地铁DC1500V直流牵引供电设备原理

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1500V直流开关的保护
框架保护 直流开关柜、整流器柜、回流柜设置有框架
保护。框架保护分为电流型框架保护和电压型 框架保护。其原理为:负极柜的S7 （控制器） 检测框架与大地之间的电流和框架对负极的电 压，达到整定值则S7输出控制，通过硬线触点 向本所所有1500V直流开关及邻所相邻 1500V直 流开关发出联跳信号(脉冲宽度大于500ms)，每 个直流开关的DPU96或S7收到信号后保护分闸 同时闭锁自动重合闸程序。
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1500V直流开关的保护
大电流脱扣保护 直流进线、馈线开关设置大电流脱扣保护。
大电流脱扣主要用于接触网近端短路保护，它 在1500 V直流开关上利用电磁原理实现保护分 闸。进线开关整定值为12000A，馈线开关整定 值为9000 A。
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1500V直流开关的保护
Imax保护 直流馈线开关设置有Imax保护，即电流速断
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1 综述
直流1500V母线为单母线接线。 一般牵引变电所馈出4回直流1500V电源,分别接至接
触网上下行，与相邻牵引变电所构成双边供电。 1500V直流开关选用SECHERON直流快速断路器，开
关设置在小车上便于维护。进线开关及回流柜采用 SIEMENS 公司的S7控制器，馈线开关采用SIEMENS 公司的DPU96作测控保护单元。
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1500V直流开关的保护
二极管逆流保护 1500V采用24脉波全波整流系统，在二极管整流器上装
设有逆流保护。其原理为：在整流器的每一个整流桥臂 上都装有1个穿心式电流互感器，如果整流桥臂内的某个 二极管反向击穿，则在这个二极管支路的熔断器开始熔 断的弧前时间和燃弧时间内，将有故障电流流经这个桥 臂，接在电流互感器二次侧的逆流保护单元就有信号输 出，向整流机组33kV进线开关保护装置发出跳闸信号， 33kV开关保护分闸，同时33kV保护控制输出向1500V进 线开关DPU96发跳闸信号，DPU96再保护分闸1500V进线 开关。
保护。在DPU96中可设定Imax的整定值，只要 DPU96检测到开关主电路中电流大于此整定值 则DPU96保护分闸。馈线开关整定值 Imax=7500 A
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1500V直流开关的保护
过电流保护 直流馈线开关设置过电流保护 。当电流达
到整定值3000 A并持续30s后DPU96保护分闸。
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1500V直流开关的保护
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1500V直流开关的保护
反向电流保护 直流进线开关设置有反向电流保护。对于进
线开关，在其S7 （控制器）中检测进线电流 的方向及大小，一旦进线电流出现反向(即流 入整流器方向)且大于所设定飘移值，则 DPU96保护分闸，同时DPU96控制输出，通过 硬线触点联跳33kV整流变进线开关及另外一 台1500V进线开关。
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2 1500V直流开关
基本构成 1500V直流开关选用SECHERON HSCB UR 40-82S直
流快速断路器，开关设置在小车上便于维护。1500V 直流开关主要由上部连接、下部连接、驱动装置、 合闸机构、分闸机构、大电流脱扣保护装置、灭弧 装置以及分合闸位置辅助触点组成。其中驱动装置 和大电流脱扣保护装置是1500 V直流开关的核心部分。
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1500V合闸驱动装置
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大电流脱扣保护装置整定
装置整定
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1500V小车线圈
线圈
Hale Waihona Puke Baidu
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小车动静触头
触头
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1500V直流开关控制
1500 V直流开关采用西门子DPU96测控保护单元，实现对开关的 控制、保护、测量及通信功能。主要功能如：
• I max (静态过电流分析) • ΔI (涌流分析) • di/dt (电流上升率分析) • 接触网热过负荷保护 • 定时限过电流保护 • 断路器故障保护 • 输出电压监视 • 联跳功能 • 框架故障处理 • 测量存储器 • 事件存储器 • 报警存储器
di/dt保护 直流馈线开关设置有di/dt保护，即电流变化率保
护。开关合闸后，测量装置不断检测开关主电路中 电流的变化率di/dt，当di/dt≥24 A/ms时发出报警， di/dt≥30 A/ms时触发DPU96产生中断。在40 ms内如 果电流变化率仍高于30 A/ms则40 ms后DPU96保护分 闸；如果40ms内电流变化率低于30 A/ms，则di/dt复 零，中断退出。
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地铁DC1500V直流牵引供电设备及原理 简介
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1 综述
采用1500V直流双边供电系统，在牵引变电所，通过 干式整流器实现24脉波整流，将33kV交流电转变为 1500 V的直流电，输送到母排后通过1500 V直流开关 经直流电缆输送到接触网上。
每座牵引变电所设两台整流机组，均接于同一段母 线上。每台整流变压器通过断路器与33kV母线连接。
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1500V直流开关控制
1500 V直流开关控制方式有三种： 1）在开关本体上直接分闸 打开1500V开关柜门，转动小车面板前的操作手柄至分闸位，不需 要经过DPU96判断条件可以直接分闸，也就是将机械转动直接作用 在大电流脱扣装置上，使开关脱扣分闸。 2）当地位分合闸 在1500V开关柜面板上用分合闸按钮发触发信号给本开关DPU96， 经DPU96运算判断后进行分合闸。 3）远方位控制 牵引所内4台馈线直流1 500 V开关的DPU96、2台进线直流1 500 V 开关及回流柜的S7各自通过通信模块，以PROFIBUS总线协议构成网 络，经牵引所内RTU进行通信协议转换后，实现牵混所中央信号屏、 牵混所监控微机、 OCC控制中心对1 500 V直流开关的分合闸，并取 得开关保护、电流电压量、操作记录等数据。
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1500V直流开关的保护
ΔI保护 直流馈线开关设置ΔI保护，即电流增量保护。
在di/dt被触发后（di/dt≥40 A/ms）持续1 ms， ΔI达到整定值4 000 A(馈线开关)，经过延时(1 ms)，ΔI动作，DPU96保护分闸。di/dt保护和 ΔI 保护是直流接触网末端短路的主保护。
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1500V直流开关的保护
接触网热过负荷保护 直流馈线开关设置有接触网热过负荷保护。由于
1500V的直流供电系统的电流较大，如果供电导体长 时间通过大电流，可能会因供电导体的机械强度降 低而导致故障发生。DPU96通过连续检测开关主电 路中电流的大小和时间计算，判断结果后发出报警， 如果电流持续增大则DPU96保护分闸并闭锁，经过 设定的冷却时间后才可以重新合闸。