地铁DC1500V直流牵引供电设备原理
地铁直流牵引供电系统保护原理及配置简析
地铁直流牵引供电系统保护原理及配置简析摘要：轨道交通牵引供电系统普遍采用直流系统，为了保证列车正常运行和在故障情况下保障设备及人身安全，需要对直流供电系统配置详备的保护系统，本文主要分析了直流保护系统设计需考虑的因素及一般的整定计算的方法。
关键词：直流保护；计算方法；保护配置1引言随着我国国民经济的持续发展，城市交通日趋紧张，而地铁成为解决大中城市交通拥挤问题的最佳方案。
为了降低工程造价，设备国产化又是发展的主要原则。
目前，在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，国内主要城市的地铁直流保护均采用进口一体化设备，主要有Siemens公司的DPU96和瑞士Sechron公司的SEPCOS。
本文提出了直流牵引供电系统保护配置要求、原则以及整定计算方法，通过对直流保护系统原理的分析，希望能对轨道交通直流供电系统保护设备的国产化有所帮助。
2直流保护系统配置原则及应考虑的主要因素对于不同的地铁牵引供电系统，直流牵引系统的保护配置可能不相同，但是保护的作用是相同的。
牵引变电所内的直流系统的故障形式主要有：短路故障，过负荷故障，过压故障等，最常见也是危害最大的属短路故障。
短路故障与发生的短路点位置和短路性质密切相关，直流短路系统保护装置应能保证系统在发生短路故障时能够快速、有选择性切掉故障线路；在系统过负荷时能够发出报警；在故障消除后能够尽快的恢复供电。
另外在保证系统能够安全可靠供电的前提下，直流保护系统配置应力求简洁，避免保护配置过多，增加保护配合难度，同时也增加了工程投资费用。
基于以上原则，直流保护系统同时应考虑以下因素：（1）各种保护之间的相互配合关系，保证在直流系统发生短路故障时能可靠地切除故障；（2）保证列车正常运行时不会误跳闸而影响列车运行，能够避免列车的启动电流的影响和列车过牵引网分段时冲击电流的影响；（3）1500V直流馈线的保护配置应保证直流供电系统正常及越区供电情况下牵引网在近端、中部及远端发生短路故障时均能快速跳闸。
地铁DC1500V直流牵引供电设备原理 PPT
反向电流保护
直流进线开关设置有反向电流保护。对于进
馈线开关联跳邻所功能及自动重合闸程序
当馈线开关DPU96检测判断发生大电流脱扣分闸、Imax保护、过电 流保护、di/dt保护、ΔI保护，DPU96通过硬线触点向邻所馈线1500V 直流开关发联跳信号 (设计整定脉冲宽度少于500 ms)，联跳邻所馈线 1500 V直流开关；邻所馈线开关DPU96检测到联跳信号后进行判断， 满足条件（联跳脉冲宽度少于500 ms）则跳闸并进入重合闸程序， 如果脉冲宽度大于500 ms（框架保护动作）则跳闸后退出重合闸程 序；供电分区两端的馈线开关跳闸后，如果DPU96进入重合闸程序， 小车的快速合闸功能设定在开启状态，检测到正负极电压高于
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。
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，
地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳功能的优化探讨
地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳功能的优化探讨摘要近年来，我国的地铁事业得到了较大程度的发展，在我国的很多个城市中得到了建设。
在本文中，将就地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳原理及功能优化进行一定的分析与探讨。
关键词：地铁牵引供电；DC1500V系统；双边联跳原理；功能优化1 引言地铁是我国重要的一项交通基础设施，而随着我国地铁事业近年来的发展，在系统设计方面也具有了更为完善的特征。
目前，我国城市轨道所使用的供电系统主要为双边供电方式，对于这种供电方式来说，其能够较好的对直流馈线断路器的电流保护进行实现。
而在该种模式实际供电的过程中，也存在着一定的问题，当馈线保护装置出现故障时，往往会出现较短的电路电流，在这种情况下，往往需要对断路器实现脱扣保护动作才能够对该种故障问题进行解决。
此外，该种方式在越区供电的情况下，也往往会由于其末端短路电流过小而不能够对断路器电流保护进行良好的实现。
面对此种情况，双边联跳则是对其进行保护的一个较好方式，对此，就需要我们能够在对双边联跳运行原理进行良好把握的基础上对其进行更好的应用。
2 地铁联跳回路原理2.1 在实际操作中，馈线断路器除了电流保护脱扣以及紧急分闸直接通过断路器本体动作情况之外，其它对断路器进行的操作都需要通过保护装置的逻辑判断以及指令输出对分合闸功能进行实现。
对于大电流保护脱扣以及紧急分闸在向本体保护装置发出跳闸的信号之后，则能够将信号传送到监控系统之中。
一般来说，瞬时过流保护、上升率保护、脱扣保护以及框架泄露保护等操作都会在不闭合对侧断路器的情况下向邻站发送联跳信号，而电流型框架泄露保护则会在发送联跳信号的同时对对侧断路器实现闭锁。
2.2 对于不闭锁断路器联跳情况来说，其在对联跳信号进行传输的过程相对来说较为复杂，主跳站的馈线柜跳闸并向邻站发送“联跳输出”信号，该信号在主跳站自动重合成功（断路器合位）后复归；被跳站的馈线柜接收到“联跳输入”信号后，该馈线断路器立即跳闸，其保护装置监视此“联跳输入”信号的脉宽时间；若该时间小于Tx（Tx 见备注），则该柜的自动重合功能被激活，否则其自动重合功能被闭锁。
地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳原理探讨
地铁牵引供电DC1500V系统双边联跳原理探讨摘要：深圳地铁3号线DC1500V直流系统双边联跳回路采用硬接线单一通道实现框架泄露保护、大电流脱扣保护、抬升率保护、过流保护及紧急停电按钮等的联跳发送和接收双向通道功能。
下面将对它的原理、调试方法、存在的缺点以及改进方法作进一步的分析。
关键词地铁牵引供电双边联跳联跳发送联跳接收Abstract: Shenzhen Metro Line 3 DC1500V DC bilateral tripping circuit hard-wired single-channel framework leak protection, high current trip protection, tripping of the uplift rate of protection, over current protection and emergency power outage button, etc. to send and receive the bi-directional channels function. See below for how it works, and debugging methods, shortcomings, as well as improved methods for further analysis.Key words: subway traction power supply; bilateral tripping; tripping sent; tripping receiver中图分类号: U231+.2文献标识码： A 文章编号：1 前言在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化巳是发展的主要原则，在一些关键的设备，性能较好的国产设备与国外设备相同配合，也有较好的成效。
深圳地铁3号线采用DC1500V直流牵引系统，牵引变电所直流系统开关设备采用上海成套厂的产品，这部分设备主要包括GE系列快速断路器、DCP106（116）综合自动化保护装置、负极柜、正极柜、馈线柜，除了这些以外每个牵引变电所还有一套双边联跳装置。
DC1500V系统
牵引站直流1500V系统(二) 1500V直流开关柜概述11号线牵引站直流1500V供电系统中，由1500V直流开关柜、整流变压器、整流器、排流柜等主要设备组成，这里先重点介绍1500V直流开关柜。
一、直流开关柜设备结构(1) 一般要求1500V直流开关柜为具有标准防护等级的金属封闭结构，由一系列标准化的单元组成，例如低压元件室，断路器手车室，线路测试元件室等，这种设计能保障正常运行、监视和维护工作安全方便地进行。
维护工作包括：元件的检修、试验、故障的寻找和处理等。
标准化单元间采用金属隔板或高强度绝缘板隔离，当某个单元内的元件发生故障时，不影响相邻设备，在运行中也便于操作员巡视、检查。
在开关柜固定部分和可移动的断路器手车间加装机械联锁机构，保证在正常使用条件下，特别是在短路时，不会由于电动力的作用而被意外地分开。
在每个开关柜内设置专用的低压元件室来安装Sitras Pro，PLC和各种继电器、仪表。
开关柜的结构采用诸如减震和电磁屏蔽措施，以减小由于开关分、合闸所产生的振动影响及电磁干扰影响，保证各种仪表、继电器及控制监视装置的可靠运行。
(2) 主回路的设计各功能单元主回路的导体(包括主母线和分支母线)和串联的元件，采用高强度的绝缘子支撑或相应的加强措施，使得各功能单元能承受所规定的额定电流和短路电流。
母线的允许温度或温升不得超过与绝缘材料相连接触头和金属部件所允许的温度或温升。
整流柜与正极柜采用电缆连接，正极柜通过母排与馈线柜连接，馈线柜通过电缆与架空接触网连接，负极柜通过电缆与回流箱(均流箱)连接。
(3) 外壳1) 外壳的结构外壳用优质钢板制成，外壳结构厚度2.5mm，外表覆以可靠的涂层以防腐、防锈；并具有足够的机械强度，使得装在外壳内的开关、操动机构及其它元件具有它们原来的机械特性和电气性能。
外壳后封板开有百叶窗，柜顶开有通风孔，以利柜内的空气顺利流动，防止冷空气在柜内的凝结，同时在故障时使其它有害气体正常逸出。
城市轨道交通DC1500V保护动作波形
城市轨道交通DC1500V保护动作波形（广州地铁集团有限公司广东省广州市 510000）摘要：本文收集城市轨道交通十几条地铁线路DC1500V直流开关柜保护跳闸波形，分析不同故障类型下波形呈现特性，提出应急处置要点。
首次引入直流开关柜分闸时间与列车高速断路器分闸时间对比概念，总结以上网电缆、列车高速断路器为分割的故障波形分析判断方法，提升从业人员基于直流开关柜跳闸波形判断故障性质准确性及应急处置效率。
关键字：城市轨道交通；DC1500V直流牵引供电；波形分析；应急处置Abstract：In this paper, more than ten metro lines DC1500V switchgear protection fault waveforms are collected, The waveform characteristics under different faults are analyzed and the key points of emergency treatment are put forward. It is the first time to introduce the concept of DC switchgear opening time and the subwaytrain high-speed circuit breaker opening time comparisonThe fault waveform analysis method based on cable and high-speed circuit breaker of subway train is summarized，improve the efficiency of DC switch cabinet tripping waveform judgment and emergency disposal.Key words: Urban rail transit; DC1500V DC traction power supply; Waveform analysis; Emergency disposal一、引言随着城市快速发展，城市轨道成为市民首选的交通方式，在一些大型城市，城市轨道交通出行人次超50%。
城市轨道交通牵引供电系统分析
城市轨道交通牵引供电系统分析摘要：近年来，轨道交通的运输规模不断增加，给人们的出行带来更加便捷体验的同时，也引起了很多人的担忧。
因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加，这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。
这需要不断引进新的技术，不断消化吸收，努力进行创新和再创新，同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高，所以对于其关键技术进行研究是有必要的。
关键词：城市；轨道交通；牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营，我们必须做好地铁供电系统的运行工作。
其关键作用是为地铁及其电气设备供电。
在地铁供电系统中，关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。
高压电源可以立即应用于市政工程的用电。
在供电的情况下，一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。
地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。
牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。
然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网，地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。
在地铁照明灯具供电系统中，不仅需要给照明灯具供电，还需要给离心泵和离心风机供电。
该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。
2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成，整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。
其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段；直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极，负极仍保留直流控制柜内的隔离开关，且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。
传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。
直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护；直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护，各种保护相互配合，从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。
广州地铁一号线DC1500V直流开关柜的控制原理及常见故障分析
广州地铁一号线DC1500V直流开关柜的控制原理及常见故障分析发表时间：2017-01-18T16:32:30.430Z 来源：《电力设备》2016年第22期作者：鲁晓珊[导读] 本文主要介绍了广州地铁一号线直流牵引系统的结构组成、运行方式、DC1500V直流开关柜的控制原理以及几种常见的故障分析。
（广州地铁集团有限公司运营事业总部广东广州 510310）摘要：本文主要介绍了广州地铁一号线直流牵引系统的结构组成、运行方式、DC1500V直流开关柜的控制原理以及几种常见的故障分析。
在掌握基本原理的前提下，根据故障现场实际情况分析总结，找出解决故障的最优方法。
为日后设备供电的可靠和解决DC1500V直流开关柜技术故障打好基础并积累宝贵的经验。
关键词：DC1500V直流开关柜；控制原理；故障分析1 前言随着城市的快速发展，地铁由于其具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点，逐渐成为广大市民外出交通工具的第一选择。
供电系统是地铁安全运行的动力源泉，深入地认识直流牵引供电系统的故障机理是提高牵引供电系统安全运行能力及相关保护控制技术的基础。
目前我国直流牵引供电系统故障机理研究稍显滞后，研究DC1500V直流开关柜的控制原理及常见故障，一方面可以确保向地铁列车提供安全可靠供电，减少甚至消除不必要的停电，提高经济效益，另一方面可以在直流牵引供电系统发生故障时，需要保护装置有选择性及时切除故障，保护供电设备及人员安全。
因此对于直流牵引供电系统、DC1500V直流开关柜的控制原理及其常见故障分析的相关问题研究具有十分重要意义。
2 DC1500V直流开关柜的控制原理2.1 一号线直流供电系统组成在城市轨道交通中牵引供电系统采用直流供电制。
广州地铁一号线的直流供电系统采用DC1500V的供电电压，电能从牵引变电所经馈电线、接触网输送给电动列车，再从电动列车经钢轨（称轨道回路）、回流线流回牵引变电所。
地铁直流1500v供电系统保护
摘要：本文以直流1500V双边供电的牵引变电所为例，介绍了地铁直流牵引变电所内各开关柜的保护配置，并详细阐述了主要保护的原理，如大电流脱扣保护、电流上升率保护、定时限过流保护、低电压保护、双边联跳保护、接触网热过负荷保护、框架保护等。
最后，对于目前的保护原理中存在的不足之处，本文也做了分析，如多辆列车短时间内相继启动可能会造成保护误动，小电流（尤其是有电弧的情况）短路故障与正常运行电流的区分，以及框架保护的选择性问题。
关键词：地铁直流保护0 引言在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化又是发展的主要原则。
在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，目前，国内主要城市的地铁直流保护设备均来自国外，例如广州地铁二号线选用的是德国Siemens公司的DPU96，武汉轻轨选用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。
通过对部分国外产品的研究，笔者认为，直流保护设备的原理并不是十分复杂，功能实现在理论上也没有任何障碍，希望通过本文的抛砖引玉，在将来的不久，能够看到国产的直流保护设备在我国甚至国际市场成为主流。
1 一次系统简介图1显示了一个典型的牵引变电所的电气主接线图，该所将主变电所来的交流高电压（典型值：33kV）经整流机组（包括变压器及整流器）降压、整流为直流1500V，再经直流开关柜向接触网供电。
我国上海和广州地铁的直流牵引供电系统均是如此，北京地铁采用的是第三轨受流器（上海和广州地铁则是架空接触网），其馈电电压为750V。
由于750V馈电电压供电距离短、杂散电流大，现在多采用1500V。
图2显示的是采用双边供电的上行接触网的分区段示意图（下行亦相同），一个供电区由相邻的2个牵引变电所同时供电，这种双边供电的方式提高了供电的可靠性，同时分区段的方式使故障被隔离在某个区段以内，而不致影响其它供电区段，因而被广泛采用。
本文中所讨论的保护原理均基于1500V架空接触网双边供电方式。
科技成果——城市轨道交通牵引供电系统制动能量回馈技术
科技成果——城市轨道交通牵引供电系统制动能量回馈技术适用范围交通行业城市轨道交通运输行业现状目前我国地铁和轻轨列车刹车制动时，车载电动机转为发电机运行，由此产生的再生制动能量将首先通过直流电网被相邻列车吸收，但当列车运行密度较低或相邻车辆也处于制动工况时，这些电能被吸收利用的几率会大大减小。
为了保证牵引供电网电压的稳定和列车安全运营，无法吸收的多余能量将由列车自身携带的制动电阻或地面制动电阻通过发热的形式消耗掉，这部分能量占列车运行牵引能耗的30%左右，造成大量的电能浪费。
成果简介1、技术原理采用该技术，在城轨列车制动时，可将原本消耗到车载或地面制动电阻上的列车制动能量回馈到35kV/33kV/10kV等交流公用电网，供给交流公用电网中的其他用电设备使用，实现能量回收再利用。
同时，再生能量回馈装置能够在交流电网功率因数较低时，作为静态无功补偿（SVG）装置运行，向交流电网补偿无功功率，提高功率因数，减少无功能量损耗，降低系统运营成本。
2、关键技术（1）高可靠性和高可用性的再生能量回馈系统技术在牵引供电系统中设置单独的再生能量回馈支路，该支路与二极管牵引整流机组在电路结构和系统保护方面具备良好的兼容性，具有多级交/直流过压保护、多级过流保护、温度保护、框架保护等系统保护功能，且回馈支路和二极管牵引整流机组支路互相独立工作，保证了整个系统的高可靠性和高可用性。
（2）城市轨道交通供电系统应用的底层控制技术底层控制技术包括基于空间矢量的两电平双模式过调制技术、高效锁相及电网故障判别技术和基于多绕组变压器的载波移相技术，能更好满足供电系统的应用要求。
（3）轴向多分裂高漏抗高解耦率变压器技术通过多绕组分裂式结构，解决变压器各绕组间相互耦合的难题，便于降低回馈系统工作时注入电网的谐波，保证回馈到公用电网的能量具备很好的清洁度，同时便于实现多支路并联，以适应不同情况下功率扩展的需求。
（4）再生能量回馈装置产品技术及模块化结构技术建立稳定的产品控制平台，模块化的结构设计实现了系统容量的灵活扩展，可维护性能好。
浅析地铁直流牵引变电所的保护原理
浅析地铁直流牵引变电所的保护原理许立国【摘要】在我国，地铁是城市公共交通发展的主要方向，也是缓解现有城市交通压力的主要方法和手段。
在目前的地铁工作中，设备国产化和电力稳定化已成为追求的重点，也是地铁行业发展的关键原则。
本文就以直流1500V双边供电牵引变压站为例，详细的阐述了地铁直流牵引变电所工作保护原理，以供相关工作人员参考借鉴。
【关键词】地铁；牵引变电站；保护；直流地铁在目前已成为环节城市交通压力的关键，已成为公共交通事业中的重要组成部分。
在目前的社会发展中，地铁也被称之为地下铁道，是一种地下运行的城市交通系统和捷运系统。
一般来说，地铁在运行中离不开变电站的配合与协助，变电站工作效率的高低直接关系着地铁运行安全与稳定性。
这就需要我们在工作中对地铁变电所进行深入系统的研究与总结，对其容易产生的种种缺陷与质量问题深入探讨与研究，从而避免由于变电所运行故障而造成的地铁运营影响。
1.牵引变电所概述牵引变电所是电力牵引的专用变电所。
一般来说，这种变电所主要是针对铁路系统和地铁系统设置的，是通过牵引变电所将区域内的电力系统传输过来的电力，根据电力牵引以及变电站的不同电压要求转变成为适用于电力牵引的电能。
然后在根据相关需要分别输送至沿线铁路的架空线路上，从而架设一定的接触网。
一般来说，牵引变电所在我们的生活中很少见到，但是它在交通运输行业中却较为常见，且是为车辆运行提供充足能源的关键。
一般来说，在目前的地铁运输系统中，电气化铁路沿线存在着诸多的牵引变电所，其相邻间距不能够超过50km。
在长的电气化铁路系统中，为了将高压输电线路电能能够形成一套系统化的管理模式和管理方式，一般都是在200～250km的范围之内设置相关的变电所，它在工作中除了需要具备一般变压器所拥有的电能转换之外，还需要将高压电网传输过来的电能通过相关的输电线路转化为普通电能输送给中间变电所，从而进行有效的传递。
2.牵引变电所结构组成牵引变电所是目前地铁运输领域中最为重要的电力系统之一，其在应用中是以单机容量为10000KV为主的降压变压器组成的，这种变压器结构模式也被我们在工作中常常称之为牵引变压器或者主变压器。
城市轨道交通供电系统—供电负荷的分类及要求
3.城轨供电方案
城市轨道交通系统是对于城市电网来说，属于一级负荷，即应由两路独 立的电源供电，当其中任何一路电源发生故障时，另一路应能保证一级负荷 的全部用电的需要。
在城市轨道交通供电系统中，牵引用电为一级负荷，而动力照明等用电负 荷根据实际情况分为一级、二级、三级负荷。
一、概述
1.供电系统
城市轨道交通的供电系统是为运营服务提供所需电能的重要系统，除了 为列车提供电力牵引的电能外，还为其他辅助设施包括照明、通风、空调、 给排水系统、通信、信号、防灾报警、自动扶梯、屏蔽门等重要设备提供电 能。
1.供电系统
城市轨道交通的供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力系 统和轨道交通供电系统实现输送或变换，最后以适当的电流形成（直流或交 流电）和电压等级供给用电设备。
在城市轨道交通供电系统中，牵引用电为一级负荷，而动力照明等用电负 荷根据实际情况分为一级、二级、三级负荷。
3.城轨供电方案
城市轨道交通作为城市电网的一个用户，一般都直接从城市电网取得电 能，无需单独建设电厂，城市电网对城市轨道交通进行供电，供电方式有集 中供电、分散供电和混合供电。
发电厂
主变电所
牵引变电所
降压所
DC1500V接触网 AC380V车站设备
3.城轨供电方案
（1）集中供电 根据用电容量和线路长短，在沿线建设专用的主变电所，经降压后供给牵
引变电所与降压变电所，有利于城市轨道交通供电形成独立体系。
集中供电方式下的供电系统的组成
各类低压
AC
110k V电 缆
主变电
所
接受城市 电网
110kV电 压等级的 电源，经 主变压器 降压为 33kV中压 后馈出
牵引站直流1500V系统__简介
牵引站直流1500V系统(二) 1500V直流开关柜概述11号线牵引站直流1500V供电系统中，由1500V直流开关柜、整流变压器、整流器、排流柜等主要设备组成，这里先重点介绍1500V直流开关柜。
一、直流开关柜设备结构(1) 一般要求1500V直流开关柜为具有标准防护等级的金属封闭结构，由一系列标准化的单元组成，例如低压元件室，断路器手车室，线路测试元件室等，这种设计能保障正常运行、监视和维护工作安全方便地进行。
维护工作包括：元件的检修、试验、故障的寻找和处理等。
标准化单元间采用金属隔板或高强度绝缘板隔离，当某个单元内的元件发生故障时，不影响相邻设备，在运行中也便于操作员巡视、检查。
在开关柜固定部分和可移动的断路器手车间加装机械联锁机构，保证在正常使用条件下，特别是在短路时，不会由于电动力的作用而被意外地分开。
在每个开关柜内设置专用的低压元件室来安装Sitras Pro，PLC和各种继电器、仪表。
开关柜的结构采用诸如减震和电磁屏蔽措施，以减小由于开关分、合闸所产生的振动影响及电磁干扰影响，保证各种仪表、继电器及控制监视装置的可靠运行。
(2) 主回路的设计各功能单元主回路的导体(包括主母线和分支母线)和串联的元件，采用高强度的绝缘子支撑或相应的加强措施，使得各功能单元能承受所规定的额定电流和短路电流。
母线的允许温度或温升不得超过与绝缘材料相连接触头和金属部件所允许的温度或温升。
整流柜与正极柜采用电缆连接，正极柜通过母排与馈线柜连接，馈线柜通过电缆与架空接触网连接，负极柜通过电缆与回流箱(均流箱)连接。
(3) 外壳1) 外壳的结构外壳用优质钢板制成，外壳结构厚度2.5mm，外表覆以可靠的涂层以防腐、防锈；并具有足够的机械强度，使得装在外壳内的开关、操动机构及其它元件具有它们原来的机械特性和电气性能。
外壳后封板开有百叶窗，柜顶开有通风孔，以利柜内的空气顺利流动，防止冷空气在柜内的凝结，同时在故障时使其它有害气体正常逸出。
直流1500V保护配置及原理参考资料
2、DDL+ Delta T
如果Delta t的测量值高于参数Tmax同时 Delta I的测量值高于参数Delta Imin，DDL+ Delta T保护动作同时跳闸信号启动。如在保 护出口动作前检测到电流变化率di/dt低于F， 整个保护复归，相关参数清零，DDL+ Delta T 保护的启动值与返回值为同一设置。
四、直流1500V框架保护。
DC1500V系统设备设一套框架泄漏保护装 置，其工作原理是所有直流设备框架对地采用绝 缘安装，所有框架通过电缆全部连接至1#负极柜， 并通过设置在1#负极柜内的框架泄漏电流继电器 一点集中接地，当发生正极对框架放电，放电电 流达到40A时，框架泄漏电流继电器动作跳本所 两台整流机组交流进线断路器及所有直流断路器， 并联跳左右两侧牵降所相应直流断路器，从而保 证变电所内人身和设备的安全。
• 其具体实现过程为：
•
首先，由一个变电所的一台馈线柜内 SEPCOS 型微机综合测控
与保护装置联跳发送回路发出联跳信号，然后，经联跳发送继电器
及相邻变电所间的联跳电缆，将此联跳信号发送到相邻变电所的向
同一区间供电的馈线柜内， 最后， 经该柜内联跳继电器进入
SEPCOS 型微机综合测控与保护装置， 使其实现联跳断路器动作。
7、直流馈线断路器的双边联跳及重合闸功能
（二）、Imax+
应用场合： 断路器本体大电流脱扣的 后备保护，电流设定值一般小于断路器本 体的定值，主要通过分析馈线电流识别故 障。 参数设置：
城市轨道交通车辆电气控制功能及原理浅析
城市轨道交通车辆电气控制功能及原理浅析摘要：轨道交通车辆作为城市轨道交通的重要组成部分，承担着载客的重要角色，车辆的电气控制具有控制复杂、安全系数高等特点,对轨道交通运营的安全有着重要的影响。
本文结合城市轨道交通车辆电气控制的特点，针对车辆电气控制的功能及原理进行了分析。
关键词：城市轨道交通车辆电气控制1 引言城市轨道交通车辆电气控制系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。
按其作用和功能可分为主电路控制系统、辅助电路控制系统、电气牵引控制系统等组成。
本文结合城市轨道交通车辆的特点，针对车辆电气控制功能及原理进行了分析。
2 主电路控制系统主电路由牵引电机及与其相关的电气设备和连接导线组成，其作用是将电网的电能转变为车辆运行所需的牵引力，当在电气制动时将车辆的动能转换为电制动力。
它是车辆上的高电压、大电流、大功率动力回路。
高压电器箱是车辆电气牵引系统主电路的前级构成部分，包含三位置隔离开关、高速断路器、库用电源插座、直流接触器、快速熔断器、反向隔断整流管等器件组成。
三位置隔离开关是用于车辆牵引电路、辅助电路、库用电源电路中高压主电路的接通与接地、隔离。
高速断路器用于主电路的故障保护；熔断器用于主电路的短路保护。
DC1500V电源从受受流器经过三位置开关、高速断路器送到高压电器箱，然后经差分电流传感器、充电接触器、充电电阻、线路接触器，送到后面的线路电抗器和牵引逆变器。
主要功能有：（1）给逆变器充电：列车运行时，控制高速断路器闭合，接受到方向指令后，充电接触器闭合，DC1500V电源经充电电阻给牵引逆变器内直流支撑电容器充电，充电完成后线路接触器闭合，然后牵引逆变器启动工作。
（2）续流、接地功能：当车辆处于牵引工况时，直流供电能量经高压箱进入牵引逆变器；当车辆处于再生制动工况时，负载能量经高压箱反馈回电网，或者由制动电阻消耗掉。
（3）差分电流检测功能：当差分电流传感器检测系统1500V正线与1500V 负线差值大于1A时，差分电流传感器会发出报警信号给DCU，当差分电流传感器检测系统1500V正线与1500V负线差值大于50A时，差分电流传感器会发出报警信号给DCU。
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
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
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。
Hale Waihona Puke 品文档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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框架保护系统配置图
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1500V直流开关的保护
馈线开关联跳邻所功能及自动重合闸程序 当馈线开关DPU96检测判断发生大电流脱扣分闸、Imax保护、
过电流保护、di/dt保护、ΔI保护，DPU96通过硬线触点向邻所馈线 1500V直流开关发联跳信号 (设计整定脉冲宽度少于500 ms)，联跳邻 所馈线1500 V直流开关；邻所馈线开关DPU96检测到联跳信号后进行 判断，满足条件（联跳脉冲宽度少于500 ms）则跳闸并进入重合闸程 序，如果脉冲宽度大于500 ms（框架保护动作）则跳闸后退出重合闸 程序；供电分区两端的馈线开关跳闸后，如果DPU96进入重合闸程 序，小车的快速合闸功能设定在开启状态，检测到正负极电压高于 DC1000V，则延时2秒后直接合闸。若检测到正负极电压低于 DC29.5V，则不合闸，闭锁小车线路测试。如果检测到正负极电压高 于DC29.5V，低于DC1000V，则启动线路测试，线路测试回路每次测 试总时间最长为85秒，每次测试时间为2秒，每次测试间的时间间隔 为15秒，共测试3次，若测试接触网电阻小于2欧姆则测试不通过，连 续3次测试不通过则DPU96退出重合闸程序。
城轨车辆用直流1500V三电平牵引逆变器
电压谐波可大大少 于两 电平逆 变 电路 的谐波 ； 另外 ， 每 个 主开关器件关断 时所 承受 的电压仅 为直流侧 电压 的
一
Ｃ Ｗ 、Ｔ 是 电流传 感器 ， Ｔ Ｔ ＣＳ Ｃ Ｓ检测直流 电路 电流 。
陈广 泰 高 永军 姜 新 生
（ 永济新 时速电机 电器有限责任公司 山西永济 ０４ ０ ） ４５ ２
ｎ
Ｖ Ｆ 变压变 频 ） ｌ 直交逆 变电路 。每辆动车装 有 １台 Ｖ Ｖ （ 牵引逆 变器柜 ， 内装有 １ 柜 个功 率模块 ， 每个功率模 块 分别 驱动 １个转 向架 上 的 ２台并 联 的异步 牵引 电机 ，
作 者 简 介 ：陈广 泰 ， ， 士 ， 级 工 程 师 ， 总 工 程 师 ， 事 铁 路 电 男 硕 高 副 从 力 电子 产 品 的 研 发 ， ｈ ｎ ｕ ｎ ｔｉ ｈ ｔ ｉｃ ｍ ｃ ｅ ｇ ａ ｇａ＠ ｏｍａｌ ｏ
２ ２ 支撑 电容器 的应 用 ．
支撑 电容 器作 为能 量缓 冲器 ， 直流 电路 的 电压 对
｝ 键词 城 ｛关 轨车辆 直流１０ 三电 牵引 ０ ５ Ｖ 平 逆变器 ｝ ｛中图 分类号 Ｕ６． ２４３ 文献标志码 Ａ
｝ 文章编号 ｛
｝ ｉ
１７ — ０３ ２ １ ）２ ００ — ３ ６２ ６ ７ （００ ０ — １３ ０
… …．… ． ．
充 电完 成后 ， 接触器 Ｉ ２闭合 ， 将预充 电电阻短路 ， 逆变
原理如 同 １ 示 。 所
ｌ ｝摘 要 介绍城轨 车辆 用直流 １ ０ ０Ｖ三电平 牵引逆 ５
ｉ 变器的主要技术参数 、 ； 主电路和总体结构 ， 阐述该逆变
(完整版)地铁一号线直流1500V供电
相应的机组正极电动隔离开关 分闸位置
相应的机组35KV断路器分闸位置
&
直流负极电动隔离开关可以分合操作
负极操作处 负极闭锁Y1
馈线柜
• 馈线柜安装于正极母排与接触网之间。 在柜内根据需要配置了正极母线、直流快 速断路器、控制保护设备等装置。
馈线柜装设手车式直流快速断路器，手 车能方便地拉出和推入。开关柜具有“运 行”、“试验”、隔离”三个明显位置。
（故障排除后，需要就 地或者远动复归，才能
操作 ）
被跳所相应馈出断路 器自动重合闸
• 线路测试整定值
• 线路快速测试最小电压： 1000V
• 线路快速测试启动延时： 2s
• 线路测试预暂停时间： 5s
• 测试时间：
2s
• 测试1与测试2间隔时间： 15s
• 测试2与测试3间隔时间： 15s
• 测试3以后的间隔时间： 15s
馈线柜参数
合闸线路测试
• 要检测一条无电压的线路是否短路，需要 通过测试回路将系统电压加在被检测的线 路上。根据评估标准，1号线地铁采用剩余 电压测量。
剩余电压测量
电压通过线路的剩余绝缘电阻进行测量。 如果线路没有短路，测量到的电压应在系 统电压范围内（29.4V）。 如果线路上有短路点，则在测试电阻上将 产生大部分的电压降。线路剩余绝缘电阻 的电压降将大大低于系统电压。
损掉10mm之多。但经验证明这样的情况 也只会在设备连续运行多年后才会发生。 磨损将导致触头压力的减小，同时合闸装 置的行程将会增加5mm。
当尺寸W变为3±0.5mm时，主触头必 须更换。
灭弧室（5800）的拆卸 完全拧开灭弧室固定螺栓（5818）和垫
片（5825Leabharlann 。 对于固定式安装结构，松开灭弧室角板
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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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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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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。
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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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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。
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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
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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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。
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
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
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
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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