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《淺議地鐵直流牽引供電系統(tǒng)保護(hù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、淺議地鐵直流牽引供電系統(tǒng)保護(hù) 摘要：隨著地鐵系統(tǒng)的快速發(fā)展,直流牽引供電系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用,研制高性能和可靠的直流保護(hù)是十分緊迫的。本文介紹了地鐵直流牽引供電系統(tǒng)中采用的幾種直流饋線保護(hù)方法，詳細(xì)分析了電流上升率保護(hù)(di/dt)及電流增量保護(hù)、過流保護(hù)、雙邊聯(lián)跳保護(hù)、自動(dòng)重合閘保護(hù)、框架保護(hù)的基本保護(hù)原理，并舉例說明了如何通過對(duì)電流上升率的測(cè)量來區(qū)分故障情況和正常運(yùn)行情況，為地鐵饋線保護(hù)的配置提供了理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：保護(hù)；饋線；直流；保護(hù)；地鐵中圖分類號(hào)：U231+.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：目前，國內(nèi)主
2、要城市的地鐵直流保護(hù)設(shè)備均來自國外，例如廣州地鐵二號(hào)線選用的是德國Siemens公司的DPU96，武漢輕軌選用的是瑞士Secheron公司的SEPCOS。通過對(duì)部分國外產(chǎn)品的研究，筆者認(rèn)為，直流保護(hù)設(shè)備的原理并不是十分復(fù)雜，功能實(shí)現(xiàn)在理論上也沒有任何障礙，希望通過本文的拋磚引玉，在將來的不久，能夠看到國產(chǎn)的直流保護(hù)設(shè)備在我國甚至國際市場(chǎng)成為主流。一電流上升率保護(hù)(di/dt)和電流增量保護(hù)ΔI6電流上升率保護(hù)(di/dt)和電流增量保護(hù)ΔI是兩種重要的保護(hù)。這兩種保護(hù)可以在短路發(fā)生的初期檢測(cè)到故障，相應(yīng)的斷路器可以在
3、短路電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)值之前將故障回路切除，保護(hù)設(shè)備的安全。它的原理是：直流牽引的正常電流與故障電流在特征上有比較明顯的區(qū)別。例如，假設(shè)列車的最大工作電流為4kA，列車起動(dòng)時(shí)電流從零增長(zhǎng)到最大電流值約需要8秒，那么一列列車正常的起動(dòng)電流上升率僅為0.5kA/s,而故障電流的上升率可達(dá)到單列列車起動(dòng)電流的幾十甚至上百倍。電流上升率保護(hù)(di/dt)（以下簡(jiǎn)稱di/dt保護(hù)）和電流增量△I保護(hù)（以下簡(jiǎn)稱△I保護(hù)）就是根據(jù)故障電流和正常工作電流在上升率這一特征上的不同來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的。在實(shí)際運(yùn)用中，di/dt保護(hù)和△I保護(hù)是通過
4、相互配合來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的，而且這兩種保護(hù)的起動(dòng)條件通常都是同一個(gè)預(yù)定的電流上升率值。在起動(dòng)后，兩種保護(hù)進(jìn)入各自的延時(shí)階段，互不影響，哪個(gè)保護(hù)先達(dá)到動(dòng)作條件就由它來動(dòng)作。在這一點(diǎn)上，有些類似于通常所說的定時(shí)限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。一般情況下，di/dt保護(hù)主要針對(duì)中遠(yuǎn)距離的非金屬性短路故障，△I保護(hù)主要針對(duì)中近距離的非金屬性短路故障（金屬性直接短路故障由斷路器自身的電磁脫扣裝置來跳閘）。在雙邊供電線路中，di/dt和ΔI保護(hù)整定的原則如下：（a）di/dt的整定值應(yīng)盡可能的小，以獲得盡可能大的保護(hù)范圍。6（b）di/
5、dt的整定值應(yīng)足夠大，以躲過列車的啟動(dòng)電流和濾波器充電電流。（c）ΔI的整定值應(yīng)足夠大，以躲過保護(hù)區(qū)域之外發(fā)生故障時(shí)的故障電流。（d）di/dt的延時(shí)應(yīng)足夠長(zhǎng)，以免越區(qū)跳閘。二過流保護(hù)過電流保護(hù)指故障電流超過過流保護(hù)整定值，故障出現(xiàn)時(shí)間超過保護(hù)整定時(shí)間后發(fā)出跳閘命令。它的動(dòng)作原理是：電網(wǎng)中發(fā)生相間短路故障時(shí)，電流會(huì)突然增大，電壓突然下降，過流保護(hù)就是按線路選擇性的要求，整定電流繼電器的動(dòng)作電流的。當(dāng)線路中故障電流達(dá)到電流繼電器的動(dòng)作值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作按保護(hù)裝置選擇性的要求，有選擇性的切斷故障線路。它可作為上述兩種保
6、護(hù)的后備保護(hù),在保護(hù)控制單元預(yù)先整定電流Imax值和時(shí)間T值。當(dāng)通過直流饋線短路的電流值在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間T內(nèi)超過Imax值時(shí)，過流保護(hù)裝置動(dòng)作使直流饋線斷路器跳閘來清除故障。顯然，Imax值應(yīng)小于大電流脫扣保護(hù)裝置動(dòng)作值,對(duì)于Imax值的設(shè)定，可分別設(shè)定正反方向的Imax＋值和Imax－值。三雙邊聯(lián)跳保護(hù)6由于行車密度大，導(dǎo)致負(fù)荷電流也較大，當(dāng)最大負(fù)荷電流可與饋線最小短路電流相比擬時(shí)，大電流脫扣的電流整定值不可能太小，這樣對(duì)于電流保護(hù)來說，保護(hù)范圍不可能太大。故在某些情況下，當(dāng)饋線發(fā)生短路故障時(shí)，可能會(huì)有一側(cè)直流斷路
7、器電流保護(hù)不動(dòng)作的情況。但由于△I和di/dt保護(hù)的靈敏度很大，無論饋線發(fā)生什么故障，它們都可動(dòng)作于跳閘，為進(jìn)一步提高保護(hù)的可靠性，所以對(duì)于雙邊供電的饋線，均考慮設(shè)置雙邊聯(lián)跳保護(hù)。雙邊聯(lián)跳保護(hù)的原理如下：一條接觸網(wǎng)的兩段，左邊一段由牽引變電所A和B（簡(jiǎn)稱A站和B站）供電，右邊一段則由B站和C站供電，當(dāng)短路點(diǎn)發(fā)生在靠近A站的c位置時(shí)，A站的大電流脫扣保護(hù)首先動(dòng)作，而B站則由于短路電流小等因素，大電流脫扣和di/dt等保護(hù)均無法動(dòng)作，位于A站的雙邊聯(lián)跳保護(hù)則發(fā)出聯(lián)跳命令，將B站相應(yīng)的開關(guān)跳開。當(dāng)B站退出運(yùn)行時(shí)，則B站越區(qū)
8、隔離開關(guān)合上，雙邊聯(lián)跳保護(hù)根據(jù)B站越區(qū)隔離開關(guān)的位置判斷另一端是由C站相應(yīng)的開關(guān)供電。四自動(dòng)重合閘6使用自動(dòng)重合閘的目的是為了在瞬時(shí)性故障（雷擊、架空線閃路等）消除后使線路重新投入運(yùn)行，從而在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于直流牽引系統(tǒng)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生短路而使過流脫扣器經(jīng)常動(dòng)作。但由于大部分短路故障是短暫的，所以使用自動(dòng)重合閘系統(tǒng)可提高
