高速铁路牵引网保护方案
全并联AT供电方式下馈线保护的配置与整定
全并联AT 供电方式下馈线保护的配置与整定摘要：高速铁路牵引供电系统的安全可靠运行是保证列车安全运行的前提，继电保护装置是保障牵引供电系统安全可靠运行的重要手段。
针对我国高铁广泛采用的全并联AT供电方式，从正常供电和越区供电两个方面分析了馈线保护的要求，配置了相应的保护方案并探讨了整定计算的方法。
关键词：AT供电；馈线保护；整定1全并联AT供电方式目前，我国高铁通常采用全并联AT供电方式，如图1所示。
其特点是在AT供电方式的基础上，将上、下行接触网在每个AT所都进行一次横向电连接。
这种接线方式可减少接触网单位长度阻抗，减少电压损失，增强供电能力，改善供电质量，但是这种供电方式的拓扑结构较普通AT或其他供电方式要复杂，在故障情况下电气参数变得更加复杂，使其对继电保护提出了更高的要求。
2全并联AT供电方式馈线保护配置的总体思路由于全并联AT供电方式结构的特殊性，保护配置方案与传统的牵引网保护有所不同。
在这里主要体现的一个设计思路就是：当发生故障时，继电保护应首先将复杂的网络简单化，将系统解裂，让其变为不并联的单线供电臂，然后再利用各断路器重合闸逐一排除故障，这样就会大大简化保护的配置，快速锁定故障范围。
例如图1 所示的全并联AT 供电牵引网中，当k1 点发生暂时性短路故障时保护启动，首先应将断路器QF1、QF2 分断，然后ATI所的断路器QF3、QF4和分区所SP的断路器QF5、QF6 因失压保护而分断，将系统解裂让其变为不并联的单线供电臂。
QF5和QF6分断以后，QF1和QF2自动重合闸，馈线恢复供电。
之后通过AT1所和分区所SP设置的检有压自动重合闸装置，将AT1所、分区所SP的QF3、QF4、QF5、QF6重合闸，系统恢复正常供电。
当k1点发生永久性短路故障时，应首先跳开QF1和QF2,然后因失压保护跳开QF3、QF4、QF5、QF6,重合闸整定时间到后QF1、QF2优先重合闸，但由于是永久性短路故障，QF2重合后又跳闸而QF1 重合闸成功，QF5因无压不重合闸，QF6重合闸成功，QF3因无压不重合闸，QF4重合闸成功，整个系统上行供电臂停止供电，下行供电臂恢复AT供电。
高速铁路牵引供电技术 (1)精选全文
2、牵引网供电方式的比较
2)直接供电方式
④牵引网回路是不平衡回路，防干扰性能差，加 设回流线后的防干扰效果一般，并需增加防干 扰费用；
⑤适用于防干扰问题不突出和外部电源投资相对 较小的区段及运输繁忙干线、重载和高速线。
⑥供电回路结构简单，运行可靠，造价低。 ⑦要对绝缘子闪络采取保护措施。
4、牵引变压器选型及容量
2)牵引变压器接线特点
V接线牵引变压器 ：两臂牵引负荷相等的前提 下，V接线牵引变压器的负序功率等于牵引负荷 功率的50%，对电力系统的负序影响较小。 ；结 构较简单，但供电范围小，实际安装容量比单相 牵引变压器要大。
Y/牵引变压器 ：制造和运行经验较成熟，对 电力系统的负序影响介于单相牵引变压器和平衡 型牵引变压器之间，但是其容量利用率较低。
综合自动化系统既要考虑重要保护的独 立性，又要建立经济灵活的网络形式，以 实现资源共享，最大限度地利用系统资源, 通过网络实现辅助保护功能及自动控制功 能，完善保护配置，提高系统的故障处理 速度和运行的可靠性。
6、牵引供电所设计
3）综合自动化系统 特点： ☆软、硬件结构模块化，集中加分布式的单元布置， 功能分布式配置。 ☆馈线间隔采用保护测控一体化设备，在系统可靠 性和安全性的前提下，合理优化系统配置。 ☆综合利用系统资源，实现故障点参数的检测及处 理。 ☆实现系统自动组态功能,提高系统自动化的能力。 ☆根据系统检测参数,优化牵引供电系统运行工况。 ☆实现分区所越区供电的自动控制。 ☆避免不合理的系统资源配置,节省工程投资。
4、牵引变压器选型及容量
3)牵引变压器容量 ①计算条件
高速列车4min追踪间隔模拟仿真、变压器过载能 力为过载75%情况下满足负荷需求运行1小时、采用 单相变压器；参照500系高速动车组的参数，进行 牵引计算；选取一段完整供电臂的线路条件，配以 机车特性进行模拟。
高速铁路牵引变电所继电保护方案探讨
高速铁路牵引变电所继电保护方案的研究
作 为 线 路 的 后 备 保 护 。通 过 距 离 保 护 、 过 电流 保 护 以 及 热 过 负 荷 保护 对馈 线 配 置 进 行 保 护 。
【 关键词 】 牵引变 电所 ； 高速铁路 ； 继 电保护 ； 方案 【 中图分类号 】 Ｔ Ｍ ６ ３ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ８ — ０ １ ５ ２ — ０ ２
的 情 况 下也 可 以将 光 纤 电流 的 差 动 保 护 作 为 中长 线 路 全 线 速 动 的 主保 护 。 而 对 于 电气 化 的铁 路 ． 其 供 电 系统 中 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 的 线
路 保 护 全 线速 动 的 主 保 护 应优 先运 用光 纤 电流 的 差 动保 护 。
我 国 高速 铁 路 网主 要 分 为 骨 干铁 路 网、 大 城 市 之 间城 际 高速 铁 路 网及 其 重 要 区域 之 间的 铁 路 网等 三 种 类 型 ，就 目前 已 经 开 通 的 京 沪 高 速 铁 路 网及 其 客 运 专 线 牵 引 变 电 所 中 ， ２ ２ ０ ｋ Ｖ进 线 保 护 配 置 及 其馈 线 保 护 配 置 都 不 相 同 ．其 标 准也
用 户 的要 求
据 有 关 继 电 保 护及 其 相 关的 规 程 规 定 ．电 压在 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 及
其 以上 变 压 器 ， 在 设 置保 护过 程 中 除 了要 采 用 电 量保 护 ， 还 应 配 置 双 重保 护 ．这 样 能 够 防 止 断 路 器 其 中一 组 的跳 闸 线 圈 失 效 时 仍 然 对 变压 器 实施 保 护 。 而 高速 铁 路 牵 引变 电所 中主 接 线 的 方 式及 其 变压 器 的运 行 方 式 ． 决定 了是 否 要 在 该 变 电所
高速铁路牵引供电系统健康管理及故障预警体系研究
参考内容三
基本内容
随着高速铁路的快速发展，牵引供电系统的安全与稳定运行至关重要。然而， 传统的保护原理已无法满足现代高速铁路的运行需求。因此，本次演示旨在研究 新型保护原理在高速铁路牵引供电系统中的应用，以提高系统的可靠性和稳定性。
在高速铁路牵引供电系统中，常见的保护原理包括电流保护、电压保护、频 率保护等。然而，这些保护方法存在一定的局限性，如无法准确检测到系统的内 部故障，对系统的稳定性产生一定的影响。
故障监测是预警体系的基础。在牵引供电系统中，应安装相应的监测设备， 对关键部位进行实时监测，以便及时发现潜在故障。此外，要定期对监测设备进 行维护和检修，确保其正常运转。
故障诊断是预警体系的核心。当监测到异常情况时，系统应自动进行故障诊 断，确定故障类型和位置，为后续的维修处理提供依据。在此过程中，需开发高 效、准确的故障诊断算法，提高诊断的精准度。
综上所述，高速铁路牵引供电系统健康管理及故障预警体系研究对提高系统 的可靠性和稳定性具有重要意义。通过深入探讨健康管理和故障预警的相关措施 和方法，本次演示为相关领域的研究提供了一定的参考价值。在未来发展中，应 进一步新技术在牵引供电系统中的应用，不断优化健康管理和故障预警体系，以 满足日益增长的交通需求。
在同相AT牵引供电系统中，牵引变电所是至关重要的一部分。它主要由进线 隔离开关、主变压器、滤波电抗器、并联电容器、接地开关等设备组成。其中， 主变压器负责将电力系统的高电压转换为适合列车使用的低电压；滤波电抗器和 并联电容器则用于吸收电网中的谐波电流，降低对电力系统的影响；进线隔离开 关和接地开关则为系统的安全运行提供了保障。
高速铁路牵引供电系统健康管 理及故障预警体系研究
基本内容
随着高速铁路的快速发展，牵引供电系统的可靠性及稳定性变得尤为重要。 本次演示将探讨高速铁路牵引供电系统健康管理及故障预警体系的研究，旨在提 高系统的可靠性，降低故障风险，满足日益增长的交通需求。
高速铁路牵引供电关键技术分析
高速铁路牵引供电关键技术分析摘要：随着铁路建设的不断推进，牵引供电技术也得以快速发展。
文章介绍了高速铁路牵引供电系统的组成，分析了高速铁路牵引供电技术的特点，并结合实际案例对高速铁路牵引供电的关键技术进行了探讨，有效保证了列车运营的稳定性和安全性。
关键词：高速铁路；牵引供电系统；接触网技术一、高速铁路牵引供电系统组成在铁路系统运行过程中，牵引供电系统为列车的正常运营提供了动力支持。
由于高速铁路列车运行密度大、车辆运行速度快、列车运行可靠性要求比较高，所以高速铁路列车设备选型和技术方案和普通铁路均有所不同。
高速铁路牵引供电系统主要可以划分为接触网和牵引变电所两个组成部分。
其中，牵引变电所主要通过牵引变压器将区域电力系统电源变压为适合电力机车运行的电压，然后利用馈线将电压引到接触网。
电力机车通过受电弓从接触网获得连续电能，为其运营提供足够的能量。
三、高速铁路牵引供电关键技术分析3.1项目背景本高速铁路工程项目为客运专线，总长度约为120km，基本是由高架线构成，最大设计速度为350km/h，最大运营速度为300km/h，沿线共设5座车站，其整个机电系统在运营速度300km/h、列车编组8辆的条件下，达到最小追踪列车间隔时间3min的综合能力目标值。
3.2牵引供电系统技术特性3.2.1可靠性牵引供电系统必须具备科学的冗余设计体系、高质量的设备与施工体系，为列车运行提供可靠的能量支持。
3.2.2可用性外界故障或内部人员疏忽引起的故障不至于导致系统的失效。
如双回路供电、接触网系统合理电分段，结构稳定、智能化继电保护控制系统。
3.2.3可维护性建立系统维修体制，牵引供电系统应保障不间断供电，采用少维护、免维修产品。
3.2.4安全性采取合适的、具有可操作性的安全管理措施避免出现安全性灾难；牵引供电系统不应产生铁路内部危害性干扰及对与其他系统的危害性相互作用的影响。
3.2.5环保和可持续性发展牵引供电系统建设应符合中国环境保护法的要求，电磁干扰、噪声指标等对人体健康及环境的影响符合相关规定，具有绿色、环保、节能的功能措施，对周边环境无污染或少污染，设备材料的使用具有可回收性和二次利用性，保证整个系统的可持续发展。
不同供电方式下牵引网保护配置及整定计算—牵引供电方式(铁路牵引供电系统继电保护)
全并联AT供电方式
全并联AT供电方式
全并联AT供电方式是在复线AT供电方式的基础上，通过 AT 所、 分区所的母线和断路器，将上下行牵引网并联连接的供电方式。上 下行牵引网虽然都有各自的断路器，但在正常情况下均为一用一备 运行方式，即上下行牵引网共用一台断路器。
全并联AT供电方式
图3.8 全并联AT供电方式示意图
带回流线的直接供电方式
1
2 6
T 5 3 4
R
图3.5 带回流线的直接供电方式示意图 1—牵引变电所；2—接触网；
3—电力机车；4—吸上线；5—回流线；6—钢轨
带回流线的直接供电方式
带回流线的直接供电方式的特点
1 减少流入大地的电流，减轻对通讯的干扰危害。 2 降低钢轨电位，减小馈电回路的阻抗。
3 馈电回路和设备简单、投资省、运营维护方便。
AT供电方式
AT供电方式
AT（Auto Transformer 自耦变压器）供电方式，即225kV供 电方式，是指AT变压器跨接于接触网（T线，Touch）和正馈导线 （F线，Feeder）之间，其中点与钢轨及沿接触网线路同杆架设的保 护线（PW线，Protecting Wire）相连的一种供电方式。
直接供电方式
直接供电方式
直接供电方式（TR供电方式），是在牵引网中不加特殊防护措 施的一种供电方式。电气化铁路最早大都采用这种供电方式，它一 根馈线接在接触网（Touch）上，另一根馈线接在钢轨（Rail）上。
直接供电方式
1
2 T
3 4
R
图3.1 直接供电方式示意图 1-牵引变电所 2-接触网 3-机车 4-钢轨
上行 下行
直接供电方式
直接供电方式的特点
高速铁路牵引供电系统精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版高速铁路牵引供电系统1.牵引变电所牵引变电所是电气化铁路的心脏，其作用是将110 kV（220 kV）三相交流电变换成27.5 kV（或55 kV）单相工频交流电，并供给电力牵引网和电力机车。
此外，有少数牵引变电所还需担负10 kV动力负荷。
所以，牵引变电所具有3个主要功能：接受三相电能，降压分配电能，减相以单相馈出供给牵引网。
2.分区亭在电气化铁路上，为了提高运行的可靠性，增加供电工作的灵活性，在相邻变电所供电的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开，若在断开处设置开关设备和相应的配电装置，则组成分区亭。
在复线电气化区段，分区亭的主要功能如下：（1）使同一供电臂上的上、下行接触网并联工作或单独工作。
当并联工作时，分区亭内的断路器闭合以提高接触网的末端电压；当单独工作时，断路器打开。
（2）当同一供电臂上的上、下行接触网（并联工作）发生短路事故时，由牵引变电所相应的馈线断路器和分区亭中的断路器配合动作，切除事故区段，缩小事故范围；非事故区段仍可正常供电。
（3）当某牵引变电所全所停电时，可闭合分区亭中的越区隔离开关，由相邻牵引变电所向停电牵引变电所进行越区供电。
总之，分区亭的作用是：对单线牵引网，使两相邻供电臂单独工作或实现越区供电；对双线牵引网，使上、下行接触网并联，提高末端电压，缩小事故范围和实行必要时的越区供电。
3.开闭所当远离牵引变电所的枢纽站、电力机务段等大宗负荷需要多条馈电线向这些接触网分组供电时，一般采用建立开闭所的办法来解决。
开闭所是指不进行电压变换而用开关设备实现电路开闭的配电所。
开闭所一般有两条进线，然后多路馈出向枢纽站场接触网各分段供电，进线和出线均经过断路器，以实现接触网各分段停、供电的灵活运行，又由于断路器对接触网短路故障进行保护，从而可以缩小事故停电范围。
开闭所的作用是增加馈线数目，将主线接触网与分支接触网分开，缩小事故范围，提高供电可靠性，保证枢纽站、站场装卸作业和接触网分组检修的灵活性和安全性；降低牵引变电所的复杂程度，还可实现上、下行扭接，保证在事故情况下供电，正常情况下扭接有利于改善牵引网电压水平，降低电能损失。
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高速铁路牵引供电系统
——继电保护与故障测距
韩正庆副教授
西南交通大学 电气工程学院
—2015—
本章主要内容
1 继电保护的基本概念 2 对继电保护的要求 3 牵引网继电保护原理 4 高速铁路牵引网保护方案 5 牵引变压器主保护原理 6 牵引变压器后备保护原理 7 牵引网故障测距原理 8 高速铁路牵引网故障测距系统
I
I R1
R(钢轨)
IR2
IF
F(负馈线)
二次值
I
M
IM nCT
Z
M
nCT nVT
ZM
3.4 高速铁路牵引网保护方案
全并联AT供电牵引网故障特点
SS
1QF 上行
k1
2QF 下行
ATP 3QF
AT1
4QF
SP 5QF
AT2
6QF
全并联AT供电牵引网单线示意图
当第1个AT段牵引网发生故障时，存在多个供电支路向故 障点供电,需要变电所、AT所、分区所都跳闸才能实现故 障隔离。
3.4 高速铁路牵引网保护方案
变电所 1328 T1 R1 1249 F1
AT所
369
911
分区所
959
2922
1325 T2 R2
1181 F2
392
151
933
1030 Id IT I F
SS
第2个AT段故障： 流过变电所两馈线电流接近
2577
1QF 上行
ATP
k2
3QF
SP 5QF
542
2QF 下行
SP
213
5QF
AT2
6QF
3.4 高速铁路牵引网保护方案
全并联AT供电牵引网故障特点
SS
1QF 上行 2QF 下行
ATP
k2
3QF
AT1
4QF
SP 5QF
AT2
6QF
全并联AT供电牵引网单线示意图
当第2个AT段牵引网发生故障时，存在多个供电支路向故 障点供电,需要变电所、AT所、分区所都跳闸才能实现故 障隔离。
3.4 高速铁路牵引网保护方案
自耦变压器（AT）电流分布
IT
UT IR
UF IF
IT
IF
1 2 IR
IT
IF
IR
3.4 高速铁路牵引网保护方案
AT供电牵引网故障电流分布
I
2
IT1
x
I R1
I
2
IF
IT 2 I IR2
D
D
L
单线AT牵引网电流分布示意图
IT
1
IT 2
I
IT 2 IF
IT1 IF I
T(接触线) R(钢轨) F(负馈线)
3.4 高速铁路牵引网保护方案
互感器接线方式
IT
UT
UF
IF
一次值
IM IT IF
ZM
UT IT IF
或
ZM
UT IT
UF IF
IT1
IT 2
T(接触线)
3.4 高速铁路牵引网保护方案
变电所
T1 1101
R1 F1
2333
AT所
860
2742
分区所
241
454
T2
265
52
SS
Id IT IF
第1个AT段故障： 流过分区所并联支路电流小
3434
1QF 上行
ATP
k1
3QF
1882 AT1
2095
4QF
故障隔离过程
快速跳闸
失压解列
供电重构
牵引变电所
Z< 1QF 2QF Z<
I>
I>
△I>
△I>
AR
AR
AT所
3QF
U< AR
4QF
U< AR
分区所
通电-无电--
5QF
U< AR
6QF
U< AR
上行 下行
Z<为距离保护；I>过电流保护；ΔI为电流增量保护；U<为低压保护；AR为自动重合闸
谢 谢！
AT1 1963
AT2
2506
4QF
6QF
2QF 下行
3.4 高速铁路牵引网保护方案
保护配置方案
全并联AT供电牵引网典型保护配置表
保护元件
时限（单位：s）
断路器 距离保护 过电流保护 电流增量 失压保护 重合闸
变电所
0.1
0.1
0.4
/
2
AT所
/
/
/
0.7
3检
分区所
/
/
/
0.7
4有
压
3.4 高速铁路牵引网保护方案