牵引供电系统保护原理.ppt

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1、高速铁路牵引供电系统保护原理北京铁路电气化学校AT(自耦变压器)供电方式牵引电流通过电力机车后从负馈线返回。供电电压提高，更能适应大功率负荷的供电，功率输送能力强，供电距离远，可减少牵引变电所数量，减少电分相数目，机车通过分相中性段短时失电产生的速度和功率损失得到降低；有效降低对通讯线路的干扰;。AT供电方式接触网结构复杂，供变电设施较多，运营维护难度较大2全并联AT供电系统在复线AT供电方式的基础上，将上下行牵引网的接触线（T）、钢轨（R）和负馈线（F）在变电所出线处及AT所处通过横联线并联起来。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

2、牵引网共用一台断路器。3SS－变电所；ATP－自耦变压器所；SP－分区所；SFSP－辅助开闭所；T－接触线；R－钢轨；F－负馈线；PW－保护线；CPW－辅助连接全并联AT供电系统辅助联接(CPW)，其作用主要是降低轨道对地电位。计算表明，在AT段中部作一处CPW可降低轨道对地最大电位25％－30％。在AT段中段同时作一处CPW及上、下行保护线横向联接时，可降低轨道对地最大电位50％左右。4一、电力系统构成及运行状态①电力系统的构成发电→输电→变电→用电②电力系统的运行状态◆短路（电压↓，电流↑）◆不正常运行状态1.1继电保护概述5二、继电保护的作用①定义反应电力系统中电气元件

3、发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置②作用◆切除故障自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行。6◆反应不正常运行状态根据运行维护条件，动作于发信号或跳闸，一般不要求迅速动作（延时动作）。③基本原理◆提取电力系统元件在三种运行状态下的“差异”；◆区分出三种运行状态（故障、不正常、正常）；◆识别出发生故障和出现异常的元件；◆完成继电保护任务。7电流增大-----过电流保护电压降低-----低电压保护电流电压间的相位角会发生变化-----方向保护电流电压的比值发生变化-------距离

4、保护（阻抗保护）电流差动保护非电量保护-----瓦斯保护，过热保护等89电流保护原理图10三、对继电保护的基本要求①可靠性◆安全性要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作（不误动）。◆依赖性在保护范围内发生应该动作的故障时应可靠动作（不拒动）。提高不误动的安全性措施与提高不拒动的依赖性措施相互矛盾。11②选择性保护装置动作时，在可能最小的区间将故障从系统中切除，最大限度的保证系统中无故障部分继续运行。◆只应由装在故障元件上的保护装置动作切除故障；◆相邻元件的保护装置对它起后备保护的作用。12③速动性尽可能快的切除故障，以减少设备和用户在大短路电流和低电压下的运行时间，降低设备的

5、损坏程度，提高系统运行的稳定性。需要快速切除的故障：◆高压输电线路上的故障（系统稳定性）；◆发电厂或重要用户的母线电压低于允许值（一般为0.7倍额定电压）；◆大容量的发电机、变压器及电动机内部发生的故障；◆线路导线截面过小，不允许延时切除的故障；故障切除时间=保护装置动作时间+断路器动作时间13④灵敏性对保护范围内发生故障和不正常运行状态的反应能力，一般用灵敏系数和灵敏度衡量。增大灵敏度，增大保护动作的依赖性，但有时与保护的安全性相矛盾。上述四个基本要求是评价和研究继电保护性能的基础。在它们之间，既有矛盾的一面，又要根据被保护元件在电力系统中的作用，使以上四个基本要求在所配置

6、的保护中得到统一。141.2电流保护原理◆电流速断保护◆限时电流速断保护◆过电流保护15一、电流速断保护（电流Ⅰ段）——当所在线路保护范围内发生短路时，反应电流增大而瞬时动作切除故障的电流保护。工作原理：电流速断保护为了保证其保护的选择性，一般情况下速断保护只保护被保护线路的一部分。16整定计算可靠性系数，一般取1.2～1.3最大运行方式下的三相短路电流整定原则：躲开下一条线路出口处的最大短路电流。动作电流动作时限没有人为延时，只考虑继电保护固有动作时间17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。线路全长最小运行方式下两相短路时

7、的保护范围18电流速断保护的评价优点：简单可靠，动作迅速缺点：不可能保护线路的全长保护范围直接受系统运行方式变化的影响。结论：当系统运行方式变化很大，或者被保护线路的长度很短时，速断保护就可能没有保护范围，因而不能采用。19二、限时电流速断保护（电流Ⅱ段）——切除本线路上电流速断保护范围以外的故障，作为电流速断保护的后备保护。工作原理20整定原则保护范围必须延伸到下一条线路中去动作带有一定的时限（选择性）整定计算动作电流：动作电流按躲开下一条线路流速断保护的动作电流进行整定。保护范围不超出下一条线路无时