【精品】直流牵引供电系统框架保护的运行分析及探讨.doc

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1、直流牵引供电系统框架保护的运行分析及探讨摘要本文介绍了框架保护原理，在实际运行维护中对框架保护动作的原因进行分析和探讨，得出相应的结论并提出改进措施。关键词框架保护轨电位电压型电流型0前言在广州地铁一号线牵引供电系统中，为了防止直流牵引供电设备内部绝缘降低时造成设备危害而设置了直流系统框架保护。一号线口1997年首段开通运行到今已将近八年，其间框架保护由于不同原因共动作了三次。本文介绍了框架保护原理，再对框架保护动作的原理进行分析和探讨，并得出相应结论和改进措施。1、保护原理框架保护中过电流保护测量的是框架外壳对

2、地的泄漏电流，过电压保护测量的是框架与负极(钢轨)间的电压。这些信号均由装于负极柜内的PLC(SimaticS5-95U)获得。图1中的Ul、U2属于采集元件(即测量部分)，测量计算、给出信号以及执行功能由PLC(SimaticS5-95U)完成，在这里S5-95U不作控制用，仅作为保护元件。过电流保护整定为35A,过电压保护整定为直流100V,动作后均使本所整流机组ACCB跳闸并联跳相邻牵引所的部分馈线开关；报警电压直流牵引供电系统框架保护的运行分析及探讨摘要本文介绍了框架保护原理，在实际运行维护中对框架保护动

3、作的原因进行分析和探讨，得出相应的结论并提出改进措施。关键词框架保护轨电位电压型电流型0前言在广州地铁一号线牵引供电系统中，为了防止直流牵引供电设备内部绝缘降低时造成设备危害而设置了直流系统框架保护。一号线口1997年首段开通运行到今已将近八年，其间框架保护由于不同原因共动作了三次。本文介绍了框架保护原理，再对框架保护动作的原理进行分析和探讨，并得出相应结论和改进措施。1、保护原理框架保护中过电流保护测量的是框架外壳对地的泄漏电流，过电压保护测量的是框架与负极(钢轨)间的电压。这些信号均由装于负极柜内的PLC(S

4、imaticS5-95U)获得。图1中的Ul、U2属于采集元件(即测量部分)，测量计算、给出信号以及执行功能由PLC(SimaticS5-95U)完成，在这里S5-95U不作控制用，仅作为保护元件。过电流保护整定为35A,过电压保护整定为直流100V,动作后均使本所整流机组ACCB跳闸并联跳相邻牵引所的部分馈线开关；报警电压整定为直流72Vo图1、框架保护原理接线示意图图1、柜架保护原理接线示意!Y才型r丁兀冋ND月丑舛〃煽”以『R191PEKIDUI4ru>••I〉护緊文XV：A亠人〜W乂空?t&fxywwq

5、i%Siiuitii：S5-«；rMyKJ5/B沈K汽卞XXXTM1彳M>Td>f>fVY哪在框架保护系统里有一个很重耍的部分——轨电位装置。轨电位是钢轨（负极）对地的电压，如图1所示，其中RLD表示轨电位装置。注意：电压型框架保护屮U2所测的电压是框架对钢轨（负极）的电压。轨电位的动作特性是：当轨电位上升到直流90V时，轨电位装置合闸一次后分开、若轨电位上升到直流电90V时，轨电位装置第二次合闸后分开、轨电位第三次上升到直流90V时，轨电位装置永久合闸;当轨电位达到直流150V时，轨电位即永久合闸。另外，如果正

6、极和负极之间有短路现象，其电流是很大的，比如接触网线跌落到钢轨上,这时直流系统的电流保护如△Ldi/dt.大电流脱扣会动作，起到保护作用；若为非金属性短路，比如接触线与架空地线间短路，电流不直接走钢轨，而是通过公共地网，再经隧道、道场至钢轨（负极）此时儿乎没有电流，直流系统的直流型保护如△【等不会动作。我们将大地对钢轨的电阻等效为图1屮的R,此时R上会产生压降U,这也是轨电位RLD两端的电压，如果RLD合上就会减小接地电阻一电流t-t-L+与L-短路一直流系统的电流型保护动作；如果PLD不合上一PE电位t-I厂电

7、位t-L+电位t，这会导致电压型框架保护报警或跳闸,所以若框架与轨电位保护整定匹配得好还可以提高供电系统保护的可靠性。如图1所示，变电所内直流牵引系统的部分设备（包括直流开关柜、负极回流柜、整流柜）采用绝缘安装，其外壳不是直接接地，它们通过电缆接在一起，然后连到负极柜，经过了一个1000A/150mV的分流器（R101）再接到公共地网。当框架外壳对地有泄漏时（正极漏电），电流只能通过分流器R101流向公共地网，再经隧道、道场至钢轨（负极），这会使R101上产生一个电压,电流变换器从分流器处取,如图：电流变换器U1

8、（±20mV/±10V）将该电压转换为适于输入PLC“模拟输入通道”的小电压（-10V——10V）输入PLCo当泄漏电流达到35A时，PLC会输出直流24V电压，驱动跳闸继电器使相应的断路跳闸器跳闸。这种电流型框架保护动作是无延时的。同样，框架与负极（钢轨）之间的电压信号，从测试回路点接采样，经过电压变换器U2（-600~+600V〜5厂10V,具有双向测试功能）转换成一