高速铁路牵引供电系统馈线保护问题分析

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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

流可以看出 : 在 正常情况下 , 由于电力机车电路 中大电感的作 用 , 电力 机车电流在短时间内增量不会很大 . 尤其是在电力机车启动时 当牵 引 网和电力机车发生短路故障时 . 短路电流将急剧增加。根据这个特 点构成的保护称为电流增量保护 因此 . 电流增量保护的基本思想是 根据 电流在短时间内的变化幅度来区分是负荷电流和故 障电流 电流增量保护的主要优点是选择能力 比普通电流保护强 。 一般 电 流保护是根据最大负荷 电流整定 . 而一个供电区间的最大负荷电流一 般能达到一列电力机车最大电流 的 2倍左右 而电流增量保护除 了反 1 馈线 保 护 面 对 的 几个 问题 映稳态最大负荷电流以外 , 还 同时反 映短时间内电流的增量 。 因此 , 其 交流电气化铁路牵引供电系统是一个单相系统 其负荷特性不 同 电流整定值 可适 当减小到一列 电力机车的最 大电流 。例如 日本东海 道新干线上一般过电流保护韵整定值 为 2 0 0 0 A左右 .而 电流增 量保 于 一 般 的 电力 系统 负 荷 , 主要表现在 : 护为 1 0 0 0 A. 故其保护范 围将大大延长 同时从 电流增量 的原 理可以 1 ) 牵引负荷不仅是移动的 . 而且其大小 随时都在变化 : 在牵引网发生高阻接地故障 、 异相短路故 障时 . 电流增量保 护的 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 看出 . 灵敏性比普通 电流保护和距离保护的灵敏性要 高 大: 2 - 4 反 时 限过 负 荷 保 护 3 ) 牵引负荷的变化频率及幅度远远大于一般 的电力负荷 : 高速电气化铁路一般采 用大功率 电力机 车 . 行车密度高 . 负荷电 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 、 当接触 网因为长期 大电流发热达 到一定的程度时 . 应切 断馈线 机车失压后由 自动重合 闸动作将馈线断路器 重新投入 . 或电力 机车在 流大 . 以保证行车安全 。 电力机车在线路上行驶 的时候 . 负荷 电流经 运行过程 中失电而又 复得 ( 如机车惰性通过电分相 ) , 或含有 A T、 B T 的 断路器 . 常变化 . 即在任 一电流之下运行的时间都很短 而故障电流只要一旦 牵引网空载投入等情况下会产生励磁电流 : 就会持续 到故 障切除 以后才会消失 因此可以根据 电流持续时 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 产生 . 间 的不同来区分是正常负荷 电流还是故障电流 根据这一原理可 以构 复 杂 得 多 成反时限过负荷保护 反时 限过负荷保护一般作为馈线保护 的后 备保 2 馈 线 保 护 的分 类 护. 需保护线路全长 2 . 5 接触网发热保护 2 . 1 距 离 保 护 电气化铁道的发展方 向是高速 、 重载 。 在高速 、 重载的情 况下要求 南于 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 接触 网具有高度的稳定性 . 只有高度 的稳定性才能保证接触悬挂 不变 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 才能保证稳定的受流质量 . 才能保证高速重载列车的正常运行 高 引馈线 的主保护 距离保护 既反映被保护线路故障时电压 的降低 . 又 形 , 在列车时速为 3 0 0 — 3 5 0 k m/ h时可达 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 速重载列车的单车牵引电流较 大. 到 6 0 0 — 1 0 0 0 A, 接触 网在长期大 电流的情况下发热 , 张力降低 . 稳 定性 ( 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 从 而影 响到高速重载铁路 的正常运行 . 因此需 要设置热过 负荷 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 下降 , 保 护完成对接触 网的保护 离保护作 为主保护 接 触 网 发 热 保 护 的 动作 原 理 主 要 是 通 过 采 集 外 界 环 境 温 度 和 接 2 . 2 电 流速 断 保 护 通过 内部程序计算 . 将计算结果与整定值相 比较 . 如超 出规 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 触线 电流 . 定值便发 出报警 、 跳闸命令 . 从 而达到保 护接触 网的 目的 荷. 甚 至低 于负荷 电流 . . 凶此 . 如何 区分故障 电流和正常负荷 电流是 电 接触 网发热保护的两个基本元素为外界环境温度和负荷 电流 . . 外 流速断保 护的关键 整流型电力机 车的电流均含有大量 的高次谐波 . 将测量 的外界温度转化 冈此可以利用谐波含量 的多少来区分 是正常 的负荷 电流 . 还是故 障电 界环境 温度 的测量通过一个温度传感 器完成 闭 流 另 外 . 励 磁 涌 流 含 有 大 量 的 二 次谐 波 电流 . 因此 可 以 利 用 二 次谐 波 为 电流 信 号 输 入 到 保 护 装 置 当 检测 到 外界 温 度超 过 正 常 范 围 时 . 锁温度输入 . 并保 留上次的测量值 保护装 置采 集外部 接触线 流过的 含虽区分励磁 涌流和 故障电流 通过 内部运算程序计 箅出接触线 的温度 . 当计算 的温度 超过设 牵 引 网运 行 方 式 的不 同 以 及 保 护 安装 位 置 的不 同 . 电流 速 断 的 整 电流 . 定的跳闸温度 时 . 启动跳 闸回路 . 跳开馈线断路器 定 也就不同。 例如 , 在单线单 向供电方式下 , 牵引变 电所馈线电流速断 2 . 6 一 次 自动 重 合 闸 保护一般根据最大负荷 电流整定 在复线末端 ( 分 区所 ) 并联运行方式 为了保障牵 引供 电的可靠性 .在馈线 保护中设置一 次 自动重合 下, 牵 引 变 电 所馈 线 电流 速 断 保 护 按 末 端 ( 分 区所 ) 短 路 时 的 最 大短 路 闸 当牵引网发生瞬 时性故障时 . 通过馈线保护的 自动重合闸能够快 电流整定 . .电流速断保 护的缺点是其保护 范围受系统运行方式 的影 当线路发生永久性故障时 . 如果故障电流很大 . 为 了防止 响, 在某些情况下电流速断保护可能没有保护 范围。 因此 . 一般需要对 速恢复供电。 对牵引网的第 二次冲击 . 可选择投入大电流闭锁重合 闸功能 电流速断保护 的灵敏性进行 校验 . 当灵敏性不 能满足要求时 . 可以在 总之 . 馈线是 电气 化铁路正常运行 的重要组成部分 . 其安全稳定 电流速断保护中增加低 电压启动判据 .同时适 当减小 电流整定 值 . 若 的运行是电气 化铁路 的关键 因素 不管什么类型的馈线保护 . 其 目的 仍不能满足灵敏性要求 . 则 电流速断保护不能采用

牵引变电所的馈线保护

牵引变电所的馈线保护

牵引变电所的馈线保护华东交通大学电气与电子工程学院刘家李随着时代的发展,利用微机构成的变电站自动化系统在电力系统得到了广泛的应用,并取得了良好的效果,使得电力系统继电保护的可靠性和快速性都得到很大提高.由于牵引供电系统的负荷特性和电力系统的负荷特性不同,牵引网继电保护技术和操作水平相对落后,电力系统的变电站自动化技术在牵引供电系统中还没有得到广泛应用.而牵引变电所变电站自动化的馈线保护主要去分析牵引供电系统的构成,牵引变电所向电力机车的供电方式,以及电气化铁路的负荷特征.牵引负荷具有冲击性、移动性、电流变化范围广、励磁涌流大、高次谐波含量高等不同于一般负荷的特征,因此其馈线保护的原理相对于一般变电所来说有所不同.通过分析其负荷特征,根据自适应原理,提出了利用高次谐波对距离保护、电流增量保护等主、后备保护进行抑制,自动改变其动作边界,并利用二次谐波进行保护闭锁,对防止由励磁涌流、再生负荷等因素引起的保护误动作有很好的功能.其中距离保护主要采用四边形保护特性.自 2005 年5月馈线保护整定值调整以来,牵引变电所运行基本稳定,这避免了大负荷电流引起的变电所馈线断路器跳闸,保证了牵引变电所的可靠供电.1 故障分析由于阻抗 II 段是按正常供电进行整定(见式 1),阻抗III 段是按越区供电进行整定(见式 2),所以一般阻抗III 段的线路阻抗大于阻抗II 段的线路阻抗,当相邻变电所供电臂越时,相差就越大。

由式(1)和式(2)的整定计算方法,结合四边形特性可以明显地看出阻抗III 段Z 值大于正常供电时阻抗II 段的Z 值.由于阻抗II 段与阻抗III 段选取了相同的最大负荷电流,这样它们的R值相同.Z II=K k (2×Z1)×n L/n y (1)Z III=K k (Z1+2×Z2)×n L/n y。

(2)式中.Z II 为1#变电所阻抗II 段线路阻抗整定值;Z III 为1#变电所阻抗III 段线路阻抗整定值;Z1 为1#变电所至分区亭的线路阻抗;Z2 为2#变电所至分区亭的线路阻抗;K k 为可靠系数;n L 为馈线电流互感器变比;n y 为馈线母线电压变比.而负荷电流阻抗角一般为30°~45°.这样造成正常负荷电流落到了阻抗III 段的动作区,造成阻抗III 段保护误动.这也是为什么阻抗II 段与阻抗III 段R 值和动作时间相同,但大多阻抗II 段不跳闸的原因.当列车提速后车流密度增大,再加上客车内用电从网上取流以及货车取流的增加等,构成了大负荷电流跳闸的条件,引起变电所馈线断路器跳闸.2 参数的选取准则(1)通过对多次跳闸分析,发现原来选取的最大负荷电流不能满足要求,所以造成了保护的误动.故标指示的短路电流可作为线路最大负荷电流的选取依据,故标显示OVER 测量越限,是因为线路没有发生短路,只是负荷阻抗而不是短路电抗,所以不能显示公里数.(2)最大负荷电流的选取不能引起主变压器的二次低压起动过电流保护动作,因此选取该电流后要校验低压起动过流的低电压以满足要求.(3)最大负荷电流的选取不能超过接触网接触悬挂载流的允许载流能力,防止因其选择不当引起接触网过载发生断线事故.3 元氏变电所馈线保护调整计算实例(1)根据故标装置指示选取最大负荷电流.II 段最大负荷电流由原来的460 A 根据测量及主变压器负载能力改为选取750 A(I fzd).(2)II 段R 值计算。

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

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。

探讨牵引供电馈线主要保护措施及运用

探讨牵引供电馈线主要保护措施及运用

探讨牵引供电馈线主要保护措施及运用发表时间:2020-09-27T10:20:30.590Z 来源:《中国电业》2020年第14期作者:李涛[导读] 目前牵引供电馈线保护措施在“高速运营”当中实际运用相当广泛李涛中国铁建电气化局集团有限公司摘要:目前牵引供电馈线保护措施在“高速运营”当中实际运用相当广泛,其运用前景也随之得到高度重视。

本文拟从现阶段牵引供电馈线主要保护措施内容进行深入探讨,将其运用效果及主要功能进行剖析,旨在通过运用各项有力的牵引供电馈线保护措施融合,对运营车次进行安全性以及可靠性的提升,供各相关管理人员参考借鉴。

关键词:牵引供电馈线保护措施具体运用0前言现如今随着新型交通工具的出现及普及,例如:动车、高铁、地铁等大型载客工具,不仅最大程度上解决了城镇居民的出行便利问题,而且逐步缓解了地表高速交通拥堵的局面;然而随着我国城市交通规划的不断深入发展,使得交通安全已然成为当前急需做好相应保护措施的重点内容。

其中牵引馈线的保护对于交通安全的保护起着至关重要的影响,不仅能够确保运营车辆的正常运行需求,还能够保障好运营车次、设备以及人员的生命财产安全。

为了使得各类新型交通工具在运营过程当中,能够更好的实现长远发展,应抓住各类新型交通工具的核心内容,即做好牵引供电馈线的保护措施,基于传统保护措施的执行,延展各类主次要保护措施的运用进行探讨分析,使得我国自主研发速度得以有效提升,从而提高牵引供电馈线的保护能力。

下面就以牵引供电馈线常见的主要保护措施为探讨切入点,将其实际运用效果及需深入优化的部分进行探讨:1传统保护措施执行根据前期各运营段落的汇总统计,发现线路发生短路故障的概率远高于线路发生断线故障以及异相短路故障等综合概率,并且通过短路故障原因调查发现多数发生短路故障线路,主要是由于长期暴露在大气环境的接触网受到灰尘粘附污染,使得其绝缘性能下降,造成线路因瞬时性电弧故障转变成为永久故障,导致接触网支持绝缘子烧毁,最终给运营单位造成严重的经济损失的同时形成重大事故隐患。

高速铁路牵引供电系统馈线保护研究 张增华

高速铁路牵引供电系统馈线保护研究 张增华

高速铁路牵引供电系统馈线保护研究张增华摘要:在高速铁路中,高速铁路供电系统是非常重要的组成部分。

本文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系统馈线中存在的问题,并对高速铁路牵引供电系统馈线提出保护措施。

在满足高速铁路牵引供电系统馈线保护的基础上,最大限度地提高了供电系统的稳定性。

关键词:高速铁路;牵引供电系统;馈线保护引言在铁路的电力牵引供电工程之中,必须建立健全相应的质量控制管理体系,提高铁路电力牵引工程的质量管理工作成效,为我国铁路货物运输作出应有的贡献。

要想确保高速铁路的运行安全,必须保证高速铁路供电系统的稳定性,而做好高速铁路牵引供电系统馈线保护工作则成为现阶段最重要的工作内容。

1高速铁路牵引供电系统的组成高速铁路牵引供电线路是确保高速铁路安全稳定运行的重要组成部分。

牵引供电系统主要由牵引变电所、接触网、电力系统以及牵引网等组成。

在实际运行过程中的工作原理是将电力系统中的110KV三相交流电进行转换,使其成为27.5KV或55KV的单相电以后,向接触网传输,满足高速铁路对电能的实际需求。

牵引供电系统最关键的作用就是为电力机车送电,属于双导线供电系统。

直流供电、AT供电、吸流变压器供电、直供加回流线供电、同轴电缆供电是目前高速铁路牵引供电系统中最主要的集中供电方式,这些供电方式各有优劣,在使用过程中可以根据实际需求进行选择。

直流供电方式的整体电路结构较为简单,需要投入的设备较少,这是直流供电方式的显著优势。

但这种供电方式易产生较强的磁场,会对附近的传输信号带来一定的干扰。

AT供电的最大优势在于方式较为灵活,有利于高速大功率电力机车的运行,缺点是维修成本、运行成本相对较高。

吸流变压器供电方式的优势在于防干扰作用良好,缺点为极易增加接触网的工作量,加大事故发生的几率。

直供加回流线供电不仅干扰较小,投资较少,在运行维护上也较为方便。

同轴电缆供电具有较远的供电距离,且不会对周围的通信线路造成干扰,缺点为造价成本较高,且投资成本较大。

浅谈重载铁路牵引供电系统馈线保护

浅谈重载铁路牵引供电系统馈线保护

浅谈重载铁路牵引供电系统馈线保护作者:王占力来源:《科学与财富》2018年第04期摘要:随着我国高速、重载铁路的迅猛发展,重载铁路在交通体系中所处地位的日益提高,保证重载铁路的安全稳定运行已成为人们关注和研究的热点,而作为其重要环节,牵引供电系统的研究更成为了重中之重。

本文主要针对重载铁路牵引供电系统馈线保护问题进行分析和讨论。

关键词:重载铁路;牵引系统;供电系统;馈线保护;供电系统中的变压器、输电线路、母线以及用电设备,一旦发生故障,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一。

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。

一、重载铁路牵引供电系统电力系统提供两路独立电源进线,在通过牵引变电所转变电能后,再送给牵引网,以使电力机车能够取流,然后完成电力牵引,牵引变电所、牵引网和电力机车组成了牵引供电系统。

1、牵引变电所、分区所、AT所牵引变电所的功能就是把系统引入的高电压转换成低电压的交流电,然后再通过馈电线送给铁路沿线的接触网,向电力机车提供电量,因为牵引负荷是单相负荷,为了尽可能将单相负荷均匀地分配到电力系统三相中去,牵引变压器常选择比较特别的接线变压器,比如斯科特接线、阻抗匹配平衡接线等变压器。

重载铁路大多采用V/x接线等牵引变压器。

常常在两个牵引变电所的供电区中间设置分区所,以使供电更加灵活。

2、牵引网牵引网是由馈电线、接触网、回流线组成的多导线供电的回路。

它有很多种供电方式,例如直接供电和带吸流变压器(BT)供电、自耦变压器(AT)供电和全并联AT供电方式。

其中BT供电由于大地回流和“半段效应”其对通信线路的防护效果并不理想,同时由于“吸-回”装置将接触网的连接方式变得麻烦,机车的受流条件变得更差,所以现在已经不经常使用了。

(1)直接供电方式。

直接供电这种方式相较而言是比较简单的,电力机车工作所需要的电能是由牵引变电所输出的电能供给的,这种供电方式就是直接供电方式。

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨地铁作为城市中重要的公共交通工具,承载着大量乘客的出行需求,因此地铁的安全运行显得格外重要。

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术作为保障地铁线路安全运行的重要组成部分,受到越来越多的关注和重视。

本文将探讨地铁牵引供电系统直流馈线保护技术的相关内容,并对其进行深入分析。

一、地铁牵引供电系统直流馈线的特点地铁牵引供电系统是指为地铁牵引系统提供电能的系统,通常采用直流供电。

直流供电系统具有电流大、电压高、线路长等特点,因此在运行过程中需要保持供电系统的稳定性和安全性。

而地铁牵引供电系统的直流馈线作为供电系统的核心部分,更是需要特别的保护措施来确保其安全运行。

二、直流馈线保护的原理直流馈线保护是指对直流馈线故障进行检测和隔离,以保护供电系统的安全运行。

直流馈线保护系统通常包括过电压保护、过流保护、接地保护等功能。

过电压保护是指当直流馈线出现过电压情况时,保护装置可以及时检测并隔离故障区段,以防止故障扩大。

过流保护则是指当直流馈线出现过大的电流时,保护装置可以及时切断电源,避免过载损坏线路设备。

接地保护则是指当直流馈线出现接地故障时,保护装置可以及时对故障线路进行隔离,保护设备和人员的安全。

三、直流馈线保护技术的现状目前,地铁牵引供电系统直流馈线保护技术已经取得了很大的进步。

采用了数字化、智能化的保护装置,能够实现对直流馈线各种故障的快速检测和精准定位,大大提高了供电系统的可靠性和稳定性。

保护装置的自动化和远程监控功能也使得整个保护系统更加智能化,减少了人为操作的失误,保证了地铁供电系统的安全运行。

四、直流馈线保护技术的挑战与展望虽然地铁牵引供电系统直流馈线保护技术已经取得了显著的进步,但仍然面临着一些挑战。

一是随着地铁线路的不断扩建和运营规模的不断扩大,供电系统的复杂性和多样性也在不断增加,对保护技术提出了更高的要求;二是在城市密集区域,地铁线路往往与其他设施交叉,导致地铁供电系统的影响因素更加复杂,对保护技术的鲁棒性提出了更高要求。

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

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。

牵引变电所馈线保护研究的开题报告

牵引变电所馈线保护研究的开题报告

牵引变电所馈线保护研究的开题报告一、研究背景及意义随着电网的不断发展和变化,特别是近年来风电、太阳能、光伏等新能源的快速发展,电网传输能力的提升及能源结构的调整,牵引供电网络也随之发展。

然而,牵引供电网络作为传动系统的重要组成部分,其电力安全问题备受关注,特别是在高速铁路等重大基础设施上。

由于牵引供电线路所承受的负荷较大,因此其保护具有非常重要的意义。

当前,牵引变电所馈线保护面临着一些主要问题:首先,传统保护技术已难以满足在复杂电网环境下的保护需求。

其次,由于牵引供电线路的独特性质,传统保护技术不得不面临各种限制。

再次,牵引供电线路网络的不断发展与改造,将给保护技术的选择和应用带来更多的挑战。

因此,开展牵引变电所馈线保护的研究,对于提高电网的可靠性、安全性及稳定性也具有很重要的意义。

二、研究内容及目标通过对当前牵引变电所馈线保护技术进行深入的调研和分析,本研究致力于探索一种高效、可靠的保护方法,以解决现有技术的缺陷。

具体研究内容和目标如下:(1)研究牵引变电所馈线的基本理论和电气特性,深入了解线路的负荷变化以及各种故障的可能性和影响。

(2)针对当前牵引变电所馈线保护技术中的缺陷进行深入研究,探索新的保护技术。

(3)设计一种基于故障定位的保护方案,该方案在维持牵引供电网络稳定运行的同时,能够有效减少保护投入,提高保护可靠性和安全性。

(4)通过仿真验证,验证设计方案的有效性和可靠性,为技术应用提供科学依据。

三、研究方法和技术路线本研究主要采用文献调研和计算机模拟仿真的方法。

(1)文献调研:深入了解现有牵引变电所馈线保护技术应用的情况及其应用痛点,查找国内外有关文献和资料,总结当前保护技术的应用现状、存在的问题及未来发展趋势。

(2)计算机模拟仿真:利用PSASP等仿真软件对设计方案进行模拟和分析,仿真分析正常运行、故障情况下的保护策略可靠性和安全性,对设计方案进行逐步优化。

四、研究成果及应用前景本研究将在以下方面取得重要成果:(1)提出针对牵引变电所馈线保护的新理论与方法,完善保护技术体系。

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨地铁作为大城市的主要交通工具之一,在城市建设和发展中具有非常重要的作用。

而地铁的牵引供电系统则是地铁运行的关键部分,直流馈线保护技术是地铁牵引供电系统安全运行的基础。

本文将探讨地铁牵引供电系统直流馈线保护技术的相关问题。

地铁牵引供电系统的直流馈线保护技术主要包括过流保护、短路保护、接地保护和过电压保护等方面。

过流保护是指当馈线上出现过大的电流时,保护装置将断开故障回路,以防止设备损坏和事故发生。

短路保护是指当馈线出现短路故障时,保护装置能够及时检测到故障,并迅速切除故障部分,保证系统的安全运行。

接地保护是指当馈线接地故障发生时,保护装置能够及时检测到故障,并切除接地故障点,避免电气设备损坏和人身伤害。

过电压保护是指当馈线上出现过高的电压时,保护装置将断开故障回路,以保护设备安全。

在具体实施中,地铁牵引供电系统直流馈线保护技术需要结合地铁牵引变电所的具体情况来设计。

首先需要考虑到地铁牵引变电所的技术性能和规模,确保保护装置的准确性和可靠性。

其次还需要考虑到地铁线路的复杂性和长度,以确定保护装置的类型和数量。

还需要考虑到不同故障类型的可能性,例如短路、接地等故障,以选择合适的保护方法和装置。

在保护装置的选择和设置过程中,需要遵循相关的国家标准和规范。

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术的研究对于提高地铁系统的运行安全性具有非常重要的意义。

只有保护装置能够及时准确地检测故障并切除故障回路,才能避免设备损坏和事故发生。

需要加强对直流馈线保护技术的研究和应用,提高地铁系统的安全性和可靠性。

还需要加强对保护装置的定期检测和维护,确保其性能和可靠性。

还需要保持与其他系统的同步配合,以实现整个地铁系统的安全运行。

阐述铁道牵引变电所馈线保护措施

阐述铁道牵引变电所馈线保护措施

阐述铁道牵引变电所馈线保护措施一、牵引变电所概述1、牵引变电所类型随着我国科技水平的不断提高,我国的铁道牵引变电所类型逐渐增多,到现在为止,我国主要有单相牵引、三相牵引、三相一两相牵引三种类型的牵引变电所。

每种牵引变电所都有不同的特点,就像铁道所用的电能都是由牵引变电所将三相转为单相的电能。

2、牵引供电方式牵引变电所的牵引供电方式主要分为单线区和复线区两大部分,每一个部分都有不同的供电方式。

(1)单线区牵引供电方式:单线区主要有单边与双边两种供电方式。

单线区单边供电非常的简单,如图1所示,单边供电方式的特点主要是具有较强的独立性,不受到外界的干扰,正因如此,单边供电方式被广泛地应用在单线区;单线区的双边供电方式如图2所示,双边供电虽然没有单边那样的独立性,但是双边供电方式的供电质量非常高,损失的电能非常低,设备之间的负荷也是非常均匀的,唯一不好的就是继电保护比单边供电方式要复杂得多。

(2)复线区的供电方式主要有单边分开供电方式、双边扭结供电方式和单边并联供电方式。

复线区的单边分开供电方式如图3所示,主要的特点是有较强的独立性,简单实用,不用设置专用的分区亭,专门适用于那些电量运算小、馈电臂较短的场合;单边并联供电方式如图4所示,其供电质量相对来说比较高,供电负荷也相对均匀,唯一不同的是需要设立专门的供电分区亭。

单边并联的优势特别明显,被广泛地应用在复线区;复线区的双边扭结供电方式如图5所示,特点就如同单线区的双边供电方式一样,具有较强的供电质量与均匀的供电负荷,缺点也一样,都是继电保护方式比较复杂。

二、牵引负荷牵引供电负荷的特点:(1)牵引供电所的牵引负荷并不是固定不动的,它会随着电能转变而移动,并且负荷的大小也会随之改变,一般计算的電流值都是按照S来计算的。

(2)牵引变电所的牵引负荷在变化时会产生一种频率,这种变化频率比一般的电力负荷变化频率大很多,而且变化的幅度也比一般电荷大。

(3)牵引变电所的牵引供电臂供电距离与单位阻抗跟一般的输电线路相比,距离比一般的长,阻抗也比一般单位的大。

牵引变电所馈线保护问题及其解决措施

牵引变电所馈线保护问题及其解决措施

图1
第 2 个 ATT 断线现场试验数据分析
因现场实际接线、电缆长度以及电磁干扰、感 应电压等因素的存在,PT 断线后,实际电压值在 一定的时间内存在一个衰减过程。为能真实反映 PT 二次断线后的电压变化情况,在武广线某变电 所现场对 27.5 kV 母线上 PT 二次回路,选定不同 的位置,模拟其二次断线,得到典型故障录波(设 定检测电压为 11 kV),如图 2 所示。因武广线变 电所 27.5 kV 干式 PT 直接插接在 GIS 柜的母线上, 未设高压保险,在此不做高压侧 PT 断线试验。 由波形图可见,在二次回路断开后经过 20 ms, 二次电压值降至 40 V (11 kV) , 30~40 ms 后电压值降至 0 V。也即在出现真正的二次回路断 线的情况下, 保护装置所采集到的电压值瞬间衰减 为 0 V,接近理想状态。为防止在类似短路故障情 况下 PT 断线闭锁阻抗保护再次发生,对 PT 保护 定值进行重新调整,选定电压检测值参考 8 250 V (二次 30 V),检测电流不变,可大大减少 PT 断 线误动作发生。 3.2 低压启动过电流保护 因武广线采用的是全并联 AT 供电方式, 在重 合闸失败的情况下为直供方式, 其最大负荷电流取 值需要兼顾 2 种运行方式及列车追踪密度影响, 故 过电流整定值还需要积累实际运行经验, 可暂不做 调整。
1
1.1
保护动作数据调查
保护配置说明 (1)馈线设 2 段阻抗保护。阻抗 I 段为主保
1.1.1 馈线保护 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。为避
作者简介:赵灵龙.广州铁路(集团)公司长沙供电段,工 程师,湖南 长沙 410007,电话:731-82636833; 杨春祥.广州铁路(集团)公司长沙供电段,助理工程师。

如何提高我国高速铁路牵引供电系统的稳定性

如何提高我国高速铁路牵引供电系统的稳定性

如何提高我国高速铁路牵引供电系统的稳定性0 引言高速铁路牵引供电系统主要由牵引变电所、馈电线、接触网、回流线等组成,是高速铁路的重要组成部分,一旦牵引供电系统发生故障,将给高速铁路运输造成严重影响。

因此,有必要采取措施提高牵引供电系统的可靠性,确保高速铁路安全可靠运营。

1牵引供电系统主要存在的问题根据近年来已建成运营的铁路线路运行情况的调查和统计,牵引供电系统主要存在五类常见的问题:高压电缆故障、雷击故障、电气绝缘故障、新线施工遗留缺陷和接触网受异物侵害问题。

1.1高压电缆故障分析高速铁路的牵引变电所、开闭所、AT 所、分区所的27.5kV 馈出线大部分采用高压电缆架设,进出高压室开关柜的线路也大都采用高压电缆敷设。

但由于存在高压电缆材质不良,电缆敷设不规范,电缆金属护套接地方式选取不当,以及对电缆的监测和维护不到位等原因,导致高压电缆故障频繁发生,影响供电安全。

1.2雷击故障分析高速铁路正线区间部分采用桥梁架设方式,接触网通常处在距地面较高的位置,在线路经过平原或地域空旷地带,由于避雷措施设置不合理,防雷接地不良等原因,接触网极易遭受雷电侵袭,引发供电故障。

1.3电气绝缘故障分析电气化铁路牵引网结构相对复杂,导线数量较多。

日常运营管理中对绝缘部件清扫不及时,对导线附近的建筑物、树木、鸟窝、覆冰等物体防护处置不当,容易造成电气绝缘不良而引发接触网接地故障。

1.4新线施工遗留缺陷带有远动功能的隔离开关编号与调度端监视屏上显示不一致、隔离开关开合不到位,地下敷设电缆头部位有旧伤,调度端遥信、遥测不准确,误报情况时有发生,接触网设备连接不牢靠,螺母松脱,设备引线与接地体绝缘距离不足等遗留缺陷,对供电设备正常运行带来潜在的安全隐患。

1.5接触网受异物侵害问题高速铁路大都建设在野外,自然环境恶劣,尤其是夏秋季节,经常会出现大风天气造成接触网上挂异物情况,工区频繁出动上线处理,给设备管理单位带来严峻的考验。

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨随着城市的发展和人口的增加,地铁成为了城市交通系统中不可或缺的一部分。

地铁的牵引供电系统是地铁正常运行的关键,而直流馈线作为地铁牵引供电系统的重要组成部分,其保护技术显得尤为重要。

本文将对地铁牵引供电系统直流馈线保护技术进行探讨,分析其重要性、现状和发展趋势。

一、直流馈线保护技术的重要性地铁牵引供电系统的正常运行对城市交通拥挤、环境保护和能源节约具有重要意义,而直流馈线保护技术则是保障地铁牵引供电系统正常运行的关键。

一旦直流馈线出现故障,不仅会造成地铁线路的停运,影响乘客出行,还可能导致供电系统设备受损,带来经济损失。

直流馈线保护技术的完善与否,直接关系到地铁线路的运行安全和稳定性。

目前,地铁牵引供电系统的直流馈线保护技术主要包括过电流保护、接地故障保护和短路保护等方面。

过电流保护是直流馈线保护技术中最为常见和重要的一种保护手段,通过对直流馈线的电流进行监测,一旦发现异常电流,及时切断供电以保护设备安全。

接地故障保护则是针对直流馈线出现接地故障时进行保护,其原理是通过对线路的绝缘阻抗进行监测,一旦发现接地故障,立即切断故障段的供电。

而短路保护则是通过对线路的电压进行监测,一旦发现电压异常下降,便切断供电以避免短路事故的发生。

目前,直流馈线保护技术主要采用电力系统保护装置进行实现,这些保护装置主要包括继电保护、保护回路和故障录波器等,可以实现对直流馈线的全方位保护。

由于地铁线路的特殊性,直流馈线保护技术仍然存在一些问题和不足之处,如对不同故障模式的响应不够快速、对小电流故障的检测能力不足等,这些问题需要通过技术的不断创新和完善来解决。

随着信息技术和通信技术的不断发展,直流馈线保护技术也将迎来新的发展机遇。

未来,直流馈线保护技术将向智能化、数字化和网络化方向发展,主要体现在以下几个方面:1.智能化:利用先进的数字继电保护装置和故障录波器,实现对直流馈线故障的智能诊断和智能保护。

试析高速铁路牵引供电系统馈线保护

试析高速铁路牵引供电系统馈线保护

试析高速铁路牵引供电系统馈线保护摘要:本文主要对高速铁路牵引供电系统馈线保护相关问题进行探讨,从牵引供电系统供电方式作为出发点,并充分配合高速铁路牵引供电系统的整体供电能力进行分析后,希望能够为高速铁路牵引供电系统馈线保护提供一定的借鉴和参考。

关键词:高速铁路;牵引供电系统;馈线保护引言随着社会经济的快速发展以及城市化建设的不断深入,我国交通运输行业迎来了快速发展时期,在物流、人流运输中高速铁路发挥着不可替代的作用。

在高速铁路运营过程中铁路牵引供电系统的供电能力对高速铁路运行的安全性和稳定性会产生极大影响,因此在当前的高速铁路运行过程中必须要对馈线保护的相关问题给予充分考虑。

1 高速铁路牵引供电系统简述1.1.供电系统概况高速铁路牵引供电系统通常情况下主要包括了变电所、电力机车以及牵引网等三个主要的组成部分[1]。

三相交流电是牵引供电系统的主要供电模式,三相交流电通过变电所进行转换后输出单相交流电,最后将单相交流电输入到牵引网中就可以实现为铁路车辆直接供电。

下图1为其基本的原理图。

图1 高速铁路牵引供电系统基本原理图1.1.变压器接线高速铁路在运营过程中整体的运行负荷体现出了单向性以及快速变化的特征,因此要求变压器必须具备良好性能,在选择变压器过程中需要保持其具有较大容量、负荷较强、消耗相对较小。

对于变压器来说其主要有单向、三相、三相-两相等几种接线方式[2]。

变压器的单相接线相对比较简单,而且具有较高的容量利用率,因此成本投入也相对较小,但是在这种机械模式下会对整个供电系统产生巨大影响,甚至在一些情况下会给接触网和变电所带来安全隐患。

采取三项这些方式不全能够满足不平衡牵引供电需求,而且也可以直接向变电所供电,但是在这些方式下容量利用率相对较低。

三相-两相这些模式下能够100%实现容量的有效利用,但是整体接线方式非常复杂,设备投入成本较高,而且在实际应用过程中非常容易出现电位漂移等一些状况[3]。

高铁牵引变电所馈线保护配置与整定分析 (2)

高铁牵引变电所馈线保护配置与整定分析 (2)
— 51 —
机 车 电 传 动
2014 年
供。最后比较 AT 、直供方式
下电抗值取最大值,但直供
方式未考虑上行通过分区所
迂回向下行供电的情况,故
造成电抗整定值偏小,其值
经石武客运专线短路试验和
运行中的短路故障反证偏
小,致使在某些范围内阻抗
保护不能正确动作。
图 1 牵引供电系统示意图
2.2 阻抗保护整定建议
全并联AT 供电方式(见图 2),正常运行的接触网
单位电抗一般只有 0.16 Ω左右,而常规接触网单位电抗
为0.32 Ω左右,考虑在永久性故障时重合闸后,AT 供
电方式下,自耦变压器失压自动解列,呈直供运行方
式,此时阻抗保护要能正确动作,阻抗保护要按照直
供模式整定,整定方法建议如下。
①非越区供电方式下的变电所阻抗保护配置
3 高铁相间短路
石武客运专线接触网分相装置采用关节式电分 相,由于关节式电分相仅有2个500 mm 的空气间隙,拉 弧距离短,自投入运行以来已发生 3起变电所相间短路 故障,严重威胁高铁运行安全。 3.1 石武客运专线典型相间短路故障分析
过电流
Uzd=73 V, Idz=1.94 A, t=0.1 s
故障值 X1=55.3 Ω, R1=17.97 Ω,
结论
L=72.2°
整定值 成保护
X 偏小,故障点不在保护区,造 1
未启动
Uzd=80
V,
I dz
=
1.4
A
2 1 8 环供末端短路,短路电压、电流达 不到动作值,保护未启动
考虑到 I 段的可靠性,不考虑互阻抗。 ②直供方式电抗边按保护供电臂全长整定:
Keywords: high-speed rail; traction substation; feeder protection; short circuit between phases; setting calculation; analysis

铁道牵引变电所馈线保护研究

铁道牵引变电所馈线保护研究

铁道牵引变电所馈线保护研究发布时间:2023-03-28T08:18:02.846Z 来源:《中国科技信息》2023年第1月第1期作者:肖学智[导读] 文章针对铁道牵引变电所馈线保护等相关问题做了详细阐释,旨在可以为同行人士提供有价值的借鉴和参考,更好的促进行业的健康持续发展。

肖学智太原铁路集团公司大同西供电段山西大同 037000摘要:文章针对铁道牵引变电所馈线保护等相关问题做了详细阐释,旨在可以为同行人士提供有价值的借鉴和参考,更好的促进行业的健康持续发展。

关键词:铁道;牵引变电所;馈线保护前言:随着我国科技水平的不断提高,我国的铁道牵引变电所类型逐渐增多,到现在为止,我国主要有单相牵引、三相牵引、三相一两相牵引三种类型的牵引变电所。

每种牵引变电所都有不同的特点,在实际应用中需要结合实际应用情况来进行匹配,通过梳理铁道牵引变电所馈线保护策略,细化具体保护内容,对于提升系统运行过程稳定性有着积极的意义。

1牵引供电方式及特点分析1.1供电方式1.1.1单线区段供电图1单线区段供电方式分类如图1所示,在单线区段供电方式的选择中,可选模式包括单边供电和双边供电两种方式,前者在应用过程中,其供电过程相对简单,而且具备了较强的独立性,在很多单线区域内得到了良好应用。

后者在应用过程中则具备了良好的供给质量,电能输送过程中的损失量较少,同时关联在一起的设备其负荷分布均匀度较高,但是继电保护过程也相对复杂,并且接触网中也会有电流穿过,保护要求较高。

两种保护方式在实际应用中,需结合实际情况进行选择,以满足区域供电的基础要求。

1.1.2复线区段供电第一种,单边分开供电,此类供电方法在应用中的便捷性和独立性较高,而且不需要设置分区,针对一些运量较小的线路区域。

第二种,单线并联供电,该供电方式在应用中具备了更加稳定的供电质量,而且位于接触线的上、下位置处的负荷量比较均匀,供电量相对较大,需要做好分区设置工作,这也是现阶段许多复线区段中经常使用到的供电方式。

牵引变电所馈线故障分析

牵引变电所馈线故障分析

牵引变电所馈线故障分析在电气化铁路中牵引变电所是牵引供电系统中重要的组成部分。

因此,相关人员一定要做好对牵引变电所馈线的保护工作,确保其性能良好及安全运行。

一般牵引变电所的保护系统是由以下几个部分组成的:变压器主保护、变压器后备保护、馈线保护及其他一次设备的具体保护组成的。

而在其中,最具有不稳定性质的馈线在条件极差的铁道环境中更易产生故障问题,这会导致整个牵引供电系统的运转困难,从而对电气化铁路的安全运行带来影响。

因此,相关人员重点要对馈线的正常供电实施保护工作。

一、牵引变电所馈线故障问题的有关分析1.1馈线故障的简要介绍接触网出现故障是在电气化铁路牵引变电所中最常遇到的问题之一,也是发生频率最高、范围最广的一种故障。

随着电气化铁路的发展,特别是高速客运专线的建设运行对电能的需求与质量的要求越来越高,馈线故障就亟待解决,对馈线继电保护的功能就需要越加完善、准确,不然就会影响牵引变电所供电系统的正常运转。

对于馈线故障的处理技术经过了三个不同的阶段,分别是:人工式馈线处理阶段、分布式馈线处理阶段以及集中式馈线处理故障阶段。

研究人员对这三种不同阶段的处理方式进行了大量的试验后指出分布式馈线处理方式是最基本的解决馈线故障问题的方法。

1.2馈线故障的原因分析馈线故障是归属于接触网故障又称短路故障中的一种典型的故障类型,其发生的频率高,范围广泛。

在2013年3月9日13:16左右,京广高铁定州东站的牵引变电所211#、212#的馈线发生跳闸现象,经过相关人员的整体故障排查后进行了手动合闸操作,结果合闸失败。

随即在13:29分,相关人员从开展供电调度工作,将定州东站的牽引变电所的F线撤下,给予T线供电成功。

接着在3月10日凌晨左右,相关人员对天窗内的基础设备进行检修时发现,在保定东至定州东站的跨中处F线与PW线有灼伤的痕迹。

对此,有关人员召集所有设计工程师开会对此问题进行研讨,经过细致的现场排查与检修工作以及在查阅了借鉴了国内外著名的有关著作后,这起馈线灼烧事故的主要故障原因是受当时强风天气的影响,F线与PW线发生放电现象,这次放电主要的原因是在F线与PW线对向下锚柱处,其之间的动态安全距离小于规定的300mm。

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高速铁路牵引供电系统馈线保护问题分析摘要:社会经济的迅猛发展,促进了交通运输业的发展,使得高速铁路在人流、物流运输方面的功能和作用得到了较好的发挥。

高速铁路牵引供电系统的供电能力问题关系高速铁路运营的安全性和稳定性,如何做好馈线保护是现阶段必须考虑的一个重要问题。

基于此,本文主要对高速铁路牵引供电系统馈线保护问题进行了简要的分析,希望可以为相关人员提供一定借鉴。

关键词:高速铁路;牵引供电系统;馈线保护;问题分析1高速铁路牵引供电系统以及馈线保护概述1.1牵引供电系统牵引供电系统是高速铁路的动力心脏,需要为机车提供持续可靠的电力供应,为行车提供通信用电等,是整个高速铁路的核心组成部分。

牵引供电系统从电力系统或一次供电系统接受电能,通过变压、变相或换流(将工频交流变换为低频交流或直流电压)后,向电力机车提供所需电流制式的电能,是完成牵引电能传输、配电等全部功能的一个完整系统。

牵引供电系统的性能直接影响列车牵引功率的利用以及牵引传动控制系统的性能。

其供电方式可分为:直接供电方式(TR)、BT(吸流变压器)供电方式、AT(自耦变压器)供电方式、直供+回流(DN)供电方式(TRNF)和同轴电力电缆供电方式。

1.2馈线保护牵引变电所馈线保护装置是供电线路的大脑,能反应供电线路的故障和不正常运行状态,并能迅速地、有选择性的作用于断路器切除故障线路,从而保证无故障线路的正常运行,最大限度的避免事故的发生。

2高速铁路牵引供电系统馈线保护问题2.1牵引网导线短路故障牵引网导线短路故障问题对于高速铁路牵引供电系统的供电能力有着较大的影响,关系到系统运行的安全性和稳定性。

从现阶段高速铁路牵引供电系统的运行情况来看,主要包括F-R短路、T-F短路和T-R短路。

短路故障问题的产生,主要受绝缘子影响。

绝缘子在牵引供电系统运行过程中,受到外部环境影响较大,易导致电弧短路,从而影响设备运行的安全性和稳定性。

2.2牵引网断线接地故障断线故障也是高速铁路牵引供电系统常见问题。

断线故障主要包含正馈线断线和接触网断线,其中正馈线断线的发生几率较高。

正馈线断线包括了电源侧悬空、非电源侧悬空接地故障。

牵引网断线接地故障可能造成供电系统无法进行正常的供电,导致高速铁路牵引供电系统无法正常工作,给高速铁路运行带来不利影响。

由于牵引网断线故障发生几率较高,因此在维护过程中就需加强检修和维护的次数,并做好时间方面的安排。

3高速铁路牵引供电系统馈线保护方法3.1阻抗(距离)保护在馈线保护中一般采用距离保护作为主保护。

距离(阻抗)保护是反映故障点至保护安装处的距离,并根据距离的远近确定动作时间的一种保护装置。

距离保护既反映被保护线路故障时电压的降低,又反应电流的升高,是反映线路阻抗下降而动作的保护,采用方向阻抗继电器还可反应相角的变化,具有灵敏度高,保护范围及选择性不受系统运行方式影响和动作迅速的特点。

3.2电流速断保护当供电系统发生严重故障时为消除近点阻抗保护动作死区,设置该保护,对重负荷线路可以选择低电压闭锁、二次谐波闭锁、谐波抑制特性。

电流速断保护的缺点是其保护范围受系统运行方式的影响,在某些情况下电流速断保护可能没有保护范围。

因此,一般需要对电流速断保护的灵敏性进行校验。

电流速断保护按躲过最大运行方式下供电臂线路末端金属性短路电流整定,动作电流整定值较大,同时要求快速动作,但保护范围较小,大约保护整条供电臂首端的25%左右。

当馈线发生变电所近端短路故障时,电流速断保护动作,故障电流较大,故障电压较低。

3.3过电流保护过电流保护一般作为牵引馈线的后备保护,按躲过供电线路的最大负荷电流整定。

机车在线路上行驶时,负荷电流经常变化,即在任一电流值下运行的时间都很短;而故障电流只要一产生,就一直持续到故障切除后方可实现过电流保护。

3.4 27.5kV馈线保护技术馈线的智能化改造主要是通过增加合智一体装置和断路器在线监测IED实现的。

(1)合并单元负责采集母线电压和馈线电流,在转换模数后经SV网点对点传送至馈线保护测控装置和网络分析仪等智能终端。

同时还具备断路器操作箱功能,包含分合闸回路、合后监视、重合闸、操作电源监视和控制回路断线监视等操作。

系统支持以GOOSE方式上传一次设备的状态信息,同时接受来自站控层和间隔层GOOSE下行控制命令,实现对一次设备的实时控制。

此外,系统能够记录GOOSE下行控制命令,含收到命令的时刻、来源及出口动作时刻等信息,并能够提供查看方式。

断路器在线监测装置如图1所示,可用于监测分合闸线圈电流,并将信息直接上传至站控层MMS网。

(2)电子式互感器的应用。

电子式互感器与常规互感器的测量数据相互统一,能够满足智能变电所的保护、综合分析、智能告警和辅助应用的需求,提升了互感器模拟量数据的精度和抗干扰性能。

图1断路器在线监测装置3.5站域后备保护方案根据失电保护动作逻辑判断,“电压、电流信号作为辅助判断条件”的作用是判断牵引变电所一次设备和牵引网是否存在故障。

该辅助判断的功能实际是一种能识别全所故障的站域后备保护功能。

在牵引变电所既有保护功能失效时可实现牵引变电所一次设备和牵引网的保护功能,且具有以下特点:(1)1套保护装置完成牵引变电所全部一次设备和牵引网的保护功能;(2)可准确识别各种故障所在位置,具有良好的选择性;(3)设置27.5kV母线保护,在母线故障时可迅速动作切除故障;(4)保护装置采集的模拟量和开关量在各种保护间共用,节约硬件资源。

4案例分析4.1概况某城市高速铁路,牵引变电所212馈线回路因正馈线绝缘子遭雷击炸裂,正馈线脱落后与PW线接触短路;发生故障的同时,变电所212馈线综自模块损坏,保护失效,造成越级跳闸,故标装置不能启动;雷电过电压同时造成正馈线上网隔离开关操作机构电源跳闸,隔离开关不能远动操作,加大了故障判断处理难度(图2)。

4.2原因分析本次故障的直接原因是正馈线绝缘子遭雷击炸裂,正馈线脱落后与PW线接触短路。

发生故障的同时,212馈线保护CPU板烧损,保护失效,造成越级跳闸;正馈线上网隔离开关操作电源跳闸,造成无法远动分开正馈线。

AT故标装置因212馈线保护CPU板失效未能给出故障报告,导致调度员误判为所内故障。

212馈线保护未动作的原因:馈线保护装置的开关量输入回路及其光电隔离元件都在CPU板上,室外隔离开关(院内的WO2)机构箱的开关量信号回路瞬时过电压,击穿了CPU板上的输入回路对应的光电隔离元件(OP63),烧损了CPU板上的逻辑运算芯片(lattice),造成212馈线保护不能启动。

211馈线保护未动作的原因:短路点距212馈线上网点较近(1.55km),212未跳闸时流过211馈线的短路电流过小,造成211馈线保护不能启动。

网上隔离开关W02F远动操作拒动的原因:开关附近遭受雷击时,地电位上升造成隔离开关机构箱内的电涌保护器导通,工频电源通过电涌保护器形成工频续流,从而造成空气开关2ZK跳闸,使操作机构失电而不能执行远动操作。

AT故标装置无故障报告的原因:故标装置测距功能是由馈线保护装置保护出口继电器接点进行触发,在211、212馈线保护装置拒动的情况下故标装置不会形成故测报告。

4.3改进方案图2故障示意图4.3.1保护装置。

CPU板烧损的改进方案对于保护装置CPU板烧损问题,可以采取以下几种改进方案:(1)将开关量输入回路的普通接线端子更换为光电隔离端子。

(2)将开关量输入回路的普通接线端子更换为端子型电涌保护器。

(3)增加测控装置,将隔离开关控制与馈线保护分开。

通过对比分析,采用光电隔离端子的方案能达到对馈线保护装置进行过电压防护的目的,且比较易于现场实施,推荐采用该方案。

抗将落在四边形外侧,不会引起阻抗保护动作,而222DL最大负荷时刻的阻抗角为31.2,故阻抗Ⅰ段、Ⅱ段未动作是合理的。

4.3.2防范措施。

通过上述分析,说明馈线222DL缺少高阻接地保护,若馈线发生高阻接地故障,不能及时切除故障线路,对馈线设备的危害极大。

因此,馈线保护需增设对高阻接地故障较灵敏的电流增量保护。

比较短路与负荷2种状态可知,无论是牵引运行工况还是再生制动工况,负荷电流中均含有大量高次谐波(3次谐波为主),另外当AT或机车变压器投入时产生的励磁涌流含有很高的二次谐波分量,而短路故障时,故障电流基本是基波,故利用高次谐波抑制、二次谐波闭锁功能,通过判断基波电流增量而动作的I保护,可以不受机车再生负荷的影响,并作为距离保护的后备保护对高阻接地故障能起到较好的保护作用。

对馈线保护装置增设电流增量保护后,再未发生保护越级动作的情况。

结束语高速铁路牵引供电系统馈线保护问题关系到系统运行的稳定性和可靠性,对于高速铁路运输业的发展有着巨大的影响,在实际工作过程中必须对相关问题予以重视。

高速铁路牵引供电系统馈线保护工作,要针对现有问题做好分析,加强技术更新,提升系统运行的安全性和可靠性,以满足高速铁路牵引供电系统馈线保护的需求。

参考文献[1]陈建业,应琪,孙锐,牟晓春.一种城市轨道直流牵引供电系统馈线保护的新方法[J].自动化技术与应用,2018,37(01):71-75+80.[2]许根才.牵引变电所越区供电AT转直供供电方式分析[J].内蒙古煤炭经济,2017(19):4-6+19.[3]徐小林,张福生,胡源,李志勇.基于多尺度能量分析法的直流馈线保护算法改进[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2017,30(03):71-76.[4]李永征,孙金华.一种新型高铁牵引供电馈线选择性跳闸方案[J].电气化铁道,2017,28(04):37-39.。

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