交流牵引网保护分析
电气化铁道牵引供电系统
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.2 我国电气化铁路的发展
第一条干线电气化铁路---宝成线（1975年） 第一条全线一次电气化完成铁路---阳安线（1978年）
第一条双线电气化铁路---石太线（1982年） 第一条采用AT供电方式的电气化铁路---京秦线 （1985年）
第一部分：牵引供电系统概述
1.5 BT(吸流变压器)供电方式
BT供电方式示意图 ● 防干扰效果好； ● 牵引网阻抗偏大（以链形悬挂牵引网为例，牵引网单位等效阻抗会增大约50%）： ● 电力机车过BT时，易产生电弧； ● 增加了接触网的维修工作量和事故率，可靠性较低。
第一部分：牵引供电系统概述
1.6 带回流线的直接供电方式(TRNF)
电气化铁道牵引供电系统
主要内容
第一部分：交流牵引供电系统概述 第二部分：牵引变压器接线 第三部分：电气化铁路负荷特性 第四部分：变电所主接线及平面布置 第五部分：保护配置及综合自动化系统 第六部分：朔黄铁路扩容工程设计技术标准
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.1 电气化铁路的诞生与早期发展
1825年英国修建了世界上第一条铁路 1879年世界上第一次采用电力牵引列车
第二部分：牵引变压器接线
2.3 V结线牵引变压器
A
BC
A
C
A
B
BC
A1
X1 A2
X2
a
b
c
单相V/v结线
a1
x1 a2
x2
三相V/v结线
特点： ● 接线简单、可靠性高、工程 投资低； ● 安装容量小、电能损耗小、运营费用低； ● 变压器容量利用率为100％； ● 能为变电所提供三相电源； ● 对电力系统的负序影响较小，负序功率等于牵引负荷功率的50%；
电气化铁道牵引供电系统
三相电力系统
电力系统向电气化铁路供电示意图
牵引变电所 馈线 20～40km
回流线
牵引网
分区所 牵引变电所
列车
接触网 钢轨
电分相
牵引供电系统原理示意图
第一部分：牵引供电系统概述
1.4 直接供电方式（TR）
我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，采用直接供电方式。
直接供电方式示意图 ● 结构简单，投资最少，维护费用低； ● 在负荷电流较大的情况下，钢轨电位高； ● 对弱电系统的电磁干扰较大；
应用于AT供电方式的变压器接线形式有：纯单相接线、V/x接线、三相/两 相平衡（Scott、Wood-Bridge接线等）、十字交叉接线等。
第二部分：牵引变压器接线
2.2 纯单相牵引变压器
A a
A T N
b
B 纯单相结线
F B
二次侧中点抽出式单相结线
特点： ● 接线简单、可靠性高、设备数量少、工程投资低； ● 安装容量小、电能损耗小、运营费用低； ● 变压器容量利用率为100％； ● 理论上可取消变电所出口的电分相； ● 二次侧不能直接提供三相电源； ● 对电力系统的负序影响大，负序功率等于牵引负荷功率，仅适用于电网容量较大场合；
V/x结线
第二部分：牵引变压器接线
2.4 Y/△接线牵引变压器
A
IA
Δ
B
C
IB
IC
O
*1·来自Ia(y) Iby
* b(z)
U
Δ
2
Icz
Iax ·
c(x)
I U
特点： ● 一次侧中性点可接地运行； ● 二次侧能直接提供三相电源； ● 负序方面优于纯单相结线，与V/v结线相当； ● 滞后相电压水平往往偏低； ● 变压器容量利用率仅为75.6％；
浅谈广州地铁直流牵引供电与交流牵引供电系统的选择
浅谈广州地铁直流牵引供电与交流牵引供电系统的选择余柏林【摘要】本文主要介绍了广州地铁直流和交流牵引系统的组成和保护设置,对两者的优缺点进行分析对比,提出选择建议。
【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】1页(P13-13)【关键词】直流;交流;牵引系统【作者】余柏林【作者单位】广州市地下铁道总公司,广东广州510030【正文语种】中文【中图分类】U264.22目前，广州地铁线网的发展速度进入快车道，为满足不同需求而开通的线路也日益增多，现有的线路包括广佛线、一号～五号线，三号线北延段、八号线、APM线等等，其中APM线的线路最短，仅有3.96公里。
APM线功能需求定位为广州中轴线旅游观光线路，途经广州塔、海心沙、大剧院、花城广场、中信广场等标志性景点。
其最为特殊的是列车供电采用AC600V的交流牵引供电系统，这是广州地铁历史上第一条采用交流牵引供电的线路。
在国内的其他地铁城市中，交流牵引供电系统的出现也仅限于北京机场内采用的无人驾驶列车线路，一般地铁列车供电均采用直流牵引供电系统。
本文将针对广州地铁采用的两种牵引供电方式进行分析比较，明确两者对于地铁列车供电存在的意义。
直流牵引供电系统在中国地铁行业应用比较普遍，一般直流电压等级为DC1500V，有个别城市如北京地铁线路采用DC750V。
直流牵引供电是一项比较成熟的技术，其系统组成主要包括以下几个部分:中压馈线开关、牵引变压器、整流柜、直流进线开关、直流馈线开关和牵引网组成。
牵引网主要由直流馈线开关馈出电缆、上网刀闸、接触网/接触轨、牵引轨、均流电缆、回流电缆、负极柜等组成。
牵引变压器和整流装置整体称为整流机组，整流机组将中压交流（一般为33KV或35KV）通过降压整流变成直流1500V电源，通过直流进线开关供给直流母排，再从母排通过馈线开关和上网刀闸将直流电送至接触网/接触轨供列车使用。
列车通过受电弓或集电靴取电，电流经牵引电机流出后通过轮对接到牵引轨上，经回流电缆引至回流箱，然后通过电缆接到负母线，再经负极柜流回到整流柜的负极，完成回流。
交流传动电力机车车网电压不稳定影响因素及处理技术分析
交流传动电力机车车网电压不稳定影响因素及处理技术分析交流传动电力机车的车网电压在机车整个运行的过程当中经常会出现因为各种原因而导致的车网电压不稳定的现象发生；所以我们为了能够真正地避免和解决这一系列的问题以及问题形成的因素，首先就需要对车网电压的线性化处理过程进行分析，只有推导出直流电压对系统闭环控制的有关函数，才能根据小增益原理導出直流电压环节闭环系统稳定的有利条件，并利用软件仿真实验来进一步地分析推理出可靠的理论依据，最后进行解决方案的研究和实施。
标签：交流传动电力机车；小增益原理；传递函数1 车网电压不稳定的原因分析2007年底，太原铁路部门引进了多辆电力机车进行运营，由于运营的电力机车牵引变流器与接触传动车网电压不稳定，导致了变流器中间的回路发生了故障，使得机车最后被迫停止了运行；同样的情况还发生在瑞士，由于车网振荡现象的发生，导致了电力机车的大范围停止运行，这一系列的状况都使得研究人员不得不进行高度重视，我们国家也安排了专门人员投入到车网电压不稳定的影响因素分析和处理的相关研究中。
1.1 理论分析交流传动电力机车一般都由牵引变压器、网侧PWM四象限变流器、中间直流环节、逆变器以及牵引电机组成其自身的重要牵引系统；包含牵引供电机制的交流传动电力机车等效电路结构如图1所示：图1 交流传动电力机车等效电路在图1中，Vlinc表示的是整个系统的变电器多牵引供电变压器输出电压折算到电力机车变压器副边上的电压，它也是电力机车交流传动等效电路系统最为合理的电压，Zs表示的是牵引供电变压器的阻抗与电动机车电流输入端口接触网线路阻抗的集合，我们可以将这两种阻抗一起折算到机车变压器的副边阻抗当中；而Zt则是代表着电动机车的变压器的整体阻抗。
iac是PWM四象限变流器的输入电流；idc则表示为PWM四象限变流器的输出电流；Vdc是表示直流环节的具体电压，而旁边的L2和C2则在一起组成了二次滤波环节，Cd所表示的是直流侧支撑电容，iload表示的是电机逆变器的直流侧面的等效电流值。
关于牵引变电所高压避雷器保护距离的分析
关于牵引变电所高压避雷器保护距离的分析摘要：首先从国内规范入手，对不同电压等级下金属氧化物避雷器的保护距离要求进行归纳；然后结合IEC绝缘配合的相关规范及原理，得出保护距离的数学模型，并对不同回路、不同电压等级的外部电源形式进行保护距离的计算和对比，证明了方法选择的正确性；最后结合国外150kV铁路牵引变电所的主接线形式、接地形式及设备电气参数，对保护距离进行校验。
此方法可以为实际工程中牵引变电所氧化锌避雷器的安装位置和设备耐压参数的选择提供有价值的参考。
关键词：金属氧化物避雷器；绝缘配合；保护距离；外部电源形式；电气参数0 引言随着国内铁路的迅速发展，在雷电活动频繁地区的牵引变地所内，雷电侵入波过电压导致跳闸的事故多有发生，很大程度影响了铁路的正常运营，尤其是随着中国铁路走出去，海外地区尤其是东南亚等多雷电国家，更要注重避雷器位置的设置。
对于外部电源采用架空进线的铁路牵引变电所，避雷器一般设置在高压进线侧，保护着一次设备比如断路器、隔离开关、互感器和变压器等，由于变压器造价较高，所以避雷器对变压器的保护距离成为工程中考虑的重中之重。
关于避雷器对变压器的保护距离，在《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB/T 50064-2014）中[1]，对35kV、66kV、110kV和220kV的不同等级的系统标称电压下最大电气距离做了规定，但是没有对电气距离的确定方法进行详细说明。
不同电压等级的系统，变压器和避雷器的绝缘配合参数都是不同的，作者简介：蔡思宇. 中国铁路设计集团有限公司，工程师。
尤其是海外项目，电压等级与国内不同，不可直接套用此标准，因此对避雷器的保护距离计算进行研究显得更加重要。
1国内规程对保护距离的要求金属氧化物避雷器的保护距离是根据行波理论计算的[2]，行波的正、反向反射会造成电压的升高。
因此保护距离与避雷器的雷电冲击电流下残压峰值（kV）、被保护设备的雷电冲击耐压峰值（kV）、雷电压冲击的陡度（kV/μs）、雷电侵入波的通道阻抗（Ω）、传播速度等均有关系。
211065660_对于北京地铁牵引系统框架泄漏保护设置的改进意见
术创新对于北京地铁牵引系统框架泄漏保护设置的改进意见贾立斌（北京地铁供电分公司北京102218）摘 要：随着北京的飞速发展，北京地铁的运营压力日益加重，不仅要满足市民通勤的需求，还要承担重大会议及活动的保驾任务，由此，对地铁供电设备，尤其是区间牵引网供电稳定性的要求越来越高。
框架保护一经动作，其停电面积大、影响范围广、恢复时间长的负面影响在如今的运营压力下急需改善。
本文通过分析框架泄漏保护的原理和实际的检测方式，结合北京地铁7号线的框架保护设置情况，提出改进建议，对其绝缘安装的设备框架结构、检测方式、检测设备及电流型框架保护的动作范围进行改造和调整，以达到减少框架保护动作对牵引网供电的影响，提高直流牵引设备的供电可靠性。
关键词：北京地铁框架泄漏保护框架结构检测方式供电可靠性中图分类号：U231.8文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)09(a)-0036-04 Suggestions on Improving the Frame Leakage ProtectionSettings of Beijing Subway Traction SystemJIA Libin( Power Supply Branch of Beijing Subway Limited, Beijing, 102218 China )Abstract: With the rapid development of the capital city Beijing, the operating pressure of Beijing subway is in‐creasing day by day. It should not only meet the needs of citizens for commuting, but also undertake the task of driving major conferences and activities. As a result, the requirements for the stability of the power supply of subway power supply equipment, especially the traction network in the interval, are getting higher and higher. Once the framework protection is activated, the negative effects of large power outages, wide impact and long recovery time are in urgent need of improvement under today's operational pressure. In this paper, by analyzing the principle and actual detection method of frame leakage protection, combined with the frame protection setting of Beijing Metro Line 7, suggestions for improvement are put forward, the frame structure of its insulation installation equipment, detection methods and detection equipment, as well as the action of current-type frame protection The scope is modified and adjusted to reduce the influence of the frame protection action on the power supply of the traction network and improve the power supply reliability of the DC traction equipment.Key Words: Beijing subway; Frame leakage protection; Frame structure; Detection method; Power supply reliability框架泄漏保护是直流供电系统特有的一种继电保护类型，在北京地铁不同电压等级的直流牵引系统中都得以广泛运用，是地铁直流供电系统中为保障设备和人身安全的必要手段。
城市轨道交通牵引供电系统分析
城市轨道交通牵引供电系统分析摘要：近年来，轨道交通的运输规模不断增加，给人们的出行带来更加便捷体验的同时，也引起了很多人的担忧。
因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加，这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。
这需要不断引进新的技术，不断消化吸收，努力进行创新和再创新，同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高，所以对于其关键技术进行研究是有必要的。
关键词：城市；轨道交通；牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营，我们必须做好地铁供电系统的运行工作。
其关键作用是为地铁及其电气设备供电。
在地铁供电系统中，关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。
高压电源可以立即应用于市政工程的用电。
在供电的情况下，一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。
地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。
牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。
然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网，地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。
在地铁照明灯具供电系统中，不仅需要给照明灯具供电，还需要给离心泵和离心风机供电。
该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。
2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成，整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。
其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段；直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极，负极仍保留直流控制柜内的隔离开关，且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。
传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。
直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护；直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护，各种保护相互配合，从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。
城市轨道交通双向变流式牵引供电系统分析
城市轨道交通双向变流式牵引供电系统分析发布时间：2021-01-12T03:58:33.385Z 来源：《河南电力》2020年8期作者：罗海[导读] 基于城市化进程不断加快，城市交通负荷逐渐加大，提高城市轨道交通运行效率，可缓解城市交通压力。
本文主要探究的是城市轨道交通双向变流式牵引供电系统应用情况，并就双向交流器在牵引供电系统中的应用原理进行分析，以期提升列车制动性能，提高资源利用率。
罗海（成都交大许继电气有限责任公司四川成都 611731）摘要：基于城市化进程不断加快，城市交通负荷逐渐加大，提高城市轨道交通运行效率，可缓解城市交通压力。
本文主要探究的是城市轨道交通双向变流式牵引供电系统应用情况，并就双向交流器在牵引供电系统中的应用原理进行分析，以期提升列车制动性能，提高资源利用率。
关键词：城市；轨道交通；双向变流器；供电系统引言：城市轨道交通牵引系统具有多种功能优势，系统开发者在传统牵引式供电系统基础上加以改进，采用增加列车制动能量吸收装置方案，在全控电力电子器件支持下，组成全控的整流装置，优化了系统装置性能，大大提高列车运行效率。
因此，基于早期牵引供电系统性能制动过程中，能源消耗较大，相关研究人员认为有必要就双向变流牵引供电系统展开全面的。
一、双向变流器工作原理及特点（一）工作原理双向变流器（结构图如图1）是四象限的PWM整流器，支持功率变换的一种装置，控制策略主要依据双向变流器元件等进行操作，装置自身具有整流功能及逆变功能，并在PWM整流器支撑下，实现对传输能量大小、能量方向的调控，功能优势显著。
轨道列车取流过程中，双向变流器能量经由交流系统传输到直流系统中；列车进行制动，无需牵引取流的情况下，双向变流器传输能量经由直流系统传回交流系统中，实现能量双向传输目标。
图1 双向变流器装置结构图（二）特点双向变流器装置在传统装置设计基础上加以优化和改进，具有整流、逆变双向传输功能，装置在任何一种工作状态下，直流网压始终处于稳定状态下，即便在峰值功率输出以及列车制动过程产生能量时，稳定直流电压值，保证列车制动运行的安全性和可靠性，不断为牵引供电系统稳定、持续供电，保证列车正常运行。
开闭所,牵引变电所,分区所的区别
开闭所，牵引变电所，分区所的区别开闭所开闭所(sub-section post)牵引网有分支引出时，为保证不影响电力牵引安全可靠供电而设的带保护跳匣断路器等设施的控制场所。
多设于枢纽站、编组场、电力机务段和折返段等处。
在供电分区范围较大的复线AT牵引网中，有时为了进一步缩小接触网事故停电范围和降低牵引网电压损失和电能损失，也可在分区所与牵引变电所之间增设开闭所，也称辅助分区所(subsectioning post)。
开闭所的主要设备是断路器。
电源进线一般设两回，复线时可由上、下行牵引网各引一回，出线则按需要设置。
当出线数量较多时，也可将开闭所母线实行分段。
单线时如就近无法获得第二电源，也可只引一回电源。
AT牵引网辅助分区所(SSP)的典型结构见下图。
图中，T为接触网;F为正馈线，PW为与钢轨并联的保护线(protection wire);B为断路器;SD为保安接地器;LA为避雷器;OT为控制回路电源;PT为电压互感器;AT为自耦变压器。
保护线的作用是当接触网或正馈线绝缘子发生闪络接地时，可与保护线形成金属性短路，便于断电保护动作。
分区亭分区亭设于两个牵引变电所的中间，可使相邻的接触网供电区段(同一供电臂的上、下行或两相邻变电所的两供电臂)实现并联或单独工作。
如果分区厅两侧的某一区段接触网发生短路故障，可由供电的牵引变电所馈电线断路器及分区亭断路器，在继电保护的作用下自动跳闸，将故障段接触网切除，而非故障段的接触网仍照常工作，从而使事故范围缩小一半。
AT所牵引网采用AT供电方式时，在铁路沿线每隔10km左右设置一台自耦变压器AT，该设置处所称做AT所。
牵引网的构成:1 馈电线2 接触网3 轨道回路和回流系统(一)牵引变电所牵引变电所是电气化铁路的心脏，它的功能是将电力系统输送来的110kV或220kV等级的工频交流高压电，通过一定接线形式的牵引变压器变成适合电力机车使用的27.5kV等级的单相工频交流电，再通过不同的馈电线将电能送到相应方向的电气化铁路(接触网)上，满足来自不同方向电力机车的供电需要。
城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析
城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析摘要：在城市轨道交通供电系统中，按照故障率和故障直接影响程度来综合分析，直流牵引供电系统故障是对运营服务影响最严重的，高居榜首。
因此，如何更好的对直流供电系统进行维护保养，提前准确的发现设备隐患，快速高效的处理直流故障，是摆在运营供电人员面前的难题和严峻考验。
本文就城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略的有关内容进行了简要的分析，以供参考。
关键词：城市轨道交通；直流牵引供电；系统控制1城市轨道交通直流牵引供电系统组成城市轨道交通牵引供电系统为整个城市轨道交通的运行提供电能，是城市轨道交通的重要组成部分。
城市轨道交通牵引供电系统又分为：直流系统和交流系统。
直流牵引供电系统主要包括牵引变电所、牵引网以及列车等，整个直流牵引供电的能量流动过程，直流牵引变电所首先将电压等级为35kV的交流电通过变压器进行降压，然后通过整流转换成为750V的直流电，然后电能通过接触轨给列车进行供电，最终通过走行轨进行回流，从而构成完整的电路。
其中牵引变电所中的PWM整流机组和二极管整流机组并联运行进行列车制动和启动时的能量传输，将电能传送回接触网或者传输到列车。
由于研究精力有限，因此对于直流牵引供电系统中的牵引供电装置的损耗和辅助供电系统没有进行详细的研究，仅在计算列车功率时给定功率和转换效率进行近似计算。
牵引变电所是直流牵引供电系统的核心装置，本文采用能馈式牵引变电所代替传统的二极管整流牵引变电所，主要包括二极管整流机组和PWM整流机组。
其中PWM整流机组可以将列车制动时的能量回馈到接触网，提高城市轨道交通的节能减排水平。
其主要功能是负责将交流侧网络的高压经过降压整流到直流侧网络为750V的电压，是交流侧网络和直流侧网路的接口。
能馈式牵引变电所的工作方式根据列车的不同的运行工况从而选择不同的工作方式，分别为：（1）当列车处于牵引工况时，牵引所工作方式为整流当列车处于牵引工况时，牵引变电所处于整流工况，二极管整流机组和PWM整流机组进行整流工作，向列车输送电能。
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交流牵引负荷的特点
移动负荷，大小随时变化。 负荷电流大，馈线电流可在0到600～800A的极宽范围内 牵引更高；有些线路高达2000～3000A 变化，双机
单边供电时，供电臂的长度为20～30km；双边供电时，复线为40～ 50km，单线为60～70km。 线路单位阻抗大于普通输电线路阻抗，0.54∠65° 距离长，单位阻抗大，在最小运行方式下牵引网末端短路时，电流数值 较小，有时可与最大负荷相比，采用一般保护很难满足灵敏度的要求。 空载投入机车变压器时产生励磁涌流，含有大量的二次谐波，其幅值可 达到500～600A； 牵引状态下机车的电流的相位角为25～40°，启动时55 ～60 °，再生 时可达90～120 °。正常负荷下，功率因数为0.8左右。
四边形阻抗继电器
距离保护整定原则：
jx a b • 保护末端短路时，保护应具有足够的灵敏度； • 正常最小负荷情况下，距离保护不应误动。 ⑴ ab边动作阻抗整定：ZJab＝KK Zxl Zxl：——末端短路时的最大短路阻抗 KK：——可靠系数，KK＝ 1.2 ~1.5； ⑴ bc边动作阻抗整定：ZJbc＝KK Z f min Zf.min ：——线路的最小负荷阻抗； KK：——可靠系数， KK＝1.1 整定继电器要求给定的ZJbc min是相对于φ＝0° 的，ZJbc应换算到相对于φ ＝0°时的值(R) 。
2
jx
a
Zdz3 b Zdz2
Zd
四边形阻抗继电器主要优缺点
• 四边形阻抗继电器具有更高的灵敏度， 原因在于：四边形特性的ab边和 bc边 是分别整定的。线路的保护整定范围 不受负荷阻抗的制约
在同一负荷状态下：Zdz1 < Zdz2<Zdz3
Zdz1
Rt
Zk
φfh 0 c
Zf.min R
• 四边形阻抗继电器反应过渡电阻能力较强 • 四边形阻抗继电器躲负荷能力较强（ 在同一线路整定值条件下） • 四边形阻抗继电器躲励磁涌流能力较强 • 四边形阻抗继电器由多向量构成，当 UK=0时，仍能满足条件，因此可省去 断线闭锁装置 • 当躲励磁涌流和负荷同时存在时，可 能误动，需加抵制涌流的措施。 • 构成继电器的向量多，较复杂；易受 高次谐波的干扰，使继电器误动或拒 动，需将高次谐波滤掉。
电流增量保护（二次谐波制动） 为防止发生高阻接地故障阻抗时，阻抗保护、电流速断保护拒动，装 置采用具有高次谐波抑制功能的电流增量保护（ΔI ）作为后备保护。 电流增量取的是故障电流同故障前一周波电流的差，当电流中的高次谐 波含量达到整定值时，高次谐波抑制保护动作，其抑制动作方程为： (电流增量定值△Izd可按一台机车起动电流整定：)
• 谐波电流的利用 利用三次谐波的含量区分正常工作和故障状态 利用二次谐波的含量区分励磁涌流和故障电流
I 2 I1 K YL
二次谐波闭锁： 谐波闭锁和高次谐波抑制电力机车空载投入接触网，或者机车在运行 过程中失电又复得电时，机车将产生励磁涌流，此时如果线路上还有正 常负荷，其综合负荷就会落入动作区，使常规保护误动作，所以本装置 采用了二次谐波闭锁功能。
φfh 0
R
Zf.min c R
1 sin fh ZJbc( R) Zf . min(cos fh ) Kk tg 2
2
四边形阻抗继电器
jx a
b ⑴ ab边动作阻抗整定：ZJab＝KK Zxl KK＝1.2
Zf.min (2)bc边动作阻抗整定：
’
0
d
c
R1
R
Uf . min sin ' R1 ' (cos ' ) If . max tg 2 R1 R1' KK KK 1.1
涌流特性
jx
涌流+负荷特性
负荷特性
0
R
四边形阻抗继电器
电 抗
涌流
X
负荷
Ф1 Ф1 ФL Ф2
0.1R
0
0.1X
R
电阻
பைடு நூலகம்
图中:Ф 1为整定的线路阻抗角，用于躲过机车运行及空投时的涌流， 通常取 70°～80°； Ф L是负荷角，通常取20°～40°； R，X分别是整定的保护线路电阻及电抗值。
2
利用牵引负荷特点构成的保护
具有谐波抑制的四边形保护特性：
面板阻抗保护开关投入位 KG.2=1/0 P/T断线 I2/I1≥KYL 阻抗在段动作区
1 1 Uf . min sin ' R1 ' (cos ' ) 1 K 235 KK If . max tg 2
KK ZJab= Zxl 1 K 235
1
机车的电流是非正弦的,含有大量高次谐波。三次谐波含量最高为 20﹪~30﹪。 牵引负荷是两个单相负荷，在三相系统中造成三相负荷不对称，不适 用利用复序分量保护。
牵引网短路电流波形基本上是正弦的（机车退出工作），三次谐波含 量不超过2﹪~3﹪ 。
2
交流牵引负荷的距离保护
通常采用方向阻抗继电器的距离保护作为主保护，一般设二段距离保护。
I I1 Kh (I 2 I3 I5 I 7 I9 ) I ZD KK I F max
其中：ＫＫ－可靠系数，通常取1.2；Ｋh－谐波抑制加权系数 △I1― △I9分别是当前周波与前一个周波间电流基波，2，3，5，7，9次的 差值 △IFmax－机车起动电流（IFmax跟机车类型有关）。
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Tzk1
跳闸 信号
PT断线闭锁判据: U<Uzd and 0.5A≤I≤Izd 其中：U、I―――分别为馈线电压（二次值）、电流（二次值）； Isd ―――为过流速断起动值．
按电流增量构成的保护
• 正常负荷与故障状态下，短时间内电流的增量是不同的利用这 个差异可构成馈线保护的原理--△I型保护（电流增量保护） 除反应稳态最大电流外，还同时反应短时间内电流的增量。 可减小电流整定值，提高灵敏度，保护范围延长。 为了躲开励磁涌流，需增加保护的延时（≥300ms），动作时 间较长。 为改善△I型保护的性能，增加谐波制动功能功能。 增加二、三次谐波闭锁→降低启动电流→可扩大保护的范围→ 减小保护动作时间。
如果机车未装滤波装置，谐波电流含量较大，可采用带二次谐波制动的电 流增量保护。
I 2 I1 K