铁路牵引供电系统继电保护配置分析

目录

摘要 (3)

前言 (4)

第1章绪论............................................................................... . (4)

第2章铁路牵引供电系统及继电保护概述............................................................................... .. (5)

2.1 铁路牵引供电系统组成 (6)

2.1.1 牵引变电所、开闭所 (7)

2.1.2 牵引网、分区所、AT所 (8)

2.2 继电保护装置 (9)

2.2.1 继电保护分类 (10)

2.2.2 对继电保护的基本要求 (11)

第3章牵引变压器继电保护配置及分析............................................................................... . (11)

3.1 牵引变压器的运行方式 (12)

3.1.1 空载合闸 (12)

3.1.2 短路故障 (12)

3.1.3 不正常运行状态 (13)

3.2 牵引变压器的保护 (13)

3.2.1 主保护 (13)

3.2.2 后备保护 (14)

3.2.3 辅助性保护 (14)

3.3 牵引变压器差动保护 (15)

3.3.1 单相变压器 (15)

3.3.2 Y/d11接线变压器 (16)

3.3.3 V/v接线变压器 (16)

3.3.4 阻抗匹配平衡变压器 (17)

3.3.5 Scott接线变压器 (18)

3.3.6 V/x接线变压器 (19)

3.3.7 自耦变压器 (19)

3.4 牵引变压器差动保护原理框图 (20)

第4章 AT供电方式继电保护配置及分析 (22)

4.1 铁路牵引供电方式 (22)

4.2 AT供电方式继电保护配置及分析 (22)

4.2.1 AT供电方式的原理接线 (22)

4.2.2 AT供电方式的特点 (23)

4.2.3 AT供电方式牵引网保护配置 (23)

4.2.4 全并联AT供电牵引网保护配置 (25)

总结和体会............................................................................... .. (27)

谢辞............................................................................... .. (28)

参考文献............................................................................... (29)

摘要

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。继电保护配置一般规定，电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可再增设辅助保护。继电保护的基本要求：可靠性、选择性、速动性、灵敏性。这四个基本要求是评价和研究继电保护性能的基础，在它们之间，既有矛盾的一面，又要根据被保护元件在供电系统中的作用，使这四个基本要求在所配置的保护中得到统一。本文主要分析了铁路牵引供电系统里牵引变压器的继电保护配置和AT供电方式下继电保护配置。

【关键词】继电保护配置；铁路牵引供电系统；牵引变压器，AT供电

前言

目前，我国正在大规模进行客运专线建设，已开通约3000km，均采用电力牵引方式，相应对铁路供电系统继电保护可靠性和自动化水平都提出了更高要求。在铁道部“引进、消化吸收、再创新”技术路线指导下，铁路供电保护专业科研、设计、施工、运营、制造各单位密切合作，在保护原理、保护配置与整定原则、功能设计与回路优化、调试方法与运营维护等方面都取得长足进步，完全实现了国产化并将对国外输出技术和产品。

如今，随着材料、器件、制造技术等相关学科的发展，继电保护装置的结构、形式和制造工艺也发生着巨大的变化，经历了机电式保护装置、静态继电保护装置和数字式继电保护装置三个发展阶段。

第1章绪论

我国铁路供电系统继电保护的技术发展是从20世纪60年代我国开通了第一条电气化铁路——宝成铁路宝凤段，采用电磁型保护；70、80年代晶体管保护成为主流产品；90年代初西南交通大学、铁道科学研究院等研究机构与国内继电保护主要企业合作，研制成功铁路微机系列保护并开始推广应用；2002年西南交通大学与相关设计、运行、制造单位开发第一套牵引变电所安全监控及综合自动化系统，从秦沈客运专线起步，推动我国铁路供电系统保护进入无人值班的变电所自动化时代。

继电保护科学和技术是随着电力系统的发展而发展起来的。供电系统发生短路是不可避免的，伴随着短路，电流增大。为避免发电机被烧坏，最早采用熔断器串联于供电线路中，当发生短路时，短路电流首先熔断熔断器，断开短路的设备，保护发电机，这种保护方式由于简单，时至今日仍广泛应用于10kv及以下的中低压线路和用电设备。随着电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量增大，电力网的接线日益复杂，于1890年后出现了直接装于断路器上反应一次电流的电磁型过电流继电器。20世纪初，继电器才广泛用于电力系统的保护，被认为是继电保护技术发展的开端。

第2章铁路牵引供电系统及继电保护概述

2.1 铁路牵引供电系统组成

铁路牵引供电系统由牵引变电所、分区所和接触网等组成。

牵引变电所内设备主要包括牵引变压器、断路器、电动及手动隔离开关、避雷器、电压及电流互感器、二次保护系统、交直流电源系统等；

接触网根据供电方式不同有AT、直供两类方式(BT已基本不用），其中AT接触网由供电线、接触线、承力索、吊弦、正馈线、保护线组成。直供接触网由供电线、接触线、承力索、吊弦、回流线组成。

电力系统提供两路独立电源进线，由牵引变电所进行电能变换后送上牵引网，供电力机车接受电能实现电力牵引，如图2-1所示

图2-1 牵引供电系统示意图

电力牵引的电流制先后出现了直流制、低频单相交流制，我国采用工频单相交流制，常用牵引供电方式有直接供电和AT供电两种方式，其中的AT供电方式供电能力最强。