研究课题-地铁直流框架保护

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1、地铁供电系统牵引设备框架保护及应急处理措施部门：供电机电部姓名：荀浩19目录1概述41.1框架保护定义41.2框架保护分类41.2.1电流型框架保护41.2.2电压型框架保护41.3框架保护元件安装位置41.4框架保护动作的可能原因52框架保护原理52.1框架保护的选择方案52.1.1框架保护装置的数量选择52.1.2与直流系统相关设备设置框架保护的必要性62.2电流型框架保护62.2.1引起电流型框架保护的放电点62.2.2电流元件耐受短路电流的能力72.2.3青岛地铁电流型框架保护设置82.2.4动作过程：82.3电压型框架保护102.3.1青岛地铁电压型框架保

2、护设置102.3.2动作过程：102.4钢轨电位限制装置112.4.1钢轨电位限制装置保护112.4.2钢轨电位限制装置动作特性122.4.3钢轨电位限制装置与电压型框架保护动作分析123FP-2型框架保护动作的应急处理措施133.1FP-2型框架保护动作133.2故障处理原则133.2.1对于框架保护主跳所143.2.2对于框架保护被联跳所143.3故障点判断及恢复供电流程143.3.1正线无车情况下的电流型框架保护动作（以万年泉路站为例）143.3.2正线有车情况下的电流型框架保护动作（以万年泉路站为例）153.3.3安顺车辆段电流型框架保护动作163.4车间抢

3、修组织程序163.4.1发生电流框架泄漏保护时各岗位人员分工16193.4.2赶往故障现场途中各岗位人员分工173.4.3抢修组到达现场后各岗位人员分工183.4.4故障抢修过程中各岗位人员分工183.4.5抢修完毕后各成员分工184总结18191概述1.1框架保护定义牵引变电所内的直流供电设备采用绝缘安装，主要包括1500V直流开关柜、整流器柜、负极柜等。当直流设备内的1500V正极对设备外壳发生泄漏时，如不及时切除，容易将故障扩大为1500V正极通过设备外壳对负极间的短路事故。而直流系统的短路电流非常大，正、负极短路时的短路电流可达几万安培，对直流设备将造成严重

4、危害。直流框架保护的设置是为了防止直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏闪络时，其余的直流保护起不到应有的作用时，对人身和设备产生伤害。框架泄漏保护是专门针对直流供电设备对正极与柜体发生故障时的保护措施。其保护原理是当正极对柜体外壳发生绝缘损坏时，能及时切除故障，保证系统的安全运行。1.2框架保护分类框架保护分为电流型框架保护和电压型框架保护。电压型框架保护作为电流型框架保护的后备保护。1.2.1电流型框架保护电流型框架保护是通过一个电流元件检测框架对地之间的电流，当检测到的电流值达到整定时，电流型框架保护会启动。电流型框架保护通常分为整流器柜框架保护（对应

5、电流型保护元件FP-1）和直流开关柜框架保护(对应电流型框架保护元件FP-2)。1.2.2电压型框架保护电压型框架保护是通过一个电压保护元件检测框架对负极之间的电压，当检测到的电压达到设定值，并达到设定延时后，电压型框架保护会启动，本所的直流牵引系统全部跳闸，并闭锁本所直流断路器重合闸。框架电压保护还与车站的钢轨电位限制装置相配合，作为钢轨电位限制装置的后备保护。1.3框架保护元件安装位置电流型框架保护元件FP-1和FP-2元件安装在负极柜当中，接在绝缘的开关柜外壳和变电所接地网之间。电压型框架保护元件也安装在负极柜当中，一端接于直流电源负极，另一端接设备外壳。19

6、1.4框架保护动作的可能原因1、接触轨短路伴随框架泄漏；2、接触轨有闪络或局部持续放电伴随框架泄漏；3、鼠害或其他动物、物件引起框架泄漏；4、轨电位偏高引起框架电压动作；5、开关柜正极或电缆存在对框架的短路或放电现象；6、误操作或出清时遗留工器具引起正极对框架短路2框架保护原理图2.1框架保护原理示意图当发生正极对框架的泄漏事故时，泄漏电流通过框架，流经框架电流检测元件、接地网、钢轨对地泄漏电阻、钢轨回到负极。当框架电流元件检测到泄漏电流达到整定值时，会向相应设备发送保护动作信号。当框架电压元件检测到框架和负极之间的电位达到整定值时，向相应设备发送保护动作信号。2.

7、1框架保护的选择方案2.1.1框架保护装置的数量选择青岛地铁采用一套框架泄漏保护装置（包括FP-1,FP-2，框架电压元件）19，安装于负极柜当中，当发生框架电流泄漏事故时，相邻两牵引所之间的供电区段全部停电，会造成接触轨大范围失电，需通过单边供电或大双边供电为列车提供电能。由于只设置一套框架泄漏保护，误动作几率相对较低。深圳地铁二号线采用三套框架泄露保护，两台整流器柜内分别设置一套框架泄露保护，由于空间有限，在每台整流器柜边侧增设一面柜体用于安装框架泄露保护装置，直流开关柜的框架保护原件安装于负极柜内。当整流器正极对外壳短路，接地电流达到设定值时，只联跳整流器