牵引供电系统保护原理汇总共100页文档
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！Biblioteka 21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
牵引供电系统保护原理汇总
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
铁路牵引供电系统基础知识-文档资料
全并联AT供电方式主接线图Leabharlann 25全并联AT供电方式特点
全并联AT供电方式与不并联的AT供电方式相比，减小牵引网单位长度阻抗，减少电压损 失和增强供电能力。在相同的负载条件下，可以减少牵引网电力损失大约10％。同时， 由于在每一AT站都进行了并联，负荷电流在上下行牵引网进行了均分，使得线路运行更 加均衡，大大提高了供电的可靠性和带负载能力及减少对周围通讯的干扰。
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工作原理
由于自耦变压器的作用，接触网和正馈线的电流均为I/2，方向相反，有 效地减少牵引网对通信线的干扰。
由于自耦变压器的中性点与钢轨相连，牵引网的供电电压为2 x 27.5 kV，电压提高了一倍，因此牵引变电所的间距理论上提高了一倍。例如 直供+回流线供电方式牵引变电所间距为20-30km，则AT供电方式为4060km。 AT供电方式用于重载、高速需大电流的牵引供电系统。馈线电流只有直 供方式的一半。
7
8
接触网
附支定支接 加柱位持触 悬和装装悬 挂基置置挂
础
9
10
AT供电接触网结构
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接触网分段绝缘器
分段绝缘器（电分段）：分为纵向电分段和横向电分段，前者用线路接触网上，后者用于 站场各条接触网之间。通过其上的隔离开关将有关接触网进行电气连通或断开，以保证供 电的可靠性、灵活性和缩小停电范围等。
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AT供电方式的工作原理
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工作原理
牵引变电所牵引侧电压为2X27.5KV，其绕组两端分别接至接触导线和正馈线，其中性点与 钢轨相连。为保证接触导线与正馈线之间的电压水平达到55KV，AT供电方式每隔10~~15KM ，在接触网与钢轨间并接入一台自耦变压器，自耦变压器将牵引网的电压提高一倍，而供 给电力机车的额定电压仍为25KV，称为AT所。
地铁直流牵引供电系统保护
地铁直流牵引供电系统保护地铁直流牵引供电系统保护是地铁运营中的关键环节，其功能是防止系统的电气故障和管线故障，确保系统的安全稳定运行。
下文将从保护原理、保护措施和保护应用三个方面，进行详细介绍。
保护原理地铁直流牵引供电系统保护主要是针对系统的电气故障进行保护。
保护原理是依据牵引供电系统的运行特点和故障情况，通过检测、判断和调节等技术手段，对系统进行快速自动保护。
具体来说，保护系统需要完成以下几项任务：1. 检测设备状态：通过对电气设备进行监测，判断设备是否正常工作，如果发现故障，就要及时采取措施，避免事故的发生。
2. 检测运行状态：通过检测电气系统的电压、电流和频率等参数，了解系统的运行状态，以便及时采取措施予以调整。
3. 快速分析故障：通过分析电气系统的故障情况，判断故障的类型和具体位置，并尽快采取应对措施，以避免事故的发生。
4. 自动保护处理：通过通过设置保护设备和保护电路等措施，将发生故障的线路自动断开，实现故障的隔离和保护。
保护措施地铁直流牵引供电系统的保护措施一般包括以下几个方面：1. 电源保护：地铁直流牵引供电系统需要有可靠的保护方案，能够及时检测和隔离电源发生的电气故障，保障系统的供电安全。
2. 电缆保护：地铁直流牵引供电系统的电缆也需要进行保护，以避免电缆的故障对整个系统产生负面影响。
主要包括电缆头保护、电缆穿过隧道保护、电缆接地保护等。
3. 输电线路保护：地铁直流牵引供电系统输电线路需要保护，主要包括过流保护、过载保护、接地保护、距离保护、差动保护等。
4. 电力电子设备保护：地铁直流牵引供电系统中的电力电子设备非常重要，需要采取相应的保护措施，以避免电力电子器件故障对整个系统产生负面影响。
主要包括温度保护、过流保护、过压保护、欠压保护等。
保护应用在地铁运营中，保护应用非常重要，通常需要采用一些现代化的保护技术。
具体包括以下几个方面：1. 微机保护技术：采用微处理器、检测、保护等技术，实现电气设备的保护和维护。
铁路牵引供电系统牵引变压器保护—牵引变压器的非电量保护
枕
特点：动作迅速，灵敏性高，安装接线简单。
反应油箱内的各种故障，不反应油箱外部的故障。
对变压器油箱内的各种故障、应装设瓦斯保护，它反应于油箱内部所产生的气体
或油流而动作。其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各电 源侧的断路器。
温度保护
温度保护
温度保护：是反映油箱油温异常的保护，当变压器温度升高时，温度保护动作发出报
变压器发生 轻微故障
油箱内产生气体 较少且速度慢
气体沿管道 上升
气体继电器 内油面下降
下降到动作 门槛值时
轻瓦斯动作， 发出告警信
号
2）重瓦斯保护
变压器发生 严重故障
短路点周围 温度升高
油箱内迅速产生 大量气体
重瓦斯动作， 切除变压器
油流速度达到
变压器内部 动作门槛时
压力升高
变压器油从油箱
经过管道冲向油
A相 B相 C相 铁芯
RS485通信
工
A/D 转换
业 单 片
机
输
出 模
控制风机
块
器超载或者故障时，会引起油 箱内部压力升高，如果压力达到一定 程度而得不到释放，则可能引起变压 器的爆炸，所以油浸式变压器需要装
设过压保护装置 ——压力释放阀。
当变压器内部达到一定压力时，压力释放阀便 动作，释放阀膜盘跳起，变压器油排出，同时 释放阀便可靠关闭，使变压器油箱内保持正压， 有效防止外部空气、水分及其他杂质进入油箱。
警信号。
1）油浸式变压器——顶层油温
温控器组成：
温包 Pt100电阻 毛细管 波纹管 表头 压力式继电器
2）干式变压器——温度监控系统
温度测量：通过预埋
在干式变压器三相绕 组中的三只Pt100热 敏电阻来检测变压器 绕组的温度。还可用 另一只Pt100热敏电 阻检测环境温度或者 用户认为比较重要的 温度，如铁芯温度等。
地铁牵引供电系统原理与组成
地铁牵引供电系统原理与组成地铁，咱们日常出行中不可或缺的小伙伴，不知道你有没有想过，地铁是怎么跑起来的呢？这其中就有一个非常重要的环节，就是牵引供电系统。
嘿，听起来可能有点儿枯燥，但我跟你说，这其实是一个很有趣的故事！今天咱们就来聊聊地铁牵引供电系统的原理与组成，保证让你听得津津有味。
1. 地铁牵引供电系统概述首先，咱们得明白，牵引供电系统就是给地铁提供动力的“发电机”。
可以说，没有它，地铁就像没有电的手机，啥也干不了。
简单来说，它的主要任务就是把电能转化为机械能，让地铁快速穿梭在城市的地下。
1.1 牵引供电系统的组成这个系统其实由好几个部分组成，听起来复杂，但别担心，咱们一点一点来。
首先是“供电设备”，它负责把高压电源转化为适合地铁使用的低压电。
接着，就是“变电站”，它就像个变身的魔法师，把电压变得适合地铁跑。
然后是“接触网”，这是地铁与电力的“亲密接触”，确保电流能顺畅地送到列车上。
最后，还有“牵引电机”，这是列车的动力源泉，直接让地铁跑起来，飞速向前。
1.2 牵引供电系统的工作原理说到工作原理，其实就像是一场默契的舞蹈。
电流从变电站出发，沿着接触网一路奔向列车，像是给列车打了个“鸡血”。
列车上的牵引电机接收到电后，就开始工作，带动列车往前冲。
这过程就好比是你喝了咖啡，瞬间充满了能量，准备迎接新一天的挑战。
2. 牵引供电的电气特性接下来，我们再聊聊牵引供电的电气特性。
这个部分有点儿专业，但其实也没那么难。
总的来说，地铁的牵引供电主要是通过直流电和交流电两种形式来提供动力。
2.1 直流电与交流电的区别直流电就像是你的老朋友，稳定可靠，一直都是同一个方向。
它在地铁初期时被广泛使用，动力强劲，容易控制。
但随着技术的发展，交流电开始走入人们的视野，像个新晋的“网红”。
交流电的优点在于能够传输更远的距离，减少能量损耗，简直是为地铁的发展开辟了新天地。
2.2 功率因数的重要性此外，功率因数也是一个必须得提的概念。
铁路牵引供电系统继电保护装置
动作时限配合：
本级线路保护装置的动作时 限，应大于下一级相邻线路 要求同它相配合的保护装置 的动作时限。
AA t
t
继电保护的工作配合
BB
k
kˊ
L （a）仅灵敏度配合时
L （b）仅动作时限配合时
图1 保护装置配合情况
继电保护的工作配合
AA t
BBkLeabharlann kˊtAⅢ （a）仅灵敏度配合时
tBⅡ L
继电保护的工作配合
继电保护的工作原理
继电保护的工作原理
继电保护的工作回路
工作回路1
工作回路2
工作回路3
将通过一次电力设备的 断路器跳闸线圈及与 电流、电压线性地转变 保护装置出口间的连 为适合继电保护等二次 接电缆，指示保护装 设备使用的电流、电压， 置动作情况的信号设 并使一次设备与二次设 备。 备隔离的设备。
保护装置及跳闸、信号 回路设备的工作电源等。
继电保护的工作原理
E-
断路器及跳闸机构
QF QF
YT
F
电流互感器TA 电流继电器KA 时间继电器KT
KA
KT E+ KM
中间继电器KM
TA
I>
T>
KS 信号
跳闸线圈YT
信号继电器KS
图1.6 继电保护的工作原理图
断路器跳开
继电保护的工作配合
继电保护的工作配合
灵敏度配合：
在供电系统不同运行方式下， 本级线路带时限动作的保护 装置的保护范围末端，应不 超过下一级相邻线路要求同 它相配合保护装置的保护范 围末端。
t
tAⅢ
tBⅡ
L
（b）仅动作时限配合时
AA t
牵引供电系统保护基本原理全
➢动作时限
t' 0s
没有人为延时，只考虑继电 保护固有动作时间
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❖保护范围校验
最大运行方式下三相短路时保护范围最大，最小运行 方式下两相短路时保护范围最小。
最小运行方式下两相 短路时的保护范围
Lb%L Lm AiB n100%(15%~20% )
线路全长
ห้องสมุดไป่ตู้17
❖ 电流速断保护的评价
➢ 优点：简单可靠，动作迅速 ➢ 缺点：
jX
Zset
ZK
k
R
jX
1 2 Z set
o
Zset
1 Z K 2 Z set
ZK R
全阻抗继电器
方向阻抗继电器
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方向阻抗继电器的死区及消除死区的方法
当在保护安装地点正方向出口处发生相间短路时,故 障环路的故障电压将降低为零,此时任何具有方向性 的阻抗继电器将因加入的电压为零而不动作,从而出 现保护装置的死区。 为减少和消除死区，可采用以下方法： ➢ 记忆回路 ➢ 装设辅助保护（主要为电流速断保护）
◆相控整流电力机车负荷电流中含有丰富的奇次谐波 分量（三次谐波为最多），而牵引网短路电流接近于 正弦波，因此可利用三次谐波的含量区分正常工作与 故障状态； ◆电力机车通过电分相或空载投入AT，牵引网产生 的励磁涌流接近故障电流，但其中含有较高的二次谐 波分量，因此可利用二次谐波区分励磁涌流和故障电 流。
保护2 电流速断
保护1 电流速断
A
B
C
D
2
1
t
t' 2
t '' 2
t '' 1
t
t ' t
1
l
铁路牵引供电系统基础知识 共32页
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单线AT牵引网构成示意图
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复线AT牵引变电所 SFSP 辅助开闭所
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接触网
附支定支接 加柱位持触 悬和装装悬 挂基置置挂
础
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AT供电接触网结构
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接触网分段绝缘器
分段绝缘器（电分段）：分为纵向电分段和横向电分段，前者用线路接触网上，后者用于 站场各条接触网之间。通过其上的隔离开关将有关接触网进行电气连通或断开，以保证供 电的可靠性、灵活性和缩小停电范围等。
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AT供电方式的工作原理
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工作原理
牵引变电所牵引侧电压为2X27.5KV，其绕组两端分别接至接触导线和正馈线，其中性点与 钢轨相连。为保证接触导线与正馈线之间的电压水平达到55KV，AT供电方式每隔10~~15KM ，在接触网与钢轨间并接入一台自耦变压器，自耦变压器将牵引网的电压提高一倍，而供 给电力机车的额定电压仍为25KV，称为AT所。
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三、牵引供电方式
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直接供电方式
带回流线的直接供电方式
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直供方式
直供方式，在牵引网中不加特殊防护措施，一般只在通信线路少的山区采用，虽然有结构 简单，设备少，造价低，施工及运营维修方便等优点。但接触网对邻近通信线路干扰较大， 所以一般不采用
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带回流线的直接供电方式（DN供电方式）
T
接触线R F正馈
线 CPW 钢轨和保护线间的辅助联接PW 保护线 R 钢轨 ATP 自
牵引供电PPT课件全
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项目一：认知电力牵引供电系统
任务二：认知牵引供电系统
•任务描述：
通过学生绘制电气化铁道牵引供电系统示意图，列表说明 牵引变电所引入线方式、接触网供电方式、牵引供电系统供电 方式等技能训练，使学生认知牵引供电系统相关知识，能根据 实际线路设计合理的牵引供电方式。
•成果展示：
牵引电力系统原理示意图 变电所一次侧的主接线方式列表 接触网的供电方式列表 牵引供电系统供电方式列表 识别**变电所引入线方式、**线路接触网供电方式、 牵引供电系统供电方式
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• 开闭所是扩充馈线用的，象编组站、机务段等； • 分区所是复线电气化铁路不同供电臂之间为提供上下行接
触网并联和越区供电功能而设置的。
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3）分段绝缘器：
分段绝缘器又称分区绝缘器，是接触网电气分段的常用 设备。它安装在各车站装卸线、机车整备线、电力机车库线、 专用线等处。在正常情况下，机车受电弓带电滑行通过。
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×
×
×
×
×
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双 “T”方式
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C
C
B
A
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2）双边供电：机车由相邻的两个变电所供电，由断路器合闸实现。 要求：设置分区所来缩小故障范围，和检修的停电范围。
复线双边供电设备复杂，保护困难，目前我国只采用复线单 边供电。 三、牵引供电系统向电力机车的供电方式 （ 一）直接供电方式
受电弓-接触网系统是高速列车获得动力的唯一途径
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一、牵引供电系统的组成与作用
G 电力系统(发电厂）
简述直流牵引供电系统的组成及其原理
直流牵引供电系统的基本原理及组成1. 直流牵引供电系统的基本原理直流牵引供电系统是一种为电力机车提供牵引能源的系统。
它的基本原理是将交流电源转换为直流电，然后通过集电装置将直流电传送给电力机车。
直流牵引供电系统主要由供电装置、集电装置、牵引变流器、架空线路、接触网和地下配电装置等组成。
直流牵引供电系统的基本原理包括： 1. 外部电源供电：直流牵引供电系统通过接触网和集电装置与外部电源相连，从而获得电力能源。
2. 电能转换：直流牵引供电系统使用牵引变流器将交流电源转换为相应的直流电，并根据电力机车的需求进行调节和控制。
3. 电能传输：通过集电装置和架空线路，将转换后的直流电能传输给电力机车，以供其运行和牵引。
4. 地下配电装置：直流牵引供电系统还包括地下的配电装置，用于控制和分配电力能源，确保系统的稳定和可靠运行。
2. 直流牵引供电系统的组成直流牵引供电系统由多个组件组成，主要包括供电装置、集电装置、牵引变流器、架空线路、接触网和地下配电装置。
下面将逐一介绍各个组成部分的功能和原理。
a. 供电装置供电装置是直流牵引供电系统的起点，它与电力系统相连，将交流电转换为直流电并供应给集电装置。
供电装置通常由变电所和变电设备组成，变电所将高压交流电转换为低压交流电，然后交由变电设备进行进一步处理，最终输出给集电装置。
b. 集电装置集电装置位于电力机车顶部，并通过接触网与架空线路相连接。
它的主要功能是在行驶过程中与架空线路保持接触，接收集电弓传输的直流电能，并将其传送给电力机车。
集电装置主要由集电弓、导电轨和接触爪等组件组成。
集电装置的工作原理是通过集电弓与架空线路形成一种机械连接，当电力机车行驶时，集电弓会与架空线路接触，形成电气回路，电能从架空线路输入电力机车。
c. 牵引变流器牵引变流器是直流牵引供电系统的关键组件之一，其主要功能是将交流电转换为直流电，并提供给电力机车进行牵引和运行。
牵引变流器能够根据电力机车的需求对输出的直流电进行调节和控制，以保证电力机车在不同工况下的牵引性能和运行稳定性。
牵引供电系统继电保护原理
测量元件
用于检测被保护设备的故障或异常状态，输出相应的电气量。
逻辑元件
根据测量元件的输出结果，按照一定的逻辑关系判断是否发生故障 或异常，并输出相应的动作信号。
执行元件
根据逻辑元件输出的动作信号，执行相应的断路器跳闸或信号报警 等操作。
继电保护的配置原则
01
02
03
04
可靠性
继电保护装置应能够可靠地检 测和隔离故障元件，避免误动
灵敏度要求
继电保护装置应具备足够的灵敏度， 能够快速、准确地检测到故障信号。
选择性要求
继电保护装置应具备一定的选择性， 优先切除距离故障点最近的断路器， 缩小故障影响范围。
继电保护的优化策略
配置优化
通信优化
合理配置继电保护装置，提高系统的 整体保护效果。
加强继电保护装置之间的通信联系， 确保信息传输的准确性和稳定性。
总结词
牵引变压器是牵引供电系统中的重要设备，其继电保护对于保障牵引供电系统 的正常运行至关重要。
详细描述
牵引变压器的继电保护主要包括过电流保护、电流速断保护、过负荷保护以及 瓦斯保护等。这些保护措施可以有效防止牵引变压器在运行过程中发生短路、 过载等故障，从而保障牵引供电系统的稳定性和可靠性。
输电线路的继电保护
总结词
输电线路是牵引供电系统的重要组成部分，其继电保护对于 保障牵引供电系统的安全性和稳定性具有重要意义。
详细描述
输电线路的继电保护主要包括距离保护、电流保护、方向保 护以及差动保护等。这些保护措施可以有效检测输电线路的 故障，并及时切除故障线路，从而避免故障扩大，保障牵引 供电系统的正常运行。
牵引网与辅助设备的继电保护
智能决策与控制