第五章电力牵引供电网的保护
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5.牵引网的保护
5.1 交流牵引网及牵引负荷的特点
5.1.1 交流牵引网的特点
工作运行环境差，短路故障发生率高 牵引网机构复杂，结构阻抗大 供电距离长，末端负载电流小
采用灵敏度高、速动性好、躲过渡电阻能力 强、工作可靠、易于频繁动作的装置
5.1 交流牵引网及牵引负荷的特点
5.1.2 交流牵引负荷的特点
路间的互感影响 ➢ 在分区亭后短路时，阻抗继电器测到的过渡电阻将增大
27.5kV
27.5kV
(1) 过电流保护 原则：当牵引网末端最小电流为流过牵引网馈线最大负荷 电流的1.8倍以上时，过电流保护动作。
Iset Krel IL max 1.8IL max Kre
动作时限：t=0.1s
5.4 牵引网馈线保护的建立
5.4.2 直供方式下的保护方式
1.单线单边供电
27.5kV
1、牵引负荷是移动的，负荷电流变化范围较大(0～600A)； 2、牵引网供电距离长，而单位阻抗较大，故末端发生短路时，
短路电流较小；3、 3、电力机车变压器空载投入时将产生励磁涌流，数值较大； 4、电流的相位角是变化的，
牵引状态下：25°～40°，起动状态下：55°～60°， 短路时：65°左右 5、电流非正弦，含有大量谐波，短路时，三次谐波2～3% 6、牵引负荷造成的不对称，产生负序电流 →采用四边形阻抗继电器构成距离保护
27.5kV
(2) 距离保护 原则：按躲过牵引网馈线的最小负荷阻抗计算
Zset
1
ZL min
Байду номын сангаас
Krel Kre
灵敏度校验：Ksen≥1.5
5.4 牵引网馈线保护的建立
5.4.2 直供方式下的保护方式
2.单线双边供电
27.5kV A C
27.5kV B
要求：任何一点发生短路时，分区亭C及相应侧保护均应动 作，将QF跳闸。 ① 若能满足灵敏性的要求，设不带方向性的过电流保护；
5.4 牵引网馈线保护的建立
5.4.1 牵引网馈线保护的种类及作用
1、电流速断保护：与距离保护配合 2、过电流保护：距离保护的后备保护，保护线路全长 3、过负荷保护：反时限特性 4、距离保护：主保护 5、高阻接地保护：距离保护的铺助
5.4 牵引网馈线保护的建立
5.4.2 直供方式下的保护方式
1.单线单边供电
Iset Krel IL max 1.8IL max Kre
5.4 牵引网馈线保护的建立
27.5kV
5.4.2 直供方式下的保护方式
A C
2.单线双边供电
27.5kV B
（2）第Ⅰ段用电流保护，第Ⅱ段用方向距离保护
保证灵敏性
（3）两段距离保护 ❖第Ⅰ段：按A-C之间80﹪―85﹪的线路阻抗整定； ❖第Ⅱ段：按不超过A-C之间线路全长的线路阻抗整定。
5.4 牵引网馈线保护的建立
5.4.2 直供方式下的保护方式
3.复线单边供电
A
27.5kV
12
A
K
1
3
A
2 3K
形式上与单线双边供电类似→所设保护与时限均与单 线双边类似
5.4 牵引网馈线保护的建立 5.4.2 直供方式下的保护方式
3.复线单边供电
保护特点：
➢ 母线附近短路时，会发生“相继动作”现象 ➢ 短路后计算阻抗继电器的测量阻抗时，要考虑上、下行线
② 若不能满足灵敏性的要求，设不带方向性的距离保护；
5.4 牵引网馈线保护的建立
27.5kV
5.4.2 直供方式下的保护方式
A C
2.单线双边供电
27.5kV B
（1）两段电流保护 ❖电流Ⅰ段：躲过分区亭C短路时的最大短路电流；
IⅠ A,set
Krel •
Ik
max
❖电流Ⅱ段：与单线单边的过电流保护一致
5.1 交流牵引网及牵引负荷的特点
5.1.1 交流牵引网的特点
工作运行环境差，短路故障发生率高 牵引网机构复杂，结构阻抗大 供电距离长，末端负载电流小
采用灵敏度高、速动性好、躲过渡电阻能力 强、工作可靠、易于频繁动作的装置
5.1 交流牵引网及牵引负荷的特点
5.1.2 交流牵引负荷的特点
路间的互感影响 ➢ 在分区亭后短路时，阻抗继电器测到的过渡电阻将增大
27.5kV
27.5kV
(1) 过电流保护 原则：当牵引网末端最小电流为流过牵引网馈线最大负荷 电流的1.8倍以上时，过电流保护动作。
Iset Krel IL max 1.8IL max Kre
动作时限：t=0.1s
5.4 牵引网馈线保护的建立
5.4.2 直供方式下的保护方式
1.单线单边供电
27.5kV
1、牵引负荷是移动的，负荷电流变化范围较大(0～600A)； 2、牵引网供电距离长，而单位阻抗较大，故末端发生短路时，
短路电流较小；3、 3、电力机车变压器空载投入时将产生励磁涌流，数值较大； 4、电流的相位角是变化的，
牵引状态下：25°～40°，起动状态下：55°～60°， 短路时：65°左右 5、电流非正弦，含有大量谐波，短路时，三次谐波2～3% 6、牵引负荷造成的不对称，产生负序电流 →采用四边形阻抗继电器构成距离保护
27.5kV
(2) 距离保护 原则：按躲过牵引网馈线的最小负荷阻抗计算
Zset
1
ZL min
Байду номын сангаас
Krel Kre
灵敏度校验：Ksen≥1.5
5.4 牵引网馈线保护的建立
5.4.2 直供方式下的保护方式
2.单线双边供电
27.5kV A C
27.5kV B
要求：任何一点发生短路时，分区亭C及相应侧保护均应动 作，将QF跳闸。 ① 若能满足灵敏性的要求，设不带方向性的过电流保护；
5.4 牵引网馈线保护的建立
5.4.1 牵引网馈线保护的种类及作用
1、电流速断保护：与距离保护配合 2、过电流保护：距离保护的后备保护，保护线路全长 3、过负荷保护：反时限特性 4、距离保护：主保护 5、高阻接地保护：距离保护的铺助
5.4 牵引网馈线保护的建立
5.4.2 直供方式下的保护方式
1.单线单边供电
Iset Krel IL max 1.8IL max Kre
5.4 牵引网馈线保护的建立
27.5kV
5.4.2 直供方式下的保护方式
A C
2.单线双边供电
27.5kV B
（2）第Ⅰ段用电流保护，第Ⅱ段用方向距离保护
保证灵敏性
（3）两段距离保护 ❖第Ⅰ段：按A-C之间80﹪―85﹪的线路阻抗整定； ❖第Ⅱ段：按不超过A-C之间线路全长的线路阻抗整定。
5.4 牵引网馈线保护的建立
5.4.2 直供方式下的保护方式
3.复线单边供电
A
27.5kV
12
A
K
1
3
A
2 3K
形式上与单线双边供电类似→所设保护与时限均与单 线双边类似
5.4 牵引网馈线保护的建立 5.4.2 直供方式下的保护方式
3.复线单边供电
保护特点：
➢ 母线附近短路时，会发生“相继动作”现象 ➢ 短路后计算阻抗继电器的测量阻抗时，要考虑上、下行线
② 若不能满足灵敏性的要求，设不带方向性的距离保护；
5.4 牵引网馈线保护的建立
27.5kV
5.4.2 直供方式下的保护方式
A C
2.单线双边供电
27.5kV B
（1）两段电流保护 ❖电流Ⅰ段：躲过分区亭C短路时的最大短路电流；
IⅠ A,set
Krel •
Ik
max
❖电流Ⅱ段：与单线单边的过电流保护一致