄露保护就会启动，开启电流保护动作。
当系统运行状态正常时，电流没有被检测到，而柜体却出现了损坏，电流就流入了接地网，达到了整定值，框架泄露保护动作，断路器和直流断路器跳闸。
继电保护牵引变压器设计课程设计
继电保护牵引变压器设计课程设计继电保护原理课程设计报告专业：班级：姓名：学号：指导教师：1 设计原始资料1.1 具体题目某牵引变电所甲采用直接供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，三相平衡接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。
牵引变电所供电臂长度km端子平均电流A有效电流A短路电流A甲24.6 β282 363 102320.4 α240 319 874试对该牵引变电所牵引变压器进行相关保护设计。
1.2 要完成的内容通过对题目的分析，将该牵引变电所变压器的保护设计分为以下几个部分：(1) 选择变压器的主保护的配置，并对上述保护进行说明与分析；(2) 根据题目所述接线方式和额定电压，为牵引变压器选型，确定变压器的额定容量；(3) 根据题目要求以及所选变压器的参数，完成对该牵引变压器保护的整定计算以及灵敏度校验；(4) 选择保护的设备，如继电器以及电流互感器；(5) 根据变压器保护原理绘制保护的原理图；(6) 对本次课程设计进行总结与评价。
2 设计的课题内容2.1 设计规程根据《继电保护和自动装置设计技术规程》的规定，中、低压变压器应对主保护进行配置。
2.2 本设计的主保护配置(1)差动保护：对于牵引变电所内的牵引变压器，均应装设差动保护。
电流纵差动保护不但能够正确区分区内区外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时地切除区内各种故障，具有独特的优点，被广泛地用作变压器的主保护。
(2) 瓦斯保护：电力变压器是利用变压器油作为绝缘和冷却介质。
当变压器油箱故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器和其他绝缘材料会因受热而分解，产生大量气体。
气体排出的多少以及排出的速度与变压器的故障程度有关。
利用这种气体来实现保护的装置成为瓦斯保护。
瓦斯保护能够保护变压器油箱内的各种轻微故障，但像变压器绝缘子闪络等油箱外面的故障，瓦斯保护不能反应。
3 主保护的配合及整定计算3.1变压器的选型及参数计算根据题目要求，变压器类型为110/27.5kV ，三相平衡接线，因此选择变压器容量为10MVA 的变压器。
地铁直流牵引供电系统馈线保护设计
毕业设计（论文）摘要随着我国经济的发展，城市轨道交通,尤其是地铁，作为一种交通工具也迅速发展，并被越来越广泛的应用。
我国直流牵引供电系统的研制与开发起步较晚，目前还没有厂家进行完善的开发和生产，所以直流牵引供电系统的保护将成为一个研究的热点问题。
本文首先在了解城市轨道交通系统组成和直流牵引供电系统组成的基础上，研究地铁的供电方式、保护原理及实现方式。
再通过参数的计算及牵引负荷和牵引网短路电流特性的分析，用MATLABA/SIMULINK中电力系统仿真模块12脉波整流机组和牵引网稳态电流模型，对接触网上不同点的短路电流进行了仿真分析。
本文研究了常见的几种馈线保护方法，对这几种保护进行了配置，并研究了故障保护流程。
最后，对地铁馈线保护系统系统进行了简单的模块化设计，并简要分析了各模块，使结构更完整。
本文计算了钢轨直流电阻、电感和供电回路外电感等参数，研究了单边供电和双边供电时短路电流的计算。
通过对接触网上不同点的短路电流的仿真，更精准的反应了短路后电流暂态过程。
关键词：地铁；直流牵引供电；馈线保护；整流；短路电流兰州交通大学毕业设计（论文）AbstractWith the development of the national economy, urban rail as a vehicle, especially for subway, had a rapid development, and will be used more and more widely. It is to late to study and develop the protection for DC traction power supply system in China, there is no manufacturer which has the ability to make it. So, the protection for DC traction power supply system will become a popular issue.Firstly, on the basis of known the constitution of the urban rail and the protection for DC traction power supply system, the dissertation study the subway power supply mode, protected principle and realized form. Then, through the calculation of short-circuit parameter and analyze the characteristic of the short-circuit currents on the traction network and traction load, the dissertation using power system model in MATLAB/SIMULINK，it not only built the 12-pulse rectifiers and DC traction power supply system, but also simulated and analyzed the short-circuit currents when a contact line short-circuit occurred at different positions. The dissertation study several common protection methods, and design the allocation means for these protection, devise the protection process when the fault happened. Last, the thesis design a simple modularized protection system of feeder line in subway, and simply analyzed each module, made it more completely.The dissertation calculate some parameter, such as railway DC resistance, inductance and external inductance of supply circuit. It study the calculation method of short-circuit on single side feeding and two side feeding. Through the simulation of short-circuit currents when a contact line short-circuit occurred at different positions, it reflect the transient process of short-circuit currents accurately.Key words：Subway, DC traction power supply system, Protection for feeder line, Rectifier, Short-circuit current毕业设计（论文）目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 课题研究现状 (2)1.3 本课题的研究内容与目标 (4)2 直流牵引供电系统 (5)2.1 城市轨道交通供电系统的组成 (5)2.2 直流牵引供电系统 (5)2.3 供电方式 (7)2.3.1 地铁供电制式 (7)2.3.2 牵引变电所牵引网的供电方式 (8)2.4 保护原理及实现方式 (9)2.4.1 保护原理 (9)2.4.2 实现方式 (9)2.5 小结 (10)3 地铁直流牵引网短路计算 (11)3.1 参数计算 (11)3.1.1 钢轨直流电阻、电感计算 (11)3.1.2 供电回路外电感 (14)3.2 数学模型 (16)3.2.1 12脉波整流机组 (16)3.2.2 牵引网数学模型及稳态电流 (20)3.3 地铁牵引负荷和牵引网短路电流特点 (21)3.4 小结 (22)4 地铁馈线保护设计 (23)4.1 保护设计逻辑框图 (23)4.2 各种保护概述 (24)4.2.1 大电流脱扣保护 (24)4.2.2 电流上升率及电流增量保护（DDL保护） (24)4.2.3 框架泄漏保护 (26)4.2.4 热力过负荷保护 (28)4.2.5 双边跳联保护 (30)4.2.6 定时限过流保护（DTM保护） (31)4.2.7 低电压保护 (32)4.3 简单保护设计的流程 (32)4.4 小结 (32)5 地铁馈线保护的仿真 (34)5.1 仿真模型的建立 (34)5.1.1 12脉波整流机组仿真 (34)5.1.2 直流牵引供电系统的仿真模型 (35)5.2 仿真结果及分析 (36)5.2.1 模型参数的选取 (36)5.2.2 空载时直流电压波形 (38)5.2.3 短路点不同位置时的短路电流波形 (39)5.2.4 结果分析 (41)5.3 小结 (41)6 简单地铁直流牵引供电系统馈线保护系统 (42)结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)1 绪论1.1 课题背景与意义(1) 轨道交通及其背景随着社会的进步和经济的发展，城市交通日趋紧张，这时地铁、轻轨等方式成为解决我国大中城市交通拥挤问题的最佳方案，由于城市轨道交通具有运载能力大、噪音废气污染小、运行快速准时、占用土地少等特点，使之对于缓解城市交通拥挤、改善城市大气环境以及推动城市经济和社会发展具有十分重要的意义。
牵引变电所继电保护设计与分析毕业设计
牵引变电所继电保护设计与分析毕业设计陕西铁路工程职业技术学院毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目：牵引变电所继电保护设计与分析1陕西铁路工程职业技术学院毕业设计（论文）摘要随着科学技术和生产的迅速发展，电力系统的调节、控制、保护、测量等操作已日趋自动化。
这些自动化中的一个重要方面，就是在电力系统发生故障或出现不正常运行状态时，能够自动反应和处理故障。
列如：测定故障的参数和位置，切除故障设备，投入备用设备等，这些设备称为电力系统的继电保护与自动化装置。
所谓“继电”,是指电路的相互更替和延续。
利用电路的这种相互更替和延续而构成的电力系统的保护措施称为继电保护。
继电保护与自动化技术是在近几十年来迅速发展起来的一门科学技术。
最早的保护，是反应线路短路故障而使电流增大的电流保护。
通常采用熔断器（保险丝）就是一种最简单的电流保护。
但是，随着电力系统的发展，熔断器已远远不能满足电力系统保护的要求，而出现了继电器。
用继电器反应电流的变化，并使断路器跳闸切除故障设备，起到保护作用，这就形成了所谓的“继电保护”。
继电保护是保证电力系统安全可靠运行的重要措施。
在现代电力系统中，如果没有新能良好的继电保护装置，要维持系统正常工作是不可能的。
不仅如此，继电保护技术的发展和继电保护装置的进一步完善，将有力的促进电力系统的发展。
摘要With the rapid development of science and technology and production, regulation, control, protection, measurement of power system operation has become more and more automation. An important aspect of these automation, is in power system malfunction or abnormal operation state, can automatically respond and handle failure. Such as: the parameters and the determination of position of fault, the fault equipment put into standby equipment removal, etc., relay protection and automation device for power system of these devices called.The so-called \mutual replacement and continuity and protection measures of power system structure called the relay protection.Relay protection and automation technology is in a science and technology developed rapidly in recent decades. Protection most early, is a reaction line short circuit fault and the current increase in current protection. Usually use the fuse (fuse) is one of the most simple current protection. However, with the development of power system, the fuse has been far can not meet the requirement of power system protection, and the emergence of a relay. With the change of reaction current relay, and the circuit breaker tripping fault removal equipment, plays a role in protection, which formed the so-called \The relay protection is an important measure to ensure the safe and reliable operation of power system. In the modern power system relay protection device, if no new is good, it is impossible to maintain thenormal work of the system. Not only that, development and relay protection device of the relay protection technology to further improve, will effectively promote the development of the electric power system.2陕西铁路工程职业技术学院毕业设计（论文）目录1. 牵引变电所一次设备概述 .................................................................. (4)1.1 电气化铁道牵引供电系统概况 .................................................................. ............................. 4 1.2 牵引变电所的分类 .................................................................. ................................................. 6 1.3 牵引供电系统向接触网的供电方式 .................................................................. ..................... 7 1.4牵引负荷的特点................................................................... ..................................................... 9 1.5 电气主接线 .................................................................. .......................................................... 11 1.7 主变压器 .................................................................. .............................................................. 11 1.8 高压断路器 ............................................................................................................................ 11 1.9 互感器的选择................................................................... ...................................................... 12 2.牵引变电所馈线保护................................................................... (14)2.1 电气化铁路馈线短路的类型 .................................................................. ................................ 14 2.2 馈线保护的装置................................................................... ................................................... 14 2.3 馈线保护的后备保护 .................................................................. .. (16)3陕西铁路工程职业技术学院毕业设计（论文）1. 牵引变电所一次设备概述1.1 电气化铁道牵引供电系统概况电气化铁道的牵引供电系统由牵引变电所（包括分区亭、开闭所、ＡＴ所）、牵引网（馈电线、接触网、钢轨和回流线）、电力机车等组成。
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继电保护课程设计报告
题目：牵引变电所牵引馈线保护设计班级
姓名
学号
指导教师
设计时间2011年3月19日
牵引变电所牵引馈线保护设计线
一、设计题目及要求
1.1设计的题目
某牵引变电所甲采用直接供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，三相平衡接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。
线路阻抗0.6Ω/km
1.2、设计要求
（1）能根据提网络以及已知条件，按照部颁继电保护和自动装置整定计算的规范进行设计；
（2）通过学习应熟悉电力系统继电保护设计与配置的一般规定；
（3）正确理解继电保护整定计算的基本任务；
（4）掌握整定计算的步骤，熟悉主保护、后备保护和辅助保护在电力系统中的应用；
（5）对继电保护基本要求之间，能分别地进行综合考虑；
（6）掌握整定计算对系统运行方式的选择以及短路类型、短路点的确定；（7）掌握整定系数的分析与应用，掌握整定计算配合的原则。
二、馈线保护原理、配置及整定计算
2.1 馈线保护原理
2.1.1自适应阻抗保护
阻抗保护是反应故障点至保护安装地点之间的阻抗（或距离）。
在牵引供电系统中，阻抗保护通常采用多边形特性，如图1所示。
根据牵引负荷的特点，为了提高阻抗保护的躲负荷能力，在阻抗保护中增加自适应判据，即根据电流中的谐波含量自动调节阻抗保护的动作范围。
图1 阻抗保护动作特性
自适应阻抗保护的动作判据如下：
02≤≤-h h X tg R ϕ或
ZD
h R R ≤≤0
或
ZD
h X X ≤≤0和
ZD
L h h h R ctg X R ctg X +≤≤ϕϕ1 （1）
在式（1）中，RZD 为电阻整定值；XZD 为电抗整定值；1ϕ为躲涌流偏移角；
2ϕ为容性阻抗偏移角；L ϕ为线路阻抗角。
h R 、h X 分别为考虑谐波抑制后的测
量电阻和测量电抗，其计算公式如下：
R
K
K R h
h h )1(∑+=
X
K
K X h
h h )1(∑+= （2）
在式（2）中，∑h K 为综合谐波含量，等于1
532/)(I I I I ++；I1、I2、I3、
I5分别为基波、二次、三次、五次谐波分量；
h
K 为谐波抑制加权系数；
2.1.2 电流速断保护
电流速断保护的原理框图如图2所示。
图2 电流速断保护原理框图
I 1≥I N1
信号
2.1.3 电流增量保护
当牵引网发生高阻接地故障时，故障电流可能小于最大负荷电流，阻抗保护和电流速断、过电流保护不能动作。
此时应该设置电流增量保护，电流增量保护的原理框图如图3所示。
图3 电流增量保护原理框图
动作方程为：
ZD
h I I I I I I I K I I I ∆≥---++--=∆)('
5'3'2532'11 （3）
在式（3）中，1I 、'
1I 分别为当前和一周波前馈线基波电流；2I 、3I 、5I 分别为当前二、三、五次谐波电流；'
2I 、'
3I 、'
5I 分别为一周波前二、三、五次谐
波电流；
h
K 为谐波加权抑制系数；ZD I ∆为电流增量保护整定值；KYL 为二次谐
波闭锁整定值。
2.2 馈线保护配置及整定
复线单边供电示意图如图4所示。
在复线单边供电方式下，上下行供电臂在分区所SP 实现并联，牵引变电所SS 中的D1和D2处的保护配置相同，以D1处的保护配置为例。
图4 复线单边供电示意图
牵引变电所SS 的D1处配置阻抗I 段，阻抗Ⅱ段、电流速断，可选配电流增量。
I 2/I 1≥K Δ
I ≥I ΔZD
SP
2.2.1 阻抗I段的整定
阻抗I段按线路L全长的85％整定，电抗边XZD整定为：
X
ＺＤ=０．８５Ｌ（Ｘ
０
+
０．８５
１．１５
Ｘ
１２
）
Ｘ
ＺＤ=０．８５×２４．６×（０．４+０．８５
１．１５
×０．１２）=１０．２２Ω（4）
在式（4）中，X0为牵引网单位自阻抗的电抗分量；X12为上下行供电臂的单位互阻抗的电抗分量；L牵引变电所SS到分区所SP之间的供电臂长度。
电阻边RZD按负荷阻抗整定。
典型时限取0.1s。
2.2.2 阻抗Ⅱ段的整定
阻抗Ⅱ段按线路上下行供电臂的总长度2L整定，电抗边XZD整定为：
Ｘ
ＺＤ=１．５∙２Ｌ∙Ｘ
０
Ｘ
ＺＤ
=１．５×２×２４．６=２９．５２Ω（5）电阻边RZD按负荷阻抗整定。
时限与分区所SP处D3的保护时限配合，可取0.5s。
2.2.3 电流速断的整定
典型时限取0.1s。
电流速断按分区所SP处最大短路电流整定，并考虑一定的裕度，电流速断整定值为：
Ｉ
Ｚｄ=１．２∙Ｉ
ｄ∙ｓｐ∙ｍａｘ
Ｉ
Ｚｄ=１．２×６１０×１
１５０
=４．８８Ａ（6）
在式（6）中，max
.
.SP
d
I为分区所SP处的最大短路电流。
典型时限取0.1s。
2.2.4 电流增量的整定
时限与分区所SP的D3处的保护时限配合，可取0.5s。
电流增量一般作为牵引网发生高阻接地故障时的保护，电流增量保护整定值zd
I 可按一列机车起动电流整定，并考虑一定的裕度。
∆Ｉ
Ｚｄ=Ｋ
Ｋ
∙∆Ｉ
Ｆ∙ｍａｘ
∙
１
ｎ
ＣＴ
∆Ｉ
Ｚｄ=１．２×２５０×１
１５０
=２Ａ（7）
在式（7）中，KK为可靠系数，可取1.2；max
F
I∆为一列机车最大起动电流，大小与机车类型有关。
典型时限可取0.1s。
2.3分区所SP的D3处配置正向阻抗I段、反向阻抗I段、电流速断，可选配电流增量。
2.3.1）正向、反向阻抗I段的整定
阻抗I段按供电臂全长L整定，电抗边XZD整定为：
Ｘ
ＺＤ=１．５∙Ｌ∙Ｘ
０
Ｘ
ＺＤ
=１．５×２４．６×０．４=１４．７６Ω（8）
电阻边RZD按负荷阻抗整定。
典型时限取0.1s。
2.3.2）电流速断
电流速断按一列车的最大负荷电流整定，并考虑一定的裕度，计算公式如下：
Ｉ
ＺＤ=１．２∙Ｉ
ＪＣ
Ｉ
ＺＤ=１．２×６１０×１
１５０
=４．８８Ａ（9）
在式（9）中为JC
I一列车的最大负荷电流。
典型时限可取0.1s。
2.3.3）电流增量的整定
电流增量一般作为牵引网发生高阻接地故障时的保护，电流增量保护整定值zd
I∆可按一列机车起动电流整定，并考虑一定的裕度。
∆Ｉ
Ｚｄ=Ｋ
Ｋ
∙∆Ｉ
Ｆ∙ｍａｘ
∙
１
ｎ
ＣＴ
∆Ｉ
Ｚｄ=１．２×２５０×１
１５０
=２Ａ（10）
在式（10）中，KK为可靠系数，可取1.2；max
F
I∆为一列机车最大起动电流，大小与机车类型有关。
典型时限可取0.1s。
三、结论与心得
在做继电保护配置时我们应该使配置的结果满足继电保护的基本要求，就是要保证可靠性、选择性、速动性和灵敏性。
可是这四个指标在很多情况下是互相矛盾的，因此我们要根据实际情况让它们达到一定的平衡即可。
在本设计中最终选用了三段式距离保护，从对距离保护Ⅱ段灵敏度检验的结果可以看出，本设计的速动性较好，而可靠性和选择性相对较差。
也就是说，较容易出现误动的情况。
本次课程设计使我学会了面对一个实际问题，如何收集资料，如何运用已学过的课本知识，如何制定解决问题的方案并通过实践不断地分析和解决前进道路上的所遇到的一切问题，最终到达胜利的彼岸。
虽然已经按题目要求对相应的继电器配置了保护，但是忽略了许多实际中可能出现的问题，所以该设计还有许多不足之处，理论上计算出来的数据在实际中会出现很大的不同，所以该设计还需补充与改进，但是凭借自己仅学得的这点知识，只能做到此地步，由此我也明白自己的知识还很浅薄，所以会更加发奋学习新知识。
参考文献
[1] 张保会，电力系统继电保护原理. 北京：中国电力出版社，2005
[2] 吴必信，电力系统继电保护. 北京：中国电力出版社，1998
[3] 许建安，继电保护整定计算. 北京：中国水利水电出版社，2000
[4] 王瑞敏，电力系统继电保护. 北京：科学技术出版社，1994
[5] 王维俭，电力系统继电保护基本原理. 北京：清华大学出版社，1992。