铁路牵引变电所保护设置与整定计算举例概要
牵引供电系统保护原理
返回
电流
Ih
K''' k
Izq
Izq Kzq I f max
可靠系数， 一般取
1.15～1.25
I
"' dz
Ih Kh
K
"' K
Kzqຫໍສະໝຸດ Kh I f max自起动系数， 取1～3
继电器的返回系数
26
北京铁路电气化学校
➢动作时限
t "' 1QF
t '" 2QF
t
动作时限与电流大小无关，为此称为定时限。
R
jX
1 2
Z
set
o
Zset
ZK
1 2
Zset
ZK R
全阻抗继电器
方向阻抗继电器
35
北京铁路电气化学校
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。
高速铁路牵引供电系统保护原理
北京铁路电气化学校
AT(自耦变压器)供电方式
接触网 C
AC
55kV
电力机车
钢轨 T
负馈线 F
牵引电流通过电力机车后从负馈线返回。
供电电压提高，更能适应大功率负荷的供电，功率 输送能AT力供强电，方供式电接距触离网远结，构可复减杂少，牵供引变变电电设所数量， 减少电施分较相多数，目运，营机维车护通难过度分较相大中性段短时失电产
t"
1QF
t' 2QF
第3讲普速铁路牵引供电系统保护配置与整定计算
1 Rzd Rzd 1 K
自适应阻抗继电器的动作特性图
6
②二次谐波闭锁 ◆目的
为了避免电力机车通过电分相或AT供电方式下空载 投入接触网产生的励磁涌流引起保护误动作。
◆判据
I2 K2 I1
7
3.距离保护的整定
一、ab边的整定
ab边按线路阻抗整定，即： X zd K k X 0 L
典型动作时限0.1s
RZD
K k I F max
cos F tg L
线路阻抗角
◆阻抗Ⅱ段
最大负荷电流
电抗边整定按线 路全长2L整定： X ZD K k 2 L X 0 电阻边按负荷阻抗整定 典型动作时限0.2s
25
◆电流速断
电流速断按躲过分区所SP处最大短路电流整定。 I zd 1.2I d .SP. max SP处短路时的最 典型动作时限0.1s
普速铁路牵引供电系统 保护配置与整定计算
西南交通大学电气工程学院
主要内容
牵引网保护原理分析 牵引网保护配置与整定计算 牵引变压器保护配置与整定计算
2
第1节 牵引网保护原理分析
一、牵引供电系统的特点
◆单相、移动、冲击性负荷； ◆负荷电流变化范围大； ◆负荷电流中的谐波含量高（20%～30% ），在再 生工况下更高（可达40%以上）； ◆空载投入机车牵引变压器、含有AT或BT的牵引网 空载投入时，将产生励磁涌流； ◆供电臂供电距离长，单位阻抗大； ◆牵引网结构复杂，接触网机械故障的机率增大。 因此，与电力系统中的线路保护相比，牵引网馈线 保护有其特殊性。
1 3 I A I B I Mt I Mf 1 3 I B I C 2n n 1 I Tt I Tf T CT 1 0 2 I C I A 1 3 I nCT 2 3 1 2nT nCT 1 I 0 2 1 3 I 1 3 1 K ph I 0 2
35kv变电所(2007)保护整定计算
35kv变电所微机保护定值整定计算一、301#、302#(供1#、2#主变)盘保护整定计算1、过流保护整定计算1.1、动作电流式中：---过流保护继电器动作电流值；---接线系数，当继电器接于相上为1，接于相差为 ；----可靠系数1.3～1.5，取1.5；---- SF9-8000/10变压器一次侧额定电流；----电流互感器的变比，＝150/5＝30。
取过流保护继电器动作电流＝7.5A，则一次动作电流为7.5×30＝225A。
1.2.动作时限取动作时限为1.1s。
1.3.灵敏度校验式中：----灵敏度系数；---过流保护继电器动作电流值；--- SF9-8000/10变压器二次侧发生短路时的两相(折算35kv 侧)短路电流。
2、过负荷保护整定计算2.1、动作电流按躲过变压器的额定电流进行整定。
式中：---过负荷保护动作电流值；---可靠系数，取1.05～1.1；--- SF9-8000/10变压器一次侧额定电流；---电流互感器的变比，＝150/5＝30。
取过负荷保护动作电流＝5.5A，则一次动作电流为5.5×30＝165A.2.2.动作时限取动作时限为6s。
3、301#、302#（供1#、2#主变）盘（CAT211)保护定值表3.1 装置定值整定序号定值名称整定值动作时限备注1过流Ⅰ段定值7.5安培 1.1秒过流Ⅰ段定值投入3过负荷定值 5.5安培6秒过负荷定值投入二、001#、002#进线盘保护整定计算10kv母线两个回路进线盘只设速断（过流Ⅰ段）保护，则速断保护整定计算如下：1、短路速断保护整定：1.1、动作电流按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路时流过高压侧的短路电流来整定，保护动作电流，取14A式中：---速断保护继电器动作电流值；---接线系数，当继电器接于相上为1，接于相差为 ；----可靠系数，取1.2～1.3；---- SF9-8000/10变压器二次侧发生短路时的三相(折算35kv侧)短路电流。
牵引变电所继电保护
视频里心单元视频监视单元1#主变2#主变馈线并补动力变交直流主后主变备变保保测护护控主后主变备变保保测护护控保护测控保护测控保护测控牵引变电所的二次保护一、系统结构：保护测控单元、当地监控单元、现场总线、视频监控单元调度端监控调度端监控h ”调度端I S冲/717AV变电所1、各保护测控单元完成变电所的继电保护、测量、控制功能。
2、间隔层网络采用双光纤以太网。
通用测控3、调度中心通过通信电力供电系统供电系统是一个电能生产、变换、输送、分配和使用的各种电气设备按照一定的技术与经济要求有机组成的一个联合系统。
在电力系统中一般分为一次设备和二次设备。
一次设备：一般电能通过的设备成为电力系统的一次设备。
二次设备：对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备成为电力系统的二次设备。
供电系统在运行工作中有三种状态，即正常工作状态、不正常工作状态和故障状态。
供电系统应能在各种复杂情况下的正常供电。
电力系统的运行条件一般可用一下一组方程式来描述系统元件和控制的动态规律。
EPGi-EPLi-E^PS=0EQGi-EQLi-E^QS=0PGi,Qgi是i个发电机其它电源设备发生的有功和无功功率。
PLi、QLi分别是i个负荷使用的有功功率和无功功率。
△PS、AQS分别为电力系统中各种有功功率和无功功率损耗。
下面是一组不等式约束的条件：SkWSkmaxUiminWUiWUimaxIIijWIijmaxfminWfWfmaxSk、Skmax—分别为发电机、变压器式用电设备的功率及其上限。
Ui、Uimin、Uimax一分别为母线电压及其上、下限。
Iij、Iijmax—分别为输、配电线路中的电流及其上限。
f、Fmin、fmax—分别为系统频率及上、下限。
1、正常状态正常状态下运行的电力系统以上所有的等式和不等式条件的均满足。
此时表明电力系统以足够的电功率满足负荷对电能的需求：电力系统中各发电、输电和用电设备均在规定的长期、安全工作限额内运行。
铁路供电继电保护-交流牵引网保护和电容补偿装置保护
①距离Ⅰ段保护整定计算
ZsetAB
0.85L
X1
0.85 1.15
Xm
距离Ⅰ段保护的动作时限t与电力机车保护动作时限配合，一般取
0.1s。
②距离Ⅱ段保护的整定计算
ZsetAB KREL 2L X1
距离Ⅱ段保护动作时限t与分区所SP处的3QF处的保护时限配合，可 取0.5s左右。
③电流速断保护的整定计算
③AT经电动隔离开关接到接触线（T）和正馈线（F）上。当AT内部发生故障时，必须 将故障信息传递给相应的牵引变电所馈线保护，由牵引变电所馈线保护跳闸。在无 电间隙，断开电动隔离开关，切除故障点，然后由牵引变电所馈线保护重合闸。
④与AT绕组并联接入短接开关。当AT故障时，AT保护动作使短接开关闭合，造成接触 线（T）和正馈线（F）之间短路，使相应的牵引变电所馈线保护跳闸。在无电间隙， 电动隔离开关切除故障点，然后又使牵引变电所馈线重合闸。
U （2L Lk）Z1I1 LkZmI2 2（2L - Lk）ZmI1
I I1 I2
ZⅠ (2L Lk )Z1
ZⅡ Lk Z1
I1
Lk 2L
I
I2
2L Lk 2L
I
（2）牵引变电所馈线保护配置
复线供电方式下，牵引变电所SS1中馈线断路器1QF和2QF配置距离Ⅰ 段保护、距离Ⅱ段保护、电流速断保护，可选配电流增量保护。
负荷阻抗：
ZsetAB KREL ZKmax
ZsetBC
ZLmin KREL KR
距离保护的动作时限t与电力机车保护动作时限相配合，一般取0.1s。
（2）电流速断保护
IACT KREL ILmax
电流速断保护的动作时限t与电力机车保护动作时限配合， 一般取0.1 s。
保护、定值计算原理
第一部分 继电保护原理
• 一、电力系统继电保护的概念及作用 • （一）、电力系统继电保护 （一）、 • 电力系统继电保护是继电保护技术 电力系统继电保护是继电保护技术和继电保护装 继电保护技术和 • •
• •
置的统称。 继电保护技术是一个完整的体系，它主要包括电 继电保护技术是一个完整的体系，它主要包括电 力系统故障分析、各种继电保护原理及实现方法、继 电保护的设计、继电保护运行及维护等技术。 继电保护装置是完成继电保护功能的核心：继电 继电保护装置是完成继电保护功能的核心：继电 保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或 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。 （二）、电力系统的故障和不正常运行状态。 1、故障：各种短路（d(3)、d(2)、d(1)、d(1-1)） 故障：各种短路（d(3)、d(2)、d(1)、d(1-1)）
稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切 除被保护设备和线路故障的保护。后备保护 除被保护设备和线路故障的保护。后备保护（近 后备保护（近 后备、远后备）：主保护或断路器拒动时用来切 除故障的保护。辅助保护 除故障的保护。辅助保护：为补充主保护和后备 辅助保护：为补充主保护和后备 保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增 设的简单保护。比如母线的充电保护。 4、按被保护设备分类：线路保护、发电机变压器 保护、变压器保护、母线保护、断路器失灵保护、 电动机保护等。 5、按保护装置的硬件结构分类：电磁保护、晶体 管型保护、集成电路型保护、微机型保护。
• • • •
• （2）整定计算
I
DZ
= ( 7 ~ 10 ) ×
• 式中： I e ：变压器一次侧额定电流，ＮL： ：变压器一次侧额定电流，ＮL
电气化铁路牵引变电所主接线设计及继电保护分析
电气化铁路牵引变电所主接线设计及继电保护分析作者：陶倩刘磊武金甲来源：《消费电子》2022年第02期《中长期高速铁路网规划》中指出，至2025年，中国铁路网发展规模将高达17.5万公里，当中高铁将实现3.8万公里。
到2030年，中国的远景铁路网发展规模将实现20万公里，当中高铁将实现4.5万公里。
铁道行业广阔的市场前景，特别是高速铁路的高速发展会带来电气化铁路供电系统行业旺盛的市场需求。
我国目前的客运专线用的单相工频（50Hz）交流电，除个别大运量货运线路之外，牵引供电系统都采用AT供电.AT供电通常配置的继电保护为馈线距离保护、过电流保护、电流速断保护等保护。
在自動化技术迅猛发展下，牵引供电系统及继电保护系统已有综合自动化发展的趋势。
铁路是我国交通运输中的重要组成部分，国家铁路和城市轨道交通是关系到我国国计民生的重大基础设施。
电力牵引在铁路、城轨和工矿运输中广泛应用，提高了运量和经济效益，电气化铁路为我国铁路缓解了运输压力，与我国能源结构状况相适应，对我们出行及社会发展有着重要的作用，是当今铁路机车牵引的主要动力来源。
牵引变电所的安全可靠工作是维护电气化高速铁路正常安全可靠运转的重要前提，其继电保护工作就是维持牵引变电站正常工作和故障切除的最主要维护手段之一。
主要功能包括：通过对用户的动作定值设定迅速切断故障装置和线路，减少了故障范围和故障时间所造成的经济损失。
利用自动重合闸、后备供电电源自投等设备，保证供电的安全可靠、减少了供电故障停电时间。
以及通过故障标记，迅速对故障地点加以定位，从而加速了故障抢修的速度。
采用了微机综合自动化控制系统，从而完成对牵引变电所设备的远程调度。
牵引变电所继电保护是保证牵引变电所可靠工作的关键，如果加设了继电保护系统装置，就可以使牵引变电所按正常状态工作。
所以，牵引变电所主接线设计以及继电保护系统的可靠配置、安全操作，对于电气化铁路的运营具有关键的意义。
（一）电气主接线的设计功能高铁牵引供电系统主要任务是为高铁电力机车的操作和控制不间断地供应高效且稳定电力。
继电保护配置及整定计算
保证电力系统安全稳定运行
提高电力系统的可靠性
优化电力系统的经济性
预防和减少电力系统的事故
可靠性：确保保护装置在规定的运行方式和故障类型下能够正确动作，不发生误动或拒动。
选择性：在保护装置发生动作时，应仅切除故障设备或线路，尽量减小对其他设备或线路 的影响。
灵敏性：保护装置应能够灵敏地反映被保护设备或线路的故障，并在规定的保护范围内达 到相应的灵敏度要求。
及时处理继电保 护装置的故障和 异常情况
汇报人：XX
XX,A CLICK TO UNLIMITED POSSIBILITES
汇报人：XX
目录
CONTENBiblioteka S保证电力系统安全稳定运行
提高电力系统的可靠性
添加标题
添加标题
防止设备损坏和事故扩大
添加标题
添加标题
保障用户用电安全和正常供电
继电保护装置：用于检测和切除故障元件，保障电力系统正常运行
互感器：将一次侧的高电压和大电流转换为二次侧的低电压和小电流，便于测量和保护 装置的接入
保护装置的选择：根据系统要求和设备特性选择合适的保护装置。 配置方案：根据保护需求制定合理的配置方案，确保保护装置的正确安装和运行。 整定计算：根据系统参数和运行要求进行整定计算，确保保护装置的正确动作。 调试与测试：在安装完成后进行调试和测试，确保保护装置的性能和功能符合要求。
考虑保护装置的特性，确保其能 够正确动作
遵循继电保护配置的原则，确保 系统的安全稳定运行
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
考虑系统运行方式和负荷变化， 以确定合适的整定值
考虑可能出现的故障类型和运行 异常，以确定相应的保护方案
添加项标题
全并联AT供电方式下馈线保护的配置与整定
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。
图1全并联AT供电方式示意图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AT1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。
3全并联AT供电方式馈线保护的具体配置3.1牵引变电所馈线保护的配置及整定3.1.1正常供电时根据以上分析及交流牵引负荷与全并联AT供电系统短路参数的特点可知，反应电流值变化的电流保护灵敏度系数较低，一般不能作为馈线的主保护。
电气化铁路牵引站供电线路保护定值整定问题探讨
电力技术Electric Power Technology Vol.19No.3 Feb.2010第19卷 第3期2010年2月电气化铁路牵引站供电线路保护定值整定问题探讨薛艳霞，任社宜（山东枣庄供电公司，山东枣庄277100）【摘 要】通过对电气化铁路牵引站线路的保护整定进行讨论，得出了新型的整定方案，并对整定中出现的问题进行了分析和探讨。
【关键词】牵引站；定值整定；距离元件；阻抗【中图分类号】U224【文献标识码】A【文章编号】1674-4586(2010)03-0067-061 引言随着新技术、新材料的应用，电气化铁路（以下简称“电铁”）在数量上和质量上都得到了很大的发展，电气化铁路已成为世界各国铁路现代化的重要标志。
目前，我国电气化铁路已突破2万公里，承担铁路运量的50%以上。
京沪铁路电气化工程作为国家“十一五”重点项目，经过一年的电气化升级改造，已经完成并于2006年7月1日正式通车。
在这次电气化工程中，牵引站变压器特殊的接线方式及其负荷性质的特殊性，给站内供电线路的保护定值整定带来一系列问题。
2 牵引站设备及负荷的基本情况京沪铁路沿线山东段各110kV牵引站主变均采用两相变压器，每座牵引站安装两台双卷主变压器，接线型式为V/V接线，一台运行，一台备用。
单台主变容量为22.5~45MV A（远景为28.5~56.5MV A），主变低压侧设有自动投切装置。
牵引负荷为单相移动负荷，其大小随时都在发生变化。
牵引负荷的大小与线路的机车数量、机车功率、运行速度以及铁路线情况等有很大关系。
整流式电力机车以及电动车组的电流中含有大量的高次谐波，其中三次谐波成分最高，一般可达20％或30％。
3 电气化铁路牵引供电系统的特点电气化铁路牵引供电系统主要包括供电系统和牵引系统。
3.1 供电系统我国电气化铁路均以110kV或220kV电压等级向其供电。
电力机车牵引负荷为一类负荷，供电可靠性要求很高，故电气化铁路牵引站设置两台（套）牵引变压器（220/27.5kV或110/27.5kV），并由电力系统提供两组相对独立的供电电源（或同一变电站的两段母线）。
第4讲高速铁路牵引供电系统保护配置与整定计算
I zd K k I F max
(4)电流增量：
时限0.2s
与正常供电方式下的整定相同
I zd K k I F max
时限t 常规保护最长时限＋（0.2 0.4）s
30
馈线保护配置及整定 越区供电方式
ATS2 TSS1
D1
X ZD K K X d .max
电阻边整定（按躲开最大负荷整定）：
RZD
0.9U n K k I F max
sin F cos F tg L
时限t 0.2s
29
(3)电流速断：
电流速断按分区所SP处最大短路电流整定
I zd 1.2I d .SP. max 时限t 0.1s
W1
W2
W2
I
变 压 器 微 机 保 护 装 置
I Mt
I Mf
单相三绕组变压器差动 保护原理接线图
35
差动电流:
1 ICDA I A k ph 1 ICDB I B k ph 1 I I C CDC k ph
电流增量原理框图
信号
I2/I1≥KYL
△I≥I△ZD
&
t
△ZD
跳闸
动作方程：
I I1 K A K I g I1h I1q K A K h I1h (1 K h )I ZD
整定计算：
I zd K k I F max
时限t 常规保护最长时限＋（0.2 0.4）s
I 2
IT 1 I R1
牵引变电所保护整定计算简介
牵引变电所保护整定计算建议一 牵引变压器保护整定计算主变额定电流计算： 高压侧：对Y/∆-11、平衡变、SCOTT 型高压侧额定一次电流I eH =S/(3×U H ) 对V/V 和单相变高压侧额定一次电流I eH =S/U H低压侧：对Y/∆-11型低压侧额定一次电流I eL =S/(3×U L ) 对平衡变、SCOTT 型低压侧额定一次电流I eL =S/(2×U L ) 对V/V 和单相变低压侧额定一次电流I eL =S/U L(S ：主变容量；U H ：高压侧额定电压110kV ；U L ：低压侧额定电压27.5kV) 1、差动保护主变高压侧电流互感器接线方式：对Y/∆-11、平衡变流互二次侧均接成∆，故计算装置侧的额定电流要考虑3的接线系数Kjx=3，其他类型流互二次侧均接成Y , 接线系数Kjx=1。
主变低压侧流互二次侧均接成Y 。
高压侧额定一次电流变换至装置I eH ’= I eH ×Kjx/n H低压侧额定一次电流变换至装置I eL ’= I eL /n L 差动保护定值整定如下： 1）、主变类型：按类型选择。
2）、控制字：按要求整定。
3）、平衡系数KPH ：a)对平衡变压器： 3414.1//⨯=H eH L eL n I n I KPHb)对Y/△-11变压器： 31//⨯=HeH L eL n I n I KPH c)对V/V 接线变压器：HeH LeL n I n I KPH //=d ）对SCOTT 变压器：32//⨯=H eH L eL n I n I KPH 4）、二次谐波制动系数：KYL=0.155）、差动速断电流按躲过励磁涌流考虑，一般取5～6倍额定电流：ISD= 6×I eH ’6）、 差动动作电流按0.5~0.7倍额定电流整定：IDZ=0.7×I eH ’7）、 差动制动电流1按1倍额定电流整定：IZD1=1×I eH ’8）、 差动制动电流2按3倍额定电流整定：IZD2=3×I eH ’9） 比率制动系数1取0.5。
电气化铁路牵引变电所变压器的保护
电气化铁路牵引变电所变压器的保护摘要：在全球范围内，铁路行业正在朝着电气化方向转型，因为电气化铁路具有多个有点，运行速度快、性能好、占地面积小等。
电气化铁路最核心的部分就是牵引供电系统，该系统的稳定运行保证了列车的稳定运行。
其中起到关键性作用的设备就是牵引功能供电系统的变压器，变压器可以很好地保证系统的安全稳定运行。
关键词：变压器；AT 供电系统；保护配置为了保护牵引网的安全可靠工作，要充分发挥牵引供电系统的保护作用，因此在电气化铁路中受到了重视。
不同于常规的铁路，牵引供电系统在多个方面都有所不同，例如结构、接线方式、附属装置、线路阻抗、电流分布等等。
在AT牵引供电系统方面，高速铁路（全并联）和传统的衣然不同，以这些差异为基础对原始的保护配置方案进行进一步地完善，便能够计算出科学的保护整定计算原则，推动我国高铁铁路行业的进一步发展，是重要的理论基础。
1 牵引变压器保护各类变压器的保护配置具有相同的属性，仅在保护的工作原理上略有差别。
一般来说，变压器的保护原理有过热保护、油面过低保护、断路器缺相保护、差动保护、过电流保护、失压保护、过负荷保护、瓦斯保护、压力保护等几种类型。
我国常用的牵引变压器的工作原理是差动保护、低电压启动的过电流保护、过负荷信号保护、碰壳保护及瓦斯保护，另外还针对中性点接地的变压器，有专门的零序过电流的接地保护。
2 牵引变压器的保护配置2.1 差动保护在变压器的电源一侧，通常会设置有电流速断保护。
然而电流速断保护仅适用于较少的情况，而且还需要连同电流保护一起工作，因此对供电系统的安全运行造成潜在的威胁，因此不能用于容量加大的主变压器上。
所以，一般情况下可以将差动保护设置为牵引变压器的主保护。
2.2 低电压启动的过电流保护作为主保护的过电流保护，一般针对于在母压器过电线短路所造成的变流情况。
另外，过电流保护还可以应用在另外两种情况，及差动保护的近后备保护、馈线保护的远后备保护。
因为过电流保护在工作时的电流不能与变压器正常工作下的最大负荷电流相遇，因此其保护的范围的下限电流值较小，过电流保护的方法不能达到预期的效果，这时就需要使用由低电压启动的过电流保护。
牵引变电所阻抗Ⅰ段继电保护的整定分析
触网故障情况下，能迅速切除故障点，缩小故障范 围，尽量减少对动车组的影响。供电单元设置可参 考以下原则：每个车站设置一个独立供电单元；每 条供电臂设置 2 个独立供电单元， 在供电臂中间或 AT 所供电线上网点处划分设置；长大隧道设置独 立供电单元，超过 6 km 以上的隧道，按每 3 km 设 置一个独立供电单元。 供电单元之间的联络开关实 行远动控制。
周营变电所吸上电流分别为 2 033，1 997，130 A。 从吸上电流数据中看出，故障应该在 AT 所到 分区所的区间。 跳闸时上行 T 线、F 线电流分别为 738，1 017 A；下行 T 线、F 线电流分别为 735，2 494 A。 从 T 线、F 线电流数据来看，应该是下行的 F 线发生接地故障。 综合分析， 跳闸原因应该是周营牵引变电所望 河下行供电臂 AT 所到分区所区间的 F 线接地故 障。按照继电保护的整定原则，馈线 211DL 和 212DL 应该跳闸， 主变压器不应该越级跳闸。 下面 对断路器跳闸数据和保护动作的逻辑关系进行分 析，以便找出造成主变压器越级跳闸的原因 2.1 主变压器 202DL 跳闸分析 主变压器低压侧过电流保护整定值： 3 425 A / 1.0 s / 72 V。 主变压器低压侧过电流保护启动事件记录如 下： 低压侧过流出口时间 1 000 ms；高压侧电压 100.270 V；低压侧电压 UT = 49.260 V；低压侧电 压 UF = 48.92 V；低压侧电压 UTF = 49.090 V；高压 侧电流 IH2 = 0.61 A；低压侧电流 IL1 = 2.06 A。 23
收稿日期：2012-08-29
3
结语
铁路客运专线牵引供电系统的可靠性涉及设
计、施工、运营管理等多个环节。为提高牵引供电 系统的可靠性， 应从已经开通运营的铁路客运专线 牵引供电系统发生的常见故障类型入手， 深入分析 原因，认真总结经验，并在该基础上进一步完善系
V_V接线铁路牵引变压器供电线路距离保护定值整定探讨
V/V接线铁路牵引变压器供电线路距离保护定值整定探讨发布时间：2021-08-23T15:10:28.383Z 来源：《当代电力文化》2021年4第12期作者：梁国英时玉坡[导读] 随着我国高铁跨越式发展，越来越多的电铁牵引站投入运行梁国英时玉坡中国铁路济南局集团有限公司青岛供电段山东青岛 266000摘要：随着我国高铁跨越式发展，越来越多的电铁牵引站投入运行。
而电铁牵引变压器的电压等级、接线方式种类繁多，等值模型各不相同，给距离保护的整定计算带来诸多问题。
本文分析了常见电铁牵引变压器等值阻抗的计算方法，并从整定计算的角度分析距离保护取值原则。
关键词：牵引变；整定；高铁；归算阻抗我国牵引变压器接线型式主要有5种，分别为单相接线、V/V接线、Y/d接线、Scott接线、阻抗平衡接线变压器。
在铁道电气化牵引变电站中多数情况：高压为110kV，低压为27.5kV。
因为铁道电气化是需要单相供电（27.5kV侧），而电源方（220kV侧）是三相电源，这样通过V/V接线变压器实施了三相变两相（两个单相，分别供上、下行机车）的目的，这种V/V接线变压器结构简单，节材、节能、体积小、为100%的利用率。
1.电气化铁路运行特性及电气特征1.1电气化铁路运行特性电气化铁路牵引负荷是电力系统的重要负荷，同时又是一种特殊负荷，具有不对称性、非线性、冲击性、越区供电能力要求高、短时集中负荷特征明显、负序谐波特性明显等显著特点。
电气化铁路牵引供电系统是一个非常庞大而复杂的系统，包括牵引变、接触网、电力机车等很多部分，每一部分又呈现复杂多样的特点。
这些使得配套供电工程的方案设计不同于普通供电工程的方案设计，需要考虑更多的因素，设计更加复杂，对供电技术提出了更高标准，协调工作量更大。
对于时速160公里，牵引重量为1000吨的列车，所需牵引功率4600kW；时速为250公里，牵引重量仍为1000吨时，列车牵引功率达到13300kW，速度提高0.6倍，牵引功率增加1.9倍；高速铁路设计最高时速350公里，列车牵引功率将达到24800千瓦，速度提高1.2倍，牵引功率则提高4.4倍；对于万吨重载列车、设计时速100公里时，牵引功率达到28000kW，重载铁路牵引功率还稍大于高速铁路的牵引功率。
高速铁路牵引网高阻保护整定计算分析和研究
研究探讨高速铁路牵引网高阻保护整定计算分析和研究何祥照1，韩正庆2，周福林2（1.中国铁路成都局集团有限公司供电部，四川成都610082；2.西南交通大学电气工程学院，四川成都611756）摘要：分析高速铁路牵引网高阻保护应用现状及其存在的问题，基于动车组的牵引特性曲线和牵引网高阻保护的电流增量动作逻辑，对单列动车组和牵引网供电臂正常运行时工频1周波电流增量最大值，以及动车组过分相绝缘器的涌流特性、过分段绝缘器的分流特性及其对高阻保护的影响进行研究。
根据高速铁路牵引网分段绝缘器的布置现状，针对有无负荷电流穿越2种情况，分别提出高阻保护整定计算模型。
关键词：高速铁路；高阻保护；电流增量；整定计算中图分类号：U223文献标识码：A文章编号：1001-683X（2021）08-0053-05 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2021.08.0531高阻保护应用现状高速铁路牵引网的高阻保护，主要通过比较牵引网故障与正常运行时工频1周波电流增量的差异实现，即电流增量保护［1］。
根据《牵引供电系统继电保护配置及整定计算技术导则》规定，“电流增量保护的动作电流按躲过线路负荷电流1个工频周期内最大增量整定，一般按单列机车额定电流估算”［2］。
目前，国内外对牵引网负荷电流工频1周波电流增量最大值缺乏研究，高速铁路电流增量保护的动作值一般根据单列动车组额定电流进行整定。
随着我国高速铁路移动装备技术的发展，动车组额定电流越来越大，电流增量保护动作电流的整定值也相应增大。
受上跨线脱落、树竹倒伏等运行环境影响，牵引网极易发生高阻接地故障。
故障发生时，电流常接近甚至远小于电流增量的整定值，导致出现高阻保护的拒动、误动等问题，严重时造成牵引网断线，影响铁路运营安全。
1.1拒动问题（1）在牵引网同一供电臂内，出现负荷电流迭加高阻短路接地电流时，由于工频1周波前基波电流较基金项目：国家自然科学基金资助项目（51777174）；四川省科技计划项目（2019YJ0226）第一作者：何祥照（1972—），男，正高级工程师。
铁路牵引变电所保护设置与整定计算举例
2017/8/23
12
一、对继电保护的基本原理及要求 牵引变电所保护系统主要分为以下几部分：
1.牵引变压器保护(含备用变压器自投装置与进线
电源失压自投装置)
2.牵引网保护与馈线一次自动重合闸装置
3.并联电容补偿装置保护
被保护区末端金属性短 路时故障参数的最小计 算值 Ks 保护装置动作参数的整 定值
2017/8/23
11
一、对继电保护的基本原理及要求
4.可靠性 保护装置的可靠性是指被保护范围内发生故障时，保 护装置的可靠程度。包含下面两种含义： 1.在保护装置应该动作的情况下，不因保护装置本身
的某种原因而拒绝动作，即不拒动；
2017/8/23
4
一、继电保护基本原理及要求
（二）继电保护的主要作用是：
1.当被保护元件发生故障时，能自动、迅速而有选择地借助断路
器将故障元件从电力系统中切除，以保证系统的其它元件正常运 行，并使故障元件免于继续遭受损坏。
2.当被保护元件出现不正常运行状态时，保护装置能发出信号， 以便值班人员采取有效措施，或由其它自动装置进行自动调整，
ATS4
ATS5 TSS2
ATS6
D7
D2
D4 D6
D8
D1、D2保护配置： ◆阻抗1段 ◆阻抗2段 ◆电流速断 ◆过电流 ◆电流增量 ◆自动重合闸
D5、D6保护配置： ◆阻抗1段 ◆电流速断 ◆电流增量 ◆自动重合闸
（与正常供电时D1、D2相同）
25
谢谢！
26
2017/8/23 9
一、对继电保护的基本原理及要求
牵引变电所各种保护范围说明
变电所各种保护范围说明一、主变各种保护：1、重瓦斯：保护说明：为主变主保护，保护无延时。
保护范围：主变本体；反映的故障类型：反映主变本体内部短路故障（含相间短路、匝间短路）、主变漏油故障；保护动作后跳闸断路器：系统三台断路器跳闸；保护动作后应巡视的设备：主变、系统三台断路器状态。
（取自瓦斯继电器）2、差动（含差动速断）：保护说明：为主变主保护，保护无延时。
保护范围：为该系统从110KV流互到27.5KV母线断路器上套装流互之间所有高压设备；反映的故障类型：反映一个主变系统从110KV流互到27.5KV母线断路器上套装流互之间所有高压设备的短路、接地故障；保护动作后跳闸断路器：系统三台断路器跳闸；保护动作后应巡视的设备：包含设备为110KV断路器、主变、27.5KV母线断路器、27.5KV室外A、B相避雷器及之间所有母线。
（电流取自110KV流互至27.5KV小车流互之间）3、失压保护：保护说明：为进线主保护，保护延时一般为4S。
保护范围：为进线电源；反映的故障类型：反映进线电源失压故障；保护动作后跳闸断路器：系统三台断路器跳闸；保护动作后应巡视的设备：110KV压互二次空开（或保险）、用验电器验明进线是否无电。
（电压取自5个压互同时失压。
110KV3个、27.5KV2个）4、110KV低压启动过电流保护：保护说明：为主变差动、重瓦斯、27.5KV侧A、B相低电压启动过电流保护的后备保护，同时作为馈线的后备保护，保护延时一般为1.2S。
保护范围：该系统从110KV流互到接触网末端；反映的故障类型：保护范围内高压设备的接地、短路故障；保护动作后跳闸断路器：系统三台断路器跳闸；保护动作后应巡视的设备：因该保护为主变、馈线的后备保护，该保护动作，则说明有主变保护或馈线保护拒动，因此除检查系统、高压室、馈线高压设备外，重点检查主变保护和馈线保护是否正常。
（电流取自110KV流互至27.5KV流互）5、零序过流保护：保护说明：为主变后备保护，保护延时一般为3.5S。
牵引供电系统相间短路分析及保护设置
牵引供电系统相间短路分析及保护设置王汉兵【摘要】对AT、直接供电方式牵引供电系统经常发生的各种相间短路现象进行了分析,对牵引变电所馈线综合自动化保护的设置及整定计算进行了探讨,提出了较为完善的相间短路保护设置及整定建议.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2011(031)006【总页数】7页(P115-121)【关键词】牵引供电系统;相间短路;保护设置【作者】王汉兵【作者单位】郑州铁路局郑州供电段,河南郑州450005【正文语种】中文【中图分类】U223.5京广、陇海铁路干线，接触网分相装置普遍采用关节式电分相。
由于关节式电分相仅有两个500mm的空气间隙，拉弧距离短，运行中经常发生相间短路故障。
相间短路时，变电所馈线保护不能可靠动作，经常造成接触网烧伤，一旦接触网分相断线，抢修十分困难。
为防止相间短路保护装置拒动，对铁路局管内多起相间短路故障进行分析，对馈线综合自动化保护的设置及整定计算进行了有益的探讨和实践，取得了良好的效果。
1 典型相间短路事故分析相间短路故障案例。
2006年9月27日13：03商丘变电所2＃、1＃馈线212、211断路器相继跳闸，212重合成功，211重合失败。
（1）保护动作情况13：03：14.713，212保护启动，13：03：14.868，212阻抗Ⅰ段保护动作，故障测距为3.23km，电阻＝42.98Ω，电抗＝－4.212Ω，上行馈线电压＝92.51V，下行馈线电压＝92.33V，馈线电流＝2.141A（压互变比27.5／0.1kV；流互变比1 000／1A）。
13：03：15.023，211阻抗Ⅰ段保护动作，故障测距为0.09km，电阻＝57.5Ω，电抗＝－0.122 6Ω，上行馈线电压＝94.21V，下行馈线电压＝94.15V，馈线电流＝1.64 A（压互变比27.5／0.1kV；流互变比1 000／1A）。
（2）事故原因分析从212、211保护动作报告和事件记录看，212、211跳闸时，SS4432机车牵引的26050次列车正从商丘客场往东通过，应该是该机车引起2＃～4＃馈线相间短路故障。
继电保护装置运行与调试项目七 牵引供电系统保护
1.学生接受任务，根据给出的相关知识通过学习以及查阅相关的资料。 2.学生自行制定计划，与其他成员及老师讨论计划的可行性。 3.为实际设备配置相应的保护装置及相关元件。 4.对微机馈线保护装置进行保护定值设置。 5.在牵引网馈线微机保护装置的面板上进行保护模拟测试的操作。 6.将软压板投退设入，观察保护动作现象，并记录。 7.按照确定的工作步骤完成任务过程中，如发现问题，需共同分析，遇到无 法解决的问题请教老师。 8.各小组成员之间、各小组之间互相检查，发现问题，提出意见。 9.老师检查各小组及个人完成的任务，提出问题，给出成绩。
任务一 牵引网保护及自动装置配置
【知识链接】
3.利用牵引网中电流增量构成的保护 在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。正常情况下，由于电力机车电 路中大电感的使用，机车电流在短时间内的增量不会很大， 尤其是机车启动时。当牵引网或机车发生短路时，馈线的短 路电流将急速增加，其速度比正常情况高数倍或数十倍。根 据这个特点构成的保护称为△I型保护（即电流增量保护）。
jX A
B
ZK
φ O C R
任务一 牵引网保护及自动装置配置
【知识链接】
1．牵引网距离保护
四边形特性方向阻抗继电器具有以下几个方面的优点： ①具有更高的灵敏度和更强的躲负荷能力； ②反应过渡电阻的能力也较强； ③不会因为电压互感器二次侧断线而误动作； ④当被保护线路上只有变压器励磁涌流时，四边形特性方向阻 抗继电器不会误动作。 同时，四边形特性方向阻抗继电器存在以下几个缺点： ①比较复杂，用的相量较多，较难掌握，调试比较困难；
任务一 牵引网保护及自动装置配置
【任务实施】
图7-12 牵引网微机馈线保护装置的端子接线图
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.并联电容补偿装置保护
三、牵引变电所保护设置
（一）牵引变压器故障类型 油箱内部故障 要有绕组相间短路、绕组的匝间和
层间短路、接地短路及铁芯烧损等。 指变压器绝缘套管与引出线故障引 起的相间短路与单相碰壳接地短路。
油箱外部故障
不正常运行
过负荷运行、过热、油压异常、油 气含量异常、油面过低、风机运转 异常等。
器将故障元件从电力系统中切除，以保证系统的其它元件正常运 行，并使故障元件免于继续遭受损坏。
2.当被保护元件出现不正常运行状态时，保护装置能发出信号， 以便值班人员采取有效措施，或由其它自动装置进行自动调整，
以消除不正常运行状态。
2018/11/13
5
一、继电保护基本原理及要求
（三）继电保护装置构成原理
牵引变电所保护设置与整定 计算举例
主讲：王亚妮
①
② ③ ③
1
继电保护的基本原理及要求
2
内 容 提 要
4
牵引变压器保护设置
3
牵引网保护设置 牵引网保护整定举例
一、继电保护基本原理及要求
（一）基本概念
电力系统在运行过程中可能发生各种故障和不正常运行状态。 故障状态是指电力系统的某一元件的正常运行状态遭到破坏而
20
四、牵引网保护整定举例
的某种原因而拒绝动作，即不拒动；
2.在保护装置不应该动作的情况下，不因保护装置本 身的某种原因而动作，即不误动。
2018/11/13
12
一、对继电保护的基本原理及要求 牵引变电所保护系统主要分为以下几部分：
1.牵引变压器保护(含备用变压器自投装置与进线
电源失压自投装置)
2.牵引网保护与馈线一次自动重合闸装置
。例如：对于110kV/10kV变配电系统中，主变压器主保护的动
作时间只是保护装置的固有动作时间，不超过0.1s。
2018/11/13
10
一、对继电保护的基本原理及要求
3.灵敏性
继电保护装置的灵敏性，是指在保护范围内发生故障和不正常状
态时，保护装置的反应灵敏程度。 保护装置的灵敏度与系统的运行方式有关，在系统的最大运行方 式下，最灵敏。在最小运行方式下，因为投入的电源最少，发生 短路故障时短路电流最小，此时的灵敏度最低，故通常只检查最 小运行方式下的灵敏度，并用KS表示。
择性、速动性、灵敏性和可靠性。
保护装置1
I>
A-1 WL1 QF2 QF1 WL4 QF3 QF3 WL2
保护装置2
I> I>
保护装置3
k1 A-2 WL3 QF4 k2
1.选择性：
（1）当k2点发生短路故障时，按照选择性的要求，距离短路点最近的断路 图7-2 继电保护选择性要求示意图 器QF4先跳闸。 （2）由于某种原因，距离短路点最近的保护装置或断路器拒绝动作时，相 邻元件的保护装置应起后备作用。保护装置的这种后备作用是十分重要和 必不可少的。
三、牵引网保护设置
WXB-63型微机馈线保护装置， 采用以下保护方案： 1.电流速断保护； 2.谐波闭锁的过电流保护及其后 加速保护； 3.谐波闭锁的距离Ⅰ段保护； 4.谐波闭锁的距离Ⅱ段及后加速 保护； 5.高阻接地Ⅰ段保护； 6.高阻接地Ⅱ段保护； 7.一次自动重合闸； 8.PT断线检测。
17
被保护区末端金属性短 路时故障参数的最小计 算值 Ks 保护装置动作参数的整 定值
2018/11/13
11
一、对继电保护的基本原理及要求
4.可靠性 保护装置的可靠性是指被保护范围内发生故障时，保 护装置的可靠程度。包含下面两种含义： 1.在保护装置应该动作的情况下，不因保护装置本身
无法正常供电的一种特殊状态。
不正常运行状态是指系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但 未发展成为故障时的情况。 电力系统最常见的故障是各种短路，不正常运行状态有过负荷 、过热、系统振荡等。
2018/11/13
4
一、继电保护基本原理及要求
（二）继电保护的主要作用是：
1.当被保护元件发生故障时，能自动、迅速而有选择地借助断路
三、牵引网保护设置
三、牵引网保护设置
四、牵引网保护整定举例
距离保护 电流保护 电流增量保护
距离保护：两段阻抗保护，阻抗 I 段为主保护，保护本馈线全长，时限 0.1 s 阻抗Ⅱ段为后备保护，保护上下行馈线全长，时限 0.35 s。 电流保护：按躲开最大负荷电流整定，时限0.1 s 电流增量保护：按躲开1列机车启动电流整定，时限为2s
2018/11/13 9
一、对继电保护要求继电保护装置能以最短的时间将故障元件从 电网上切除。保护装置的速动性要求可减轻电气设备受短路电流损 坏的程度，对防止故障的进一步扩大，提高电力系统自动重合闸动 作的成功率有很大的帮助。 一般来说，电压等级越高，负荷越重要，切除故障的时间要求越短
2018/11/13
三、牵引变电所保护设置
（二）牵引变压器保护设置
装置名称 保护功能 WBH-892Z主变主 1.差动速断保护 2.二次谐波闭锁的三段式比率差动保护 保护测控装置 3.失压保护 WBH-892H主变后 1.低电压启动的高压侧三相过流保护 2.低电压启动的低压侧单相过流保护 备保护测控装置 3.低压侧过电压保护 4.零序过电流保护 5.零序过电压保护 6.反时限过负荷保护 8.低压侧PT断线检测 9.重瓦斯保护 10.轻瓦斯保护 11.温度(I、II段)保护 12.压力保护 13.油位保护
电气量构成保护：电流增大、电 压降低、电流与电压的相位角发 生变化等。
常用的保护有：电流保护、电 压保护、距离（阻抗）保护、
高频保护等。
2018/11/13
6
一、继电保护基本原理及要求
（三）继电保护装置构成原理
①
② ③ ③
一、对继电保护的基本原理及要求
（四）一套完整的继电保护装置，通常应具备的四种技术性能：选
三、牵引网保护设置
（一）牵引供电系统的特点
◆单相、移动、冲击性负荷；
◆负荷电流变化范围大； ◆负荷电流中的高次谐波含量高； ◆空载投入机车牵引变压器、含有AT牵引网空载投入时，将产生 励磁涌流；
◆供电臂供电距离长，单位阻抗大；
◆牵引网结构复杂，接触网机械故障的机率增大。 因此，与电力系统中的线路保护相比，牵引网馈线保护有其特殊 性。