牵引供电系统断电保护-馈线保护装置继电保护
浅谈城市轨道交通牵引供电馈线系统的继电保护配置
浅谈城市轨道交通牵引供电馈线系统的继电保护配置摘要：在城市轨道交通牵引供电馈线系统中采取有效的继电保护措施，有利于保证轨道交通运行平稳可靠，降低电力故障给运行带来的影响，并且可以提高电力线路的可控性，能够给轨道交通安全运行提供技术支撑。
本文以轨道交通牵引供电系统为研究对象，探索了其继电保护的配置方案，以供借鉴。
关键词：城市轨道交通；牵引供电系统；继电保护1牵引供电系统构成分析1.1供电方式在当前城市轨道交通体系中，地铁是较为普遍的交通方式，地铁运行中的供电方式是双边供电，即供电臂从两端相邻的变电所取得电流的供电方式。
双边供电的相关配置处于露天环境下，没有备用，提出了较高的运行要求。
另外，城市轨道交通供电还包括其他普通铁路的供电，针对普通铁路供电主要的方式有：直接供电方式、自耦变压器供电方式以及带回流线直接供电方式等。
1.2接触网接触网在现阶段的城市轨道交通系统中的应用较为普遍，接触网供电有刚性接触网和柔性接触网两种方式。
柔性接触网主要利用了导线的性能，降低支撑点的负荷，比较广泛的应用在城市无轨电车和轻轨中；然而，柔性接触网的悬挂点硬度大，整体跨度小，因此而引发实际运行中发生轻微震荡的现象，所以不适用于高速的城市轨道交通运输中。
2牵引供电系统馈线保护要求在城市轨道交通车辆运行中，牵引供电系统为数据传送与运行引导提供保障，也是整个系统可以平稳运行的基础。
对牵引供电系统进行分析可知，相应的继电保护包括电压和电流两个方式，依据电力系统框架和功能的不同，所选择的保护方式也不同。
根据城市轨道交通牵引供电系统的保护现状来看，大部分采用的保护方式是电流为主、电压为辅；并且，对已有的故障数据进行分析发现，牵引供电系统保护中，需要达到过载电流保护装置反应敏捷、可以及时阻断故障隐患这一要求，要保证不降低供电系统运行的平稳性，而且，还要采用不同的供电方案和智能监测设施，提高电网管理水平与控制能力。
3牵引供电系统保护设计分析针对城市轨道交通牵引供电系统保护设计，需要重点进行电流保护，其次进行电压保护；同时，结合城市轨道交通电力系统关于平稳运行的相关要求，合理配置断路器，建立完善的备用电网系统，从而有效降低电力故障可能造成的供电系统破坏，保证电力设备完好。
在地铁牵引供电系统中有以下几种主要的直流馈线保护
在地铁牵引供电系统中有以下几种主要的直流馈线保护：大电流脱扣保护、电流上升率及电流增量保护、过流保护、双边联调保护、接触网热过负荷保护剂自动重合闸保护。
牵引供电系统可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见的也是最危险的故障就是各种形式的短路。
当被保护线路上发生短路故障时，其主要特征就是电流增加和电压降低。
利用这两个特征，就可以构成电流电压保护。
1、大电流脱扣保护该保护属于开关自带，用于切断大的短路电流。
大的短路电流对线路将造成巨大的损坏，故大的短路电流一出现应立即在其达到电流峰值以前予以切断。
假设被保护线路短路电流的最小值为I dmin，动作电流整定为I dz>kI dmin（其中k为可靠系数），一旦监测到瞬时电流超过动作电流，立即跳闸，其固有动作时间仅几毫秒。
所以大电流脱扣保护非常灵敏，尤其电流上升非常快的近端短路，往往先于电流上升率及电流增量保护动作。
2、电流上升率（简称di/dt）保护直流馈线电流的测量是通过分流器和变送器来实现的。
电流在分流器上的压降通过变送器隔离、放大后，转换成标准信号，进入保护单元。
直流牵引的正常电流与故障电流在特征上有比较明显的区别。
例如，假设列车的最大工作电流为4，列车启动时电流从零增长到最大值需要8s，那么一列列车正常的启动电流上升率仅为 5 。
而故障电流的上升率可达到单列列车启启动电流的几十甚至上百倍。
di/dt和ΔI保护就是根据故障电流和正常工作电流在上升率这一特征上的不同来实现保护功能的。
在实际运用中，di/dt和ΔI是通过相互配合来实现保护功能的，而且这两种保护的启动条件通常都是同一个预定的电流上升率。
在启动后，两种保护进入各自的延时阶段，互不影响，哪个保护先达到动作条件就由它来动作。
一般情况下，di/dt保护主要针对中远距离的非金属性短路故障，ΔI主要针对中近距离的非金属性短路故障（金属性直接短路故障由断路器自身的电磁脱扣装置来跳闸）。
以下详细介绍两种保护的动作过程。
石家庄地铁直流牵引供电系统继电保护
石家庄地铁直流牵引供电系统继电保护
石家庄地铁是河北省石家庄市的城市轨道交通系统，为方便市民出行，石家庄地铁建
设于1984年启动，并于1999年正式通车。
石家庄地铁目前有2条运行线路，共计31个车站。
为保障地铁运行的安全稳定，地铁的直流牵引供电系统继电保护显得尤为重要。
直流牵引供电系统继电保护是地铁运行安全的关键控制系统，其功能是监测和保护牵
引供电系统，一旦发生异常情况，继电保护系统能够及时检测并切断电源，保障乘客的人
身安全。
石家庄地铁的直流牵引供电系统继电保护采用先进的电气设备和技术，包括继电保护
装置、断路器、隔离开关等。
断路器是直流牵引供电系统继电保护的主要设备，其作用是在电流过大或发生短路时，及时切断电源以防止设备损坏或乘客受伤。
隔离开关是直流牵引供电系统继电保护的重要设备，它在维护和检修地铁系统时起到
隔离电源的作用，避免操作人员触电事故的发生。
除了以上设备，石家庄地铁的直流牵引供电系统继电保护还包括防火墙、接地装置等
辅助设备，以确保地铁系统的安全和稳定运行。
当前，石家庄地铁直流牵引供电系统继电保护的技术水平和设备性能不断提升，地铁
运行的安全性也不断提高。
而随着石家庄地铁继续扩建和建设新线路，直流牵引供电系统
继电保护也将继续发挥重要作用，确保地铁系统的安全运行。
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•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。
地铁直流牵引供电系统馈线的保护技术
地铁直流牵引供电系统馈线的保护技术摘要：在城市轨道交通运营时间、运营里程、客运量不断增加的影响下，对各个城市轨道交通的运营的安全性和稳定性要求越来越高。
但是，在运营时间和里程不断增加的情况下，设备磨损和老化问题越来越突出，地铁运营中故障发生率也在不断增加，因此，加强对城市轨道交通各项系统的保护是非常重要的。
基于此，本文就地铁直流牵引供电系统馈线保护技术进行了详细分析和探讨，重点对地铁直流牵引供电系统馈线保护技术进行了分析研究。
关键词：地铁；直流牵引；供电系统；馈线保护技术引言在地铁供电系统中，馈线的主要作用是对各种信息进行传输，但如果直流牵引供电系统出现故障，将会对地铁供电的均衡性产生很大的干扰和影响，最终对地铁运营的稳定性产生不良影响[1]。
所以，结合地铁形成特点和系统运行的规律来设置科学的馈线保护方案，采用多元化的馈线保护技术来保障供电系统的运行安全，提高地铁的运行效率和质量。
一、大电流脱扣保护技术地铁直流牵引供电系统中故障频率最高的是短路电流故障，所以，在直流牵引供电系统馈线保护技术应用中需要提高对短路故障的关注度，利用大电流扩口保护技术来解决这一故障，此过程中因为大电流脱扣保护是在直流馈线回路断路器中的，因此，如果出现供电故障，要及时断掉电源，跳闸，以此来保护馈线[2]。
大电流脱扣保护装置的基本公式中Id z＞kId min，公式中k表示的是可靠系数，Id z表示的是最大脱扣保护电流，Id min表示的是发生短路时发生的最小保护电流。
从这一公式中就可以发现如果直流断路器检测的电流大于定值电流时，会导致跳闸和脱扣的故障，所以，需要采用大电流脱扣技术来调整近端短路故障。
二、过流保护技术过流保护技术的使用主要是对短路故障发生后对传输线路的保护，主要功能是为了减少超高电流出现造成的系统发生障碍问题，过流保护技术包括了延时和无延时两种[3]。
过流保护技术和大电流脱扣保护技术相比较来说，过流保护技术可以在出现电流超过范围后馈线开关显示断开时应用[4]。
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。
牵引供电系统继电保护-继电保护PPT文档共29页
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
牵引供电系统继电保护-继电保远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
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是地铁运行的重要保障之一，而直流馈线保护技术是地铁牵引供电系统中必不可少的一环。
本文将探讨地铁牵引供电系统直流馈线保护技术，并介绍其应用和优势。
地铁牵引供电系统采用直流供电方式，直流馈线是将电源点的直流电能输送到列车的关键环节。
直流馈线会面临多种故障风险，如短路、过电流等，而这些故障可能会导致地铁运行中断，甚至带来安全隐患。
直流馈线的保护技术显得尤为重要。
直流馈线保护技术中最常用的是差动保护技术。
差动保护技术采用比较电流差值的方式，将保护区域划分为多个保护段，每段均有一对差动元件进行电流差值比较。
当某一段差动电流超过预设值时，即认定为故障发生，触发保护动作，切断故障段馈线，保护其他正常段。
差动保护技术具有以下优势：在传统的直流馈线保护中，通常采用保护电流与故障距离成正比的方式进行定位，而差动保护技术可实现逆变功能，即根据保护电流反推故障段的位置，可以快速精确定位故障发生的位置，使维修人员能更快速有效地处理故障。
差动保护技术可以有效防止误动作，提高系统可靠性。
差动保护技术的保护区域划分更加细致，每段都有独立的差动元件进行测量和比较，因此可以避免因为母线电阻不均、互感器饱和等原因造成的误动作。
差动保护技术具备通信功能，可以实现保护区域之间的数据传输和故障信息的反馈，维修人员可以及时了解到故障情况，从而及时采取相应措施，保证地铁运行的安全性和稳定性。
差动保护技术也存在一些问题和挑战。
差动保护技术的设计和安装都需要一定的专业技术和经验，保护区域的划分和差动元件的选择需要进行合理的设计和计算，否则可能会导致保护动作不准确或误动作。
差动保护技术对互感器的需求较高，因为互感器的精度和稳定性直接影响到差动元件的工作效果。
差动保护技术的投资成本也较高，包括设备采购、安装和维护等，因此在实际应用中需综合考虑经济性和实用性。
地铁牵引供电系统直流馈线保护技术是提高地铁运行安全性和稳定性的重要手段。
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
16
❖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
34
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
继电保护课程设计——牵引变电所牵引馈线保护设计
试对该牵引变电所牵引馈线进行相关保护设计。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.2、设计要求
（1） 能根据提网络以及已知条件，按照部颁继电保护和自动装置整定计算的规 范进行设计； （2）通过学习应熟悉电力系统继电保护设计与配置的一般规定； （3）正确理解继电保护整定计算的基本任务； （4）掌握整定计算的步骤，熟悉主保护、后备保护和辅助保护在电力系统中的 应用； （5）对继电保护基本要求之间，能分别地进行综合考虑； （6）掌握整定计算对系统运行方式的选择以及短路类型、短路点的确定； （7）掌握整定系数的分析与应用，掌握整定计算配合的原则。
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2.2 馈线保护配置及整定
复线单边供电示意图如图 4 所示。在复线单边供电方式下，上下行供电臂在 分区所 SP 实现并联，牵引变电所 SS 中的 D1 和 D2 处的保护配置相同，以 D1 处 的保护配置为例。
SS L D1
SP
D2
图 4 复线单边供电示意图
D3
牵引变电所 SS 的 D1 处配置阻抗 I 段，阻抗Ⅱ段、电流速断，可选配电流增 量。
∆ＩＺｄ =ＫＫ ∙∆ＩＦ∙ｍａｘ ∙ １ ｎＣＴ
∆ＩＺｄ =１．２× ２５０×
１ １５０
=２Ａ
（7）
在式（7）中，KK 为可靠系数，可取 1.2； I F max 为一列机车最大起动电流， 大小与机车类型有关。典型时限可取 0.1s。
2.3 分区所 SP 的 D3 处配置正向阻抗 I 段、反向阻抗 I 段、电流 速断，可选配电流增量。
二、 馈线保护原理、配置及整定计算
2.1 馈线保护原理
2.1.1 自适应阻抗保护 阻抗保护是反应故障点至保护安装地点之间的阻抗（或距离）。在牵引供电 系统中，阻抗保护通常采用多边形特性，如图 1 所示。根据牵引负荷的特点，为 了提高阻抗保护的躲负荷能力， 在阻抗保护中增加自适应判据，即根据电流中的 谐波含量自动调节阻抗保护的动作范围。
牵引供电系统继电保护-继电保护
③差动速断保护 变压器差动保护较复杂，常用到 各种滤波环节，使保护动作速度相对较慢。为了取得在 严重的内部短路时有高速动作的保护，一般在比率制动 式差动保护的基础上，利用差动电流，不经滤波电路或 算法，直接采用差动电流的全波幅值作为动作量，而没 有制动量，从而大大提高了切除故障的速度，动作后断 开变压器各侧的断路器。
②当采用方向性四边形阻抗继电器及偏移平行四边形 特性阻抗继电器时，阻抗Ⅰ段的电抗边应按被保护馈线 AB长度的80~85%的线路阻抗整定，阻抗Ⅱ段的电抗边 应按被保护馈线及其紧邻馈线 0.8×（AB+0.85×BC） 长度的线路阻抗整定，阻抗Ⅲ段按开闭所至分区亭间为 单线运行、且在分区亭处短路时的最大阻抗整定，电阻 边按最先负荷阻抗整定。同样，在进行阻抗整定时，还 须计及上下行馈流保护, 主要用于保护电容器与电抗器连接点 和电抗器绕组对地的短路故障。 谐波过电流保护，主要用于谐波过流跳闸。 过电压保护，电压过高使电容器的功耗和发热增加， 影响电容器的使用寿命，需配置过电压保护。 低电压保护，当电容器组所接母线突然失压时，可能 存在：①一旦电压恢复，变压器与电容器同时投入，造成 电容器的过电压损坏；②母线失压后，电容器的积聚电荷 尚未释放前，若电压立即恢复而电容器再次充电，也可能 造成过电压损坏；因此，必须配置低电压保护。
图 3 不带开闭所的复线牵引网
②当采用方向性四边形阻抗继电器及偏移平行四边形 特性阻抗继电器时，阻抗Ⅰ段的电抗边应按被保护馈线AB 长度的 80~85% 的线路阻抗整定，阻抗Ⅱ段的电抗边应按 被保护馈线及其紧邻馈线AB+BC长度的线路阻抗整定，电 阻边按最小负荷阻抗整定。需要注意的是，对于图3所示 的复线电力牵引网，在进行阻抗整定时，还须计及上下行 馈线间的互感。 由于阻抗Ⅰ段仅需与电力机车保护配合，动作时间整定 为0.1S，阻抗Ⅱ段的动作时间整定为（0.1+Δt）S。图2的 开闭所和图3的分区亭仅设一段距离保护即可，动作时间 整定为0.1S。
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
探讨地铁直流牵引供电系统馈线的保护
探讨地铁直流牵引供电系统馈线的保护前言随着我国经济的快速增长，城市扩张的速度不断增加，城镇车辆数目的不断增加，城市交通压力越来越大。
地铁因其无污染和节省土地等等的优点逐渐为广大中大型城市接受，并且成为了解决当下城市交通运输拥挤的最佳方案。
直流供电控制和保护作为地铁直流牵引供电系统的核心部分，研制一种高性能和可靠的直流保护对促进地铁的长久发展具有重要作用。
本文将简要介绍地铁直流保护要求和直流设计要点，在此基础之上探讨地铁直流牵引系统馈线的保护技术。
一、保护要求地铁直流牵引供电系统的设备构成，运行方式和继电保护配置都会直接影响车辆的运行效率。
一般而言，地铁直流牵引系统中馈线的保护方式主要可以分为电流类保护电压类保护方式，框架类保护方式和其他保护方式，不同的保护方式又包含不同的保护方法。
同时，值得注意的是对地铁直流牵引系统馈线的保护方式往往不是单单的一种保护方式，大多数情况下是几种保护方式的共同使用。
现阶段使用最为广泛的就是以电流类保护为主，以电压类保护为辅。
地铁牵引供电系统在运行期间可能会出现多种不同的故障或者是不正常的运行状态，其中出现频率最多，危害最大的就是线路短路故障。
一旦地铁牵引直流供电系统在运行期间发生线路短路就会使线路中的电路急剧增大，电压快速降低这种情况会使整个的供电系统产生紊乱，产生巨大的危害。
基于地铁运行期间的多种故障和可能发生的不正常运行状态，对地铁直流牵引供电系统进行保护就必须做到：（一）保护直流供电系统免受故障或其他不正常运行状态动作的应该迅速，敏捷且可靠性性高。
（二）保护措施能够满足不同的供电线路和供电方案。
（三）能够智能识别故障电流和牵引电流以及主要保护措施和辅助保护措施。
二、设计要求如上所述，地铁直流牵引供电系统现阶段主要采用以电流保护为主，以电压保护为辅的保护措施，且地铁直流保护中要求保护措施能够根据功能和系统的运行状态将直流断路器划分为整流器回路断路器和馈线回路断路器。
地铁直流牵引供电系统馈线保护技术
地铁直流牵引供电系统馈线保护技术摘要：近年来，我国城市化发展速度不断加快，为充分满足城市发展需求，缓解交通压力，政府逐渐提高对地铁轨道城市交通体系的建设力度。
而直流牵引供电系统作为地铁列车的主要动力来源，合理应用馈线保护技术，构建稳定、高效的直流保护机制，才能保证直流牵引供电系统的稳定运行。
因此，本文对地铁直流牵引供电系统中应用较为常见的各项馈线保护技术进行简要分析。
关键词：地铁；直流牵引供电系统；馈线保护技术一、地铁直流牵引供电系统的技术直流保护要求在地铁牵引供电系统长时间、高负荷运行过程中，受到外部环境与设备等因素影响，很容易出现各类系统故障与异常运行问题，常见故障通病为线路短路故障。
当出现这一故障问题时，将引发馈线连锁故障，进而导致短路电流与过电流产生变化、电压急速降低。
当线路末端区域出现短路故障问题时，将大幅提高电流变化量。
在线路前端出现短路故障时，异常电流变化情况更为明显，直接影响地铁直流牵引供电系统的运行效率和系统安全。
因此，应灵活应用馈线保护技术，保障地铁直流牵引供电系统的保护动作迅速准确，同时适用与各类供电线路及方案、自动区分牵引电流以及故障电流、智能采取正确保护措施等系统直流保护要求。
二、常见地铁直流牵引供电系统馈线保护技术1.大电流脱扣保护技术短路故障是地铁直流牵引供电系统运行过程中出现概率最高的运行故障，影响地铁正常运行。
在短路故障发生时可以采取大电流脱扣保护技术，当线路前端区域出现短路故障，进而产生过电流时，大电流脱扣保护装置将对电流值进行实时监测，当监测到异常过电流问题时，自动开展跳闸动作。
在出现近端短路故障问题时，凭借大电流脱扣保护装置优异的灵敏度及无延时动作时间的技术特征，将先于电流上升保护动作等其他系统保护动作前采取跳闸保护措施。
2.过流保护技术根据动作时间区别，可将过流保护技术细分为延时以及无延时过流保护技术。
其中，无延时过流保护技术无需提前设置过流保护动作的延时值。
牵引供电系统继电保护-继电保护共29页PPT
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭Leabharlann 牵引供电系统继电保护-继电保护
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
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1.装置功能 装置功能 1.1 保护功能 ●自适应三段距离保护 ●电流速断保护 ●过电流保护 ●自适应电流增量保护 ●反时限过负荷保护 ●接触网发热保护 ●一次自动重合闸 ●PT断线检测 断线检测 分区所、 ●分区所、开闭所检有压元件
1.2 测量功能 ●遥测量 a)母线电压 母线电压 b)馈线电流（测量绕组） 馈线电流（测量绕组） 馈线电流 ●召测量 a)负荷录波量 负荷录波量 ☉母线电压 ☉馈线电流（测量绕组） 馈线电流（测量绕组）
其中：Q─日照吸收热量（ 其中：Q─日照吸收热量（W） 日照吸收热量 接触网馈线电流（ IT─接触网馈线电流（A）
R─接触网接触导线电阻（Ω/cm） R─接触网接触导线电阻（Ω/cm） 接触网接触导线电阻 C─热容量（WS/deg） C─热容量（WS/deg） 热容量 A─热辐射率（W/deg） A─热辐射率（W/deg） 热辐射率 θ─导线与环境的温差。 θ─导线与环境的温差。 导线与环境的温差 根据热平衡方程, 根据热平衡方程,可以计算出不同负荷情况下 接触网温升。 接触网温升。
2 2 IS + I C
(1)
其中： 基波电压正弦、 其中：VS、VC—基波电压正弦、余弦分量； 基波电压正弦 余弦分量； 基波电流正弦、 IS、IC—基波电流正弦、余弦分量； 基波电流正弦 余弦分量； 测量电阻和电抗。 R、X—测量电阻和电抗。 测量电阻和电抗
·谐波抑制与闭锁 谐波抑制与闭锁 谐波抑制： 谐波抑制：
信号
PT 断线 I2/I1≥ K YL 阻抗III段在动作区内
&
t3ZD
跳闸
图2-4 自适应Ⅲ段距离保护原理框图 自适应Ⅲ
2.2 电流速断保护
图3-5电流速断保护原理框图
2.3 过电流保护
图2-6过电流保护原理框图
2.4 电流增量保护 a)动作方程 a)动作方程
' ' ' ∆I = I1 − I1 − K h (I 2 + I 3 + I 5 − I '2 − I 3 − I 5 ) ≥ ∆I ZD (6)
谐波闭锁： 谐波闭锁： I 2 I1 ≥ K YL
(3)
其中： 为二次谐波含量整定值。 其中：K YL 为二次谐波含量整定值。 ·动作特性实现 动作特性实现
[ - R h tgϕ 2 ≤ X h ≤ 0 and 0 ≤ Rh ≤ RZD ] or [ 0 ≤ X h ≤ X ZD and X h ctgϕ1 ≤ Rh ≤ X h ctgϕ L + RZD
]
(4)
·PT断线闭锁判据 断线闭锁判据
U ≤ U ZD and 0.2A ≤ I ≤ I ZD
(5)
其中： 其中：U、I─分别为馈线电压（二次值）、电 I─分别为馈线电压（二次值）、电 分别为馈线电压 ）、 二次值）； 流（二次值）； PT断线整定值 断线整定值。 UZD、IZD─为PT断线整定值。
2.6 接触网发热保护 本装置增设接触网发热保护。 本装置增设接触网发热保护。接触网温度 的上升是由负荷电流引起导线发热和导线直接 由日照吸收的热量决定。对于每单位长度， 由日照吸收的热量决定。对于每单位长度，有 式（11）的热平衡方程。 ）的热平衡方程。
2 Qdt + I T Rdt = Cdθ + Aθdt
Rh = (1 + K h K ∑ h ) R X h = (1 + K h K ∑ h ) X
其中： 其中：
K∑h
(2)
=（I2+I3+I5）/I1；
分别为基波、 I1、I2、I3、I5—分别为基波、二次、三次、五次谐波分量； 分别为基波 二次、三次、五次谐波分量； 谐波抑制加权系数； Kh─谐波抑制加权系数； 分别为考虑谐波抑制后的电阻和电抗。 Rh、Xh—分别为考虑谐波抑制后的电阻和电抗。 分别为考虑谐波抑制后的电阻和电抗
I I
1周波前二、 1周波前二、三、五次谐波电流； 周波前二 五次谐波电流；
Kh
─谐波加权抑制系数； 谐波加权抑制系数； ─电流增量保护整定值； 电流增量保护整定值；
∆I ZD
K YL─二次谐波闭锁整定值。 二次谐波闭锁整定值。
c)实现框图 c)实现框图
图2-7电流增量保护原理框图
2.5 反时限过负荷保护 本装置设反时限过负荷保护。 本装置设反时限过负荷保护。当接触网因 长期大电流发热达到一定程度时应跳开馈线断 路器，以保证行车安全。本装置提供反时限特 路器，以保证行车安全。 性的三种曲线。在实际运行中， 性的三种曲线。在实际运行中，用户可根据实 际需要选择合适的反时限特性。 际需要选择合适的反时限特性。
b)谐波闭锁： b)谐波闭锁： 谐波闭锁
I 2 / I1 ≥ K YL
(7)
' 其中： 当前和一周波前馈线基波电流； 其中：1 、I1 ─当前和一周波前馈线基波电流； 当前和一周波前馈线基波电流 I
当前二、 五次谐波流； I I I 2 、 3 、 5 ─当前二、三、五次谐波流；
' ' ' I 2、 3、 5 ─
●手工切换功能 将当前运行整定值区中的“定值切换方式” 将当前运行整定值区中的“定值切换方式” 整定为“手工方式” 用户可以通过后台、 整定为“手工方式”时，用户可以通过后台、 试验工具软件（或液晶界面） 试验工具软件（或液晶界面）中的定值区切换 功能实现定值区的切换。 功能实现定值区的切换。 ●自动切换功能 自动切换功能仅适用于备用断路器， 自动切换功能仅适用于备用断路器，装置 根据隔离开关的位置信号自动切换定值区， 根据隔离开关的位置信号自动切换定值区，
1.3 控制功能 ●馈线断路器 ●电动隔离开关 ●故障识别负荷开关 重合闸投入/退出 ●重合闸投入 退出 ●定值区切换 ●装置复归 1.4 遥信功能 ●“当地 当地” 遥控 遥控” ●“当地”/“遥控”方式开关位置信号 ●断路器位置信号 ●手车位置信号
●隔离开关位置信号 ●接地刀闸位置信号 ●故障识别负荷开关位置信号 重合闸投入/退出信号 ●重合闸投入 退出信号 ●故障识别熔断器接点信号 ●控制回路断线信号 ●机构故障信号 ●装置不良告警
注：（1）当阻抗值小于 ：（ ）当阻抗值小于0.5 时，按小阻抗元 件特性动作； 件特性动作； 和直供方式下， （2）在BT和直供方式下，阻抗 段、II段 ） 和直供方式下 阻抗I段 段 为正向，阻抗III段为反向 段为反向； 为正向，阻抗 段为反向； 供电方式下， 安装位置” （3）在AT供电方式下，“安装位置”整 ） 供电方式下 定为分区所、开闭所时，阻抗Ⅰ 段为正向， 定为分区所、开闭所时，阻抗Ⅰ、Ⅱ段为正向， 阻抗Ⅲ段为反向； 安装位置”整定为变电所时， 阻抗Ⅲ段为反向；“安装位置”整定为变电所时， 阻抗Ⅰ 段为正向。 阻抗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段为正向。
3 主要技术性能指标 3.1自适应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段距离保护 自适应Ⅰ 自适应 ●阻抗整定范围：0.1～50 ； 阻抗整定范围： ～ ●在额定电流、线路阻抗角及电压范围 在额定电流、 0.5～120V条件下，动作误差不超过 ±5％， 条件下， ～ 条件下 ％， 其中0.1～ 动作误差不超过± 其中 ～0.5 时，动作误差不超过±10%； ； ●延时整定范围：0.03～5s； 延时整定范围： ～ ； ●在额定电流，线路阻抗角及0.7倍整定值 在额定电流，线路阻抗角及 倍整定值 误差不超过± ％； 下，误差不超过±2.5％；
2 保护原理 2.1自适应三段距离保护 自适应三段距离保护 ·动作特性：如图 所示 动作特性： 动作特性 如图2-1所示
X XZD
φ1 φ2
φL RZD
R
图2-1 阻抗继电器动作特性
·测量阻抗计算 测量阻抗计算
R= X= VS I S + VC I C
2 2 IS + I C
VC I S − VS I C
3.2电流速断保护 电流速断保护 倍额定电流， ●电流整定范围：0.2～10倍额定电流，动作 电流整定范围： ～ 倍额定电流 误差不超过± ％； 误差不超过±2.5％； ●延时整定范围：0.03～1s，在1.2倍整定值 延时整定范围： ～ ， 倍整定值 误差不超过± ％。 下，误差不超过±2.5％。 3.3过电流保护 过电流保护 倍额定电流， ●电流整定范围：0.2～10倍额定电流，动作 电流整定范围： ～ 倍额定电流 误差不超过± ％； 误差不超过±2.5％； ●延时整定范围：0.1～5s，误差不超过±2.5 延时整定范围： ～ ，误差不超过± ％。
●保护动作信号 ☆电流速断保护 ☆过电流保护 ☆自适应电流增量保护 自适应距离保护Ⅰ ☆自适应距离保护Ⅰ段 自适应距离保护Ⅱ ☆自适应距离保护Ⅱ段 自适应距离保护Ⅲ ☆自适应距离保护Ⅲ段 ☆反时限过负荷保护 ☆接触网发热保护
1.5 通信功能 环网接口， ●一个可选的光纤LonWorks环网接口，采 一个可选的光纤 环网接口 用插卡方式，可采用单环或冗余双环通信方式， 用插卡方式，可采用单环或冗余双环通信方式， 通信速率为1.25Mbps； 通信速率为 ； ●一个可选的以太网络接口，采用插卡方式， 一个可选的以太网络接口，采用插卡方式， 通信媒介采用光纤，通信速率为10Mbps； 通信媒介采用光纤，通信速率为 ； 串口， ●一个标准的RS232串口，用于通过便携机 一个标准的 串口 进行日常维护； 进行日常维护； 校时接口。 ●一个标准的RS485GPS校时接口。 一个标准的 校时接口
2.7 一次重合闸
图2-8 一次重合闸功能原理框图
2.8 PT断线检测 断线检测
0.2A≤I≤IZD U≤UZD
信号
&
闭锁距离保护
图2-
2.9 低压元件 当母线电压U 闭锁过电流元件。 当母线电压U＞UZD时，闭锁过电流元件。
2.10 断路器失灵保护 当装置发出合闸命令（重合闸或遥控合闸） 当装置发出合闸命令（重合闸或遥控合闸） 若断路器在整定时间内（开关动作时间） 后，若断路器在整定时间内（开关动作时间）未 动作，则给出断路器失灵的事件报告， 动作，则给出断路器失灵的事件报告，同时给出 断路器失灵信号（空接点）。 断路器失灵信号（空接点）。 当装置发出跳闸命令（保护跳闸或遥控跳闸） 当装置发出跳闸命令（保护跳闸或遥控跳闸） 若断路器在整定时间内（开关动作时间） 后，若断路器在整定时间内（开关动作时间）未 动作，则给出断路器失灵的事件报告， 动作，则给出断路器失灵的事件报告，同时给出 断路器失灵信号（空接点）。 断路器失灵信号（空接点）。