牵引网保护
牵引供电系统继电保护原理
继电保护的分类？
1、按被保护对象分类，有输电线保护和 主设备保护(如发电机、变压器、母线、 电抗器、电容器等保护)。
2、按保护功能分类，有短路故障保护和 异常运行保护。前者又可分为主保护、后 备保护和辅助保护；后者又可分为过负荷 保护、失磁保护、失步保护、低频保护、 非全相运行保护等。
主变压器保护
主变压器故障类型：
1、变压器油箱内部故障(油箱爆炸)： 线圈间的多相短路、单相层间短路、匝间
短路、单相接地短路、铁芯烧坏 2、变压器油箱外部故障：
套管及引出线上的故障 3、不正常工作状态(绝缘老化引起内部故障)：
外部短路或过负荷引起的过流或温升，油 面降低
主变压器保护配置：
1、非电量保护：重瓦斯、轻瓦斯、温度、 压力、油位
牵引网故障性质：
单相交流供电网。
由于变压器低压侧有一相接地，牵引 网的正常工作相当于两相运行，牵引网的 对地短路是两相短路。
牵引网及其负荷的特点：
1、牵引网的结构复杂，运行条件较差，发生短 路故障的机会较多。
2、牵引网负荷电流变化剧烈，最大负荷电流很 大(多台机车同时取电、机车起动冲击)。
3、牵引网的阻抗比一般电力系统输电线的阻抗 大(末端短路电流小，灵敏度低)。
继电保护的分类？
3、按保护装置进行比较和运算处理的信 号量分类，有模拟式保护和数字式保护。
4、按保护动作原理分类，有过电流保护、 低电压保护、过电压保护、功率方向保护、 距离保护、差动保护、高频（载波）保进线(由电力系统负责)； 2、主变压器(自耦变压器)； 3、母线(不设专用的母线保护)； 4、馈线； 5、并联电容补偿装置。
电容器保护
这个5_牵引站供电线路的保护配置及其保护整定计算原则(南网规程)
系统〔2014〕88号附件牵引站供电线路的保护配置及其保护整定计算原则1 范围本原则规定了南方电网牵引站供电线路的保护配置要求及其保护整定计算原则。
本原则适用于南方电网牵引站供电线路的保护配置及其保护整定计算。
本原则适用于南方电网企业及用户负责继电保护管理和运行维护的单位。
有关规划设计、研究制造、安装调试单位及部门亦应遵守本原则。
2保护配置要求220kV牵引站供电线路应配置适应负荷波动特性的双套光纤差动保护，对于三相式供电模式，每套保护配置三段式相间及接地距离、两段或四段零序过流（和流）保护、一段PT断线相过流及零序过流的后备保护。
对于两相式供电模式，一般不配置接地距离保护。
110kV牵引站供电线路，一般为三相式供电模式，应配置三段式相间及接地距离、四段零序过流保护、两段PT断线相过流保护的后备保护。
具备光纤通道的110kV线路，可配置一套光纤电流差动保护。
对于长度不超过8km 的短线路、同杆架设的双回线应配置一套光纤电流差动保护。
对多级串联的线路，为满足快速性和选择性的要求，应装设一套光纤电流差动保护。
3 保护整定计算原则本整定计算原则主要明确了牵引站供电线路保护与一般线路保护相比存在的特殊点，其他未明确的整定计算原则均按照《南方电网220kV～500kV系统继电保护整定计算规程》（Q/CSG 110028-2012）及《南方电网10kV～110kV系统继电保护整定计算规程》（Q/CSG 110037-2012）的有关规定执行。
本原则中的牵引站供电线路特指与牵引站直接相连的输电线路。
本原则明确了牵引站供电线路系统侧的整定计算原则，适用于单线单变的接线型式，其他接线型式视具体情况综合考虑。
3.1 总则3.1.1牵引站作为大用户站，是电网的组成部分，其安全运行关系到电网稳定，牵引站供电线路的保护整定计算以保证电网安全稳定运行为根本目标，同时考虑大用户的需求。
3.1.2牵引站新建、扩建或改建工程中，铁路部门应根据工程项目建设进度按规定时间（新建、扩建工程投产前3个月，改建工程投产前1个月）向整定计算部门以书面格式提交牵引站供电线路重合闸方式要求、牵引站接线图、运行方式、最大负荷电流、站内保护配置情况及牵引变阻抗、接线型式等资料。
牵引网阻抗计算—计算单线牵引网等值阻抗(高铁牵引供电系统)
单链形悬挂布置示意图
接触网-地回路与轨道-地回路互阻抗Zωr
计算实例
已知：Dg=932×103mm dr=1435mm 导高H=6200mm ， 承力索与导线 间平均距离dcm=1033mm
dcr
62002
1435 2
2
6241(mm)
dmr =
(6200 1033)2
1435 2
2
dmr =
(6200 1033)2
1435 2
2
7268(mm)
• (4)地回路的等值深度Dg
Dg
0.2085 0.2085 932103(mm)
f 109 50104 109
项目三 牵引网阻抗计算
03 计算单线牵引网等值阻抗 案例1-2：计算接触网-地回路阻抗
案例：计算牵引网单位等值阻抗
6.25
4.74
0.20
415
1057
7.00
5.31
0.158
485
钢芯 LGJ-95 铝绞
铝 94.23
钢
铝
钢
17.81 28×2.07 7×1.8
401
6.84
6.50
0.315
335
线 LGJ-120 116.34 21.99 28×2.30 7×2.00 495
7.60
7.22
0.255
380
(0.05 j0.429) / km
案例1-2：计算接触网-地回路等值阻抗
计算接触网-地回路的等值阻抗Zω
• 用代数法计算
Z =Zcm Zc
Zcm Zm Zcm
Zm 2Zcm
Zc Zcm Zm Zcm
0.05 j0.429 (0.228 j0.767 0.05 j0.429)(0.25 j0.768 0.05 j0.429) 0.228 j0.767 0.25 j0.768 2 (0.05 j0.429)
煤矿井下牵引网络杂散电流防治技术规范
煤矿井下牵引网络杂散电流防治技术规范1. 引言煤矿井下巷道中的牵引供电系统，经常会遇到网络杂散电流问题，这些电流会引起设备损坏、安全事故等问题。
为了确保煤矿安全生产，必须采取相应的防护措施。
本文档旨在制定煤矿井下牵引网络杂散电流防治技术规范，指导煤矿井下牵引系统的设计和运行。
2. 牵引系统概述煤矿井下的牵引供电系统主要由输电线路系统、变电所、配电线路系统、接触网和牵引车组成。
其中，输电线路系统和变电所负责将电能从地面输送到采煤工作面；配电线路系统则将电能分配给不同的电机。
接触网则是将电能传输到架空的牵引电缆上，最终供给牵引车使用。
3. 网络杂散电流产生原因煤矿井下牵引供电系统的网络杂散电流，主要由以下几个方面原因引起：3.1. 牵引车与接触网之间的电容耦合牵引车与接触网之间存在着电容耦合问题，当接触网上的电位发生变化时，会在牵引车上产生电流。
这些电流就是网络杂散电流。
3.2. 牵引车电机中的谐波牵引车电机中产生的谐波电流，会使得牵引电缆中的电位发生变化，从而引发网络杂散电流。
3.3. 接触网地线电阻和周围矿岩的低电阻率当接触网接地电阻较大，或周围的矿岩电阻率较低时，接触网上的电位变化会更加明显，从而增加了产生网络杂散电流的可能性。
4. 网络杂散电流防治技术规范为了防止煤矿井下牵引供电系统中的网络杂散电流问题，我们需要采取相应的防治措施。
具体规范如下：4.1. 牵引车接地对于每台牵引车，均应通过接地装置对车体进行接地。
接地电阻应小于1Ω。
4.2. 接触网接地装置接触网的接地装置应与输电线路及变电所共用，接地电阻应小于1Ω。
4.3. 牵引电缆的安装与保护牵引电缆应采用双屏蔽结构，并使用抗干扰高强度材料进行保护。
电缆连接柜应采用带电快插件，避免接触不良带来的异常电流。
4.4. 接触网防护为了减小接触网与地面的电容耦合问题，可以加装接触网强制排流器，将接触网上的电荷排放至地面，减少电荷积累和接触网的电位变化。
不同供电方式下牵引网保护配置及整定计算—牵引供电方式(铁路牵引供电系统继电保护)
全并联AT供电方式
全并联AT供电方式
全并联AT供电方式是在复线AT供电方式的基础上，通过 AT 所、 分区所的母线和断路器，将上下行牵引网并联连接的供电方式。上 下行牵引网虽然都有各自的断路器，但在正常情况下均为一用一备 运行方式，即上下行牵引网共用一台断路器。
全并联AT供电方式
图3.8 全并联AT供电方式示意图
带回流线的直接供电方式
1
2 6
T 5 3 4
R
图3.5 带回流线的直接供电方式示意图 1—牵引变电所；2—接触网；
3—电力机车；4—吸上线；5—回流线；6—钢轨
带回流线的直接供电方式
带回流线的直接供电方式的特点
1 减少流入大地的电流，减轻对通讯的干扰危害。 2 降低钢轨电位，减小馈电回路的阻抗。
3 馈电回路和设备简单、投资省、运营维护方便。
AT供电方式
AT供电方式
AT（Auto Transformer 自耦变压器）供电方式，即225kV供 电方式，是指AT变压器跨接于接触网（T线，Touch）和正馈导线 （F线，Feeder）之间，其中点与钢轨及沿接触网线路同杆架设的保 护线（PW线，Protecting Wire）相连的一种供电方式。
直接供电方式
直接供电方式
直接供电方式（TR供电方式），是在牵引网中不加特殊防护措 施的一种供电方式。电气化铁路最早大都采用这种供电方式，它一 根馈线接在接触网（Touch）上，另一根馈线接在钢轨（Rail）上。
直接供电方式
1
2 T
3 4
R
图3.1 直接供电方式示意图 1-牵引变电所 2-接触网 3-机车 4-钢轨
上行 下行
直接供电方式
直接供电方式的特点
牵引网馈线自适应保护配置方案
牵引网馈线自适应保护配置方案作者：镇方胜来源：《海峡科学》2009年第05期[摘要] 分析了牵引网馈线自适应距离保护、自适应电流速断保护、自适应电流增量保护和自适应过电流保护的原理，提出了牵引网馈线自适应保护的配置方案，初步设计了牵引网自适应馈线保护装置。
[关键词] 牵引网馈线自适应保护配置1 引言牵引负荷是单相、变化的负荷，主要与线路情况、机车类型、列车重量和运行速度有关；牵引负荷电流中含有丰富的谐波成分，负荷的阻抗角大；牵引网供电臂供电距离长，且牵引网阻抗较大，相应的短路电流小；由于牵引负荷为移动负荷，接触网故障发生的几率较电力系统输电线路要频繁得多。
由于牵引负荷的特殊性以及牵引网故障频繁的特点，牵引网馈线保护在牵引供电系统的保护中占有重要地位。
本文借鉴电力系统中自适应保护的较完善的理论和运行经验，研究根据牵引负荷特点构成的牵引网馈线自适应保护方案，具有重要的理论和实际意义。
2 牵引网馈线自适应保护的原理2.1 自适应距离保护在现有的牵引网馈线保护装置中，一般采用距离保护作为主保护。
由于电力机车经常运行在起动、调速、再生制动等工况下，以及降弓通过电分相再合闸时引起励磁涌流，因此，当线路上既有正常负荷又有再生负荷或励磁涌流时，其综合负荷就可能落入保护动作区，造成常规距离保护的误动作，如图1所示。
线路正常负荷运行时，由于电力机车为整流负荷，含有丰富的奇次谐波，其中以三次谐波的成分最高，一般可达到20%～30%，当存在再生负荷时，三次谐波的含量可以达到40%。
而机车通过电分相或空载投入AT 牵引网时，产生的励磁涌流中含有丰富的二次谐波分量。
与之相比，当接触网发生短路故障时，由于电力机车被旁路，短路电流基本为正弦波。
因此，可以根据谐波成分的大小来区分负荷电流和故障电流。
定义综合谐波含量为：其中、、、、分别为负荷电流中的基波、二、三、五、七次谐波。
阻抗继电器的动作方程为：其中，R、X 为阻抗继电器的测量电阻和电抗；、分别为阻抗继电器的电阻和电抗整定值。
《高速铁路概论》大作业
高铁作业1、评价弓网受流质量的主要指标有哪些？具体含义是什么？（1）弓网间动态接触压力弓网间的动态静态压力直接反映了受电弓弓头与接触导线的接触状态，弓网间接触力的大小受受电弓的静态抬升力、空气动力及垂直方向上的质量惯性力等因素决定。
主要从接触力的最大值.最小值和标准偏差评价。
（2）接触导线最大垂直振幅接触导线最大垂直振幅指受电弓滑板在一个跨距内的振动振幅，即上下震振动的范围，一般用两倍振幅表示。
它反映了受电弓弓头垂直方向的振动情况，最大垂直振幅受接触网的安装尺寸影响，它越小，表明受电弓运动轨迹越平滑，受流质量越好。
根据我国提速和高速试验，杰出导线的最大垂直振幅为150mm。
（3）接触导线的抬升量接触导线的抬升量指受电弓经过时，接触导线的最大抬升量。
受流系统中，受电弓和接触导线的运动振幅越小，受流质量越好。
一个好的受流系统，受电弓的振幅应均匀。
V<160km\h时为100mm,v>160km\h时为150mm（4）离线高速列车运行时，当受电弓与接触导线失去接触时就发生了离线。
由于高速列车运行中，受电弓的取流很大，弓网离线时，必然伴随着电弧，从而加大滑板和导线的电磨耗，引起电磁干扰；当发生大离线时，电弧也不能维持电流通路时，还造成动车失压，保护动作需要重新启动，影响辅助用电对再生制动车还会引起逆变颠覆。
{1}最大离线时间小于100ms{2}求解离线率（5）硬点评定高速列车运行时接触导线对受电弓滑板冲击的主要指标是受电弓滑板受到的垂直方向和线路方向上加速度的最大值。
受电弓滑板所受到的纵向和垂直加速度，根据高速列车受电弓使用的滑板类型来确定硬点的评判标准。
（6）接触网的静态弹性差异系数（7）接触导线弯曲应力弯曲应力的允许值为500微应变。
2、请简述牵引供电系统的供电方式及其优缺点。
（1）直接供电方式直接供电方式是在牵引网中不加特殊防护措施的一种供电方式。
它将一根馈线接在接触线（T）上，另一根馈线接在钢轨（R）上。
ddl保护
1 DDL 保护的概述在我国早期的城市轨道交通直流牵引供电系统中，通常采用大电流脱扣和过电流保护相互配合实现对牵引网的保护，如早期的北京地铁、天津地铁等。
大电流脱扣属于断路器的本体装置，它采用电磁脱扣原理，短路点距变电所越近，短路电流的上升率越大，电磁脱扣跳闸时间也将越短，因而大电流脱扣主要用于近端短路保护。
而对于短路点在远端的情况下，由于短路电流相对较小，大电流脱扣的时间也较长，甚至于不能有效保护，过流保护虽能有效地保护到线路的末端，但其延时较长，保护的速动性有所降低。
随着近几年我国城市轨道交通的迅速发展，一种反应电流变化趋势的保护，即DDL 保护，又称电流变化率（di/dt）和电流增量（DI）保护，逐渐成为直流牵引网末端短路的主保护。
目前DDL 保护装置仍采用国外引进的保护单元，在国内各地的工程建设中，因各地的实际情况不同，所采用的保护装置也不相同，如上海地铁采用了ADTRANS 的DCP106 保护单元，广州地铁采用了SIEMENS 公司的DPU96 保护单元，津滨轻轨则采用了Secheron 公司的SEPCOS 保护单元，虽然各公司的产品不同，动作逻辑也不尽相同，但是动作原理基本一致。
津滨轻轨接触网因周边环境影响而发生的故障率比地铁及其它城市轻轨要高。
SEPCOS 保护装置具有动作灵敏，可靠系数高，故障判断准确，重合闸次数可调整等优点，非常适合津滨轻轨直流牵引供电系统的运行特点。
2 SEPCOS 装置DDL 保护的动作逻辑直流牵引供电系统不同于交流牵引供电系统，在交流牵引供电系统中利用交流电的特性可以有各种不同形式的保护装置，而直流牵引供电系统机车取流不是总保持在一个水平上，因受到机车起步、加速等操作环节的影响，电流变化频繁而复杂。
所以采用DDL 保护功能，用于牵引直流供电系统中作为主保护，主要就是通过分析电流上升率di/dt，电流增加持续的时间t 和电流增量DI，检测远距离短路故障，其故障电流低于断路器的大电流脱扣整定值。
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
牵引网馈线自适应保护原理及配置方案研究
定 义综合谐波含量为： ： Ｋ
｝
１１
， 其
中 ，、２ ，、５ １ 分 别 为 负 荷 电 流 中 的基 波 、 、 ｌ，、３ １、７ 二 三 、 、 次谐波 ． 五 七 阻抗 继 电器 的动作 方程 为
作者简介 ： 邸荣光 （９２ ， ， 北秦皇岛人 ， １７ 一）女 河 华东交通大学讲师 ， 硕士 ， 主要从事 电力 系统及其 自动化 的教学与研究
文章 编 号 ：０５— ５３ ２０ ）２一 １ １ ５ １０ ０ ２ １０ ８０ （ ５ —０ ０
牵 引 网馈 线 自适 应 保 护原 理及 配 置 方 案研 究
邸 荣光
（ 华东 交通 大学 电气与 电子学院 ， 江西 南 昌 ３０ １） ３０３ 摘要 ： 首先讨论 了影响 牵引 网馈 线保护原理及 配置的 因素 ， 然后 分析 了牵引 网馈 线 自适 应保护 的原理 ， 中重 点探 讨对 距 离 其 保 护传统阻抗 多边形进 行改进的可行性 ， 并利 用现 场运行数据进行 了仿真验证 ， 最后提 出了牵引网馈 线 自适应保护 的配置方
：
Ｒ
常运行 时， ０ 从 而使 和 乘 以一个小 于 ｌ Ｋ＞ ， 的系数 ， 当于把多边形阻抗继电器 的线路边和负 相
荷边 收缩 了； 车运行 于再 生制 动状 态 、 过 电分相 机 通 或空载 投入 Ａ Ｔ牵 引 网 时 ， 电流 中的 谐 波 分 量 会 比 正 常运行 时更大 ， 阻抗 继 电器 的动作边 界也 缩小 了 ；
要 的理 论和实 际 意义 ．
ｆ ．
＼ ，ｌ Ｏ
一
图 １ 牵 引 负 荷 特 性
线路 正 常负荷 运行 时 ， 于 电力 机 车 为整 流负 由 荷 ， 有丰 富 的奇次谐 波 ， 中 以三次谐 波 的成 分最 含 其 高 ， 般 可 达 到 ２ ％ ～３ ％ ； 车 通 过 电分 相 或 一 ０ ０ 机 空 载投入 Ａ Ｔ牵 引 网 时 ， 生 的 励 磁 涌 流 中含 有 丰 产 富的二 次谐 波分 量 ． 之相 比 ， 与 当接触 网发 生短路 故
牵引供电系统基本原理1-1
1 牵引供电系统的构成 2 牵引网供电方式（直供，BT, AT); 3 变压器、压互、流互原理
4 电气化铁路接地系统
5 扼流变压器工作原理
6 继电保护原理
参考书籍
1.《牵引供电系统分析》李群湛 贺建闽 2.《电气化铁道供电系统》曹建猷 3.《交流电气化铁道牵引供电系统》谭秀炳
1 牵引供电系统的构成
轨道: 在非电牵引情形下只作为列车的导轨。在电力牵引时，轨道除仍 具有导轨功能外，还需要完成导通回流的任务。因此，电力牵引的轨道， 需要具有良好的导电性能。
回流线:是连接轨道和牵引变电所的导线。通过回流线把轨道中的 回路电流导入牵引变电所的主变压器。
电气化铁路三大技术课题
① 负序电流：
动态单相取流，产生负序电流输入电力系统； 措施：三相-两相变压器；变电所换向连接；
牵引变电所
把电力系统供应的电能变换成适合电力机车牵引要求的电能
牵引变电所: 把电力系统供应的电能变换成适合电力机车牵引要求的电 能。
馈电线: 连接牵引变电所和接触网的导线。它将牵引变电所变换后的 电能送到接触网。
接触网: 是一种悬挂在轨道上方，沿轨道敷设的、和铁路轨顶保持一 定距离的输电网。通过电动车组的受电弓和接触网的滑动接触，牵引电能 就由接触网进入电动车组，从而驱动牵引电动机使列车运行。
电力系统向牵引供电系统供电示意图
牵引变电所：核心元件为变压器 (1) 三相YNd11接线； (2)单相Ii接线； (3)单相Vv接线； (4) Scott接线。
牵引网： 由馈线、接触网、轨（地）、回流线组 成。
（1） 直接供电方式 （2） 带回流线的直接供电方式 （3） 吸流变压器(BT)供电方式 （4） 自耦变压器(AT)供电方式
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。
牵引供电系统保护
牵引供电系统保护第一节牵引供电系统保护特点牵引供电系统的供电对象主要是电力机车。
而电力机车是移动的、大功率的单相负荷，因此它有别于电力系统的位置固定三相基本对称的负载。
为了适应电力机车沿线路移动，牵引网的结构比电力系统馈电线路要复杂得多。
同时，其工作条件也较恶劣，因为电力机车的受电弓与接触线一直处于快速滑动接触状态。
机车通过其接触点取流。
当接触不良时将会产生火花或电弧，使接触线过热，以致烧伤。
另外，由于受电弓对接触线有迅速移动的向上压力，使接触线经常处于振动状态，因此引起接触网机械故障的机率增大。
上述损伤及故障都可能导致牵引网短路。
牵引负荷不仅是移动的，而且其大小随时都在变化，某一电流值的持续时间往往可以秒来计算。
馈线电流值的变化范围极宽，一般在零和最大负荷电流值之间变动。
牵引负荷的大小主要与线路上的列车数量、机车功率。
牵引重量、运行速度以及线路情况等有关。
根据以上特点，设计牵引网保护时应考虑以下具体问题：1、牵引网保护无论在正常或强制供电状态时，均能保证足够的灵敏度和有选择的切除故障。
2、牵引网远点短路时短路电流较小，但近点短路时短路电流又相当大，为了减小危害，仍要求牵引馈线保护速动。
3、牵引馈线为长距离、重负荷线路，以距离保护作为主保护。
4、由于牵引供电系统出现励磁涌流的机会较多，为了避免其对保护的影响，一般对电流保护和距离保护均应采用二次谐波闭锁的方法。
5、牵引网的负荷阻抗角大，可达到30—40°，电力系统的负荷阻抗角通常为25°，应采用偏移平行四边形特性的阻抗保护。
第二节牵引供电系统保护一、主变压器保护1、根据电力设计规程的规定，牵引变压器应设置如下保护1）主要保护，主要保护由瓦斯保护和差动保护构成，瓦斯保护用于反映变压器油箱内部的短路故障，差动保护既能反映变压器油箱内的短路故障，也能反应油箱外引出线、套管上发生地短路故障。
主保护跳闸一般启动主变备投。
主变压器重瓦斯保护动作使断路器跳闸后，一般不能将变压器投入运行，只有确认是瓦斯保护误动或经过高压试验、变压器油化验均无异常后方可进行空载试投，若空载试投成功后可以正式投入运行。
高速铁路牵引供电系统继电保护研究
高速铁路牵引供电系统继电保护研究摘要：高速铁路的牵引供电系统的主要功能就是向电力机车提供连续可靠的电能。
但是，由于系统结构、供电方式、用电负荷的不同，牵引供电系统继电保护原理与电力系统有很大差别，因此，需要加强高速铁路牵引供电系统继电保护的研究。
基于此，文章就高速铁路牵引供电系统继电保护进行分析。
关键词：高速铁路；牵引供电系统；继电保护1.高速铁路牵引供电系统概述从组成上来看，高速铁路车辆牵引供电系统由牵引网、电力机车组和牵引变电所构成。
利用牵引变电所完成电能转化后，系统能够利用独立电源进线将电能传送给牵引网，从而为车辆供电。
而由于牵引负荷为单相负荷，所以需要利用特别变压器将负荷均匀分配到系统三相中。
在高铁上，则通常采用V/x接线等牵引变压器。
在供电方式上，系统主要采用全并联AT供电方式，设置有多个供电回路，所以在故障发生时会产生多个回路给短路点供电，对继电保护有特殊要求。
此外，高铁车辆采用交-直-交电力机车，电路谐波成分等有一定差异，因此也将影响继电器保护功能的发挥。
2.继电保护研究2.1线路保护研究2.1.1电力系统线路保护由于全线速动的需要，电力系统220kV以上电压等级的线路普遍采用以光纤为通信通道的线路电流差动保护作为主保护。
光纤电流差动保护简称光差保护，其保护原理建立在基尔霍夫电流定律的基础之上，具有良好的选择性，能快速地切除保护区内的故障，长期以来对其的研究一直不断。
电力线路能够应用电流差动保护的一个重要前提是电力负荷在被保护线路的区域以外，与牵引网有很大不同。
作为牵引网的负荷，电力机车或动车组会在牵引网区段内沿线移动。
如果牵引网采用差动保护，在负荷工况下差动电流将是所有负荷电流之和，差动保护的动作电流必须躲过最大负荷电流。
在此情况下，差动保护的动作电流与过电流保护的动作电流相同，两者的灵敏度也相同。
2.1.2牵引网保护高速铁路牵引网沿用了普速铁路采用的保护原理，主要有距离保护、过电流保护、电流增量保护等。
故障测距—牵引网故障测距(铁路牵引供电系统继电保护)
AT中性点吸上电流比故障测距
2.吸上电流比测距原理
（2）AT为理想变压器、钢轨对地全绝缘，沿线路阻抗参数均匀时。
根据回路电压方程、
基尔霍夫电流定律可得：
+1
D
++1
=
+1
D
++1
= +
9.33 AT供电牵引网故障时电流分布图
AT中性点吸上电流比故障测距
2.吸上电流比测距原理
XB4
BT
BT
BT
BT
BT方式
T
XB3
N
直供方式
XB2
BT供电牵引网
图9.28 BT供电牵引网
R
XB1
0
lB1
lB2
lB3
lB4
l
图9.29 直接供电和BT供电牵引网的X-l特征
直接供电和BT供电牵引网的X-l特征
− BT /2
=
n：故障牵引网在L范围内吸流变压器台数。
XBT：BT漏抗。
l
QF1
I1
QF2
L1
K
G1
QF
Zm
QF3
G2
I2
9.30 复线牵引网
L2
ሶ = 1ሶ + 2ሶ = 1ሶ + (1 + 2 − − 212 + 2 ) 2ሶ
复线牵引网
— QF1至k点的自主抗和互阻抗，Ω。
1、2 —上行和下行线的自阻抗，Ω。
12 —上行和下行线之间的互阻抗，Ω。
1ሶ 、2ሶ —流过上行线和下行线的故障电流，A。
复线直供方式牵引网故障测距
l
QF1
城市轨道交通供电系统运行与管理11-牵引供电系统保护
15
四、钢轨电位限制装置
16
四、钢轨电位限制装置
由于走行轨对地绝缘安装，有时走行轨对地存在着高电位，当牵引 电流通过钢轨时产生电压降，特别是大双边供电时，钢轨对地电位 升高较大，可能达到120V或更高，而列车与钢轨之间是等电位的， 乘客有可能通过列车车体接触到这一高电位，特别是站台上安装了 屏蔽门之后，由于站台屏蔽门保护接地直接与钢轨连接，更增加了 乘客接触钢轨高电位的几率。
19
五、 di/dt 与ΔI保护
第五章 牵引供电系统
第11讲 牵引供电系统保护
1
直流保护概述
内 容 提 要
4 5
2
联跳保护
3
框架保护 钢轨电位限制装置
di/dt 与ΔI保护
一、直流保护概述
系统的“多电源”， 既当牵引网发生短 路时，并非仅双边 供电两侧的牵引变 电向短路点供电， 而实际上是全线的 牵引变电所皆通过 牵引网向短路点供 电。
14
三、框架保护
1999年6月广州地铁1号线由于钢轨电位升高，直流框架保护动 作，引起本所6个直流开关柜和进线2个35KV整流变柜跳闸，同时 分别联跳相邻两个变电所向故障所方向供电的各2个直流开关，导 致公园前和长寿路区间接触网大面积停电，影响行车42分钟。
2005年1月3号，深圳地铁才开通几天，同样由于框架保护动 作，导致深圳地铁4号线全线瘫痪，影响行车近4个小时。
6
Байду номын сангаас
一、直流保护概述
所谓远后备保护，即保护开关上一级 开关的保护，而近后备保护则指保护 开关本身所设置的后备保护。
7
二、联跳保护
所谓联跳，就是一个开关事故 跳闸后，同时启动联跳装置发 跳闸信号去强迫与其相关的所 有开关跳闸。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1,牵引网的电气特征 2,牵引网保护方式
一,牵引网电气特征 1,牵引网的结构复杂,运行条件较差,因而发生短路故障 的机会相对较多. (1) 工作环境差,受电力机车受电弓的冲击较严重. (2) 结构复杂,要保证高弹性和小驰度,多采用链型悬挂. (3) 铁路站场睛的接触网纵横交错. (4) 接触网穿越铁道的桥梁,隧道,其电净空有限. (5) 接触网的悬挂点多,气侯环境变化大. (6) 接触网工作环境污染较严重. 2,牵引网负荷电流变化剧烈,最大负荷电流很大. (1) 电力机车为移动负荷. (2) 电力机车在供电区间中的分布密度与列车运行图相关. (3) 单台电力机车的取流可达到300～500安培. (4) 列车的牵引重量的改变也会影响电流的变化. (5) 列车运行的坡道也与负荷电流相关.
3,牵引网的阻抗比一般电力系统输电线的阻抗大. (1) 一般输电线路的单位阻抗为0.4/km. (2) 单线牵引网的单位阻抗为0.54/km. (3) 采用BT供电方式的牵引网,由于在回路中串接入 吸流变压器,以及将轨道和大地并联回路线代替,因此,牵 引网的单位阻抗还会增大50%左右. (4) 牵引网阻抗大,所以短路电流小. 4,牵引网的负荷阻抗角较大,短路阻抗角较小. (1) 一般电力系统中的负荷功率因数角,即负荷阻抗角约 为25°左右,而牵引网的负荷功率因角为30°～40°, 计算时多选取为37°. (2) 负荷阻抗角大,是由于功率因数较低形成的,由于电 力机车的功率因数较低. (3) 牵引网的短路阻抗角也比一般输电线路的短路阻抗 角小,其原因是牵引网阻抗中的电阻成分较大,而输电线路 的电阻成分较小.
2,单线双边供电 , (1)在牵引变电所可以采用两段式保护,在分区亭可以采 用一段保护. (2)两段保护的方案有 ① 两段电流保护,I段瞬时速断电流保护,Ⅱ段过电流保护. ② I段瞬时动作电流速断保护,Ⅱ段为方向性距离保护. ③ 两段距离保护. (3)动作时限 第I段为固有动作时限,第Ⅱ段取0.3～0.5秒. . . (4)阻抗元件接线 Uj=Uca Ij=-Ib 3,复线单边供电 , ① 母线附近短路时,保护动作的时间误差. ② 复线牵引网的短路阻抗计算中还应考虑进两条牵引网的 互阻抗.
5,牵引网负荷电流的波形畸变较大. (1)电力机车采用整流器之后,会反逆出大量的三次谐波. (2)三次谐波占基10～13%以上. 二,牵引网保护方式 1,单线单边供电 单线单边供电 (1)电流保护 ① 动作电流 不考虑自起动系数,因为机车为移动负荷. 不考虑返回系数,因为负荷电流大. ②若取灵敏系数1.5,可靠系数1.2 得Ikmin=1.8IFLmax 电流保护的灵敏系数不能满足要求时,只能做为辅助保护. (2)距离保护 在电流保护的灵敏性不能满足要求时,可采用距离保护做为 主保护.距离保护应能保护到馈线(牵引网的末端,所以动 作值应按最小负荷阻抗计算,灵敏系数≥1.5,精确工作电 流校验应大于1.5,测量元件应采用带方向性的园特性或四 边形特性元件.
BT供电方式下互阻抗可忽略, AT供电方式下和直供方式下均应考虑在内. ③ 在牵引网末端短路时,保护装置的测量阻抗中的接地电 阻部分会增大2倍.
�