我国客运专线牵引网保护方案设计

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1、我国客运专线牵引网保护方案设计　　【摘要】国内客运专线的牵引供电系统大多数采用AT供电方式，由于采用的电压等级提升、谐波含量降低、负荷电流增加等因素，传统牵引网保护的配置已经不能满足新型牵引网保护的要求。针对我国客运专线牵引供电系统的要求和特点，对牵引网的馈线、分区所的进线、AT所和自耦变压器进行了新型的保护方案配置设计。【关键词】牵引网；AT；保护方案配置1.引言客运专线大多采用AT供电方式，牵引变压器的一次侧采用220kV，二次侧2×27.5kV（AT）电压，牵引变压器的接线方式为单相接线，接触网的额定

2、电压25kV，短时（5min）最高允许电压29kV，最低工作电压20kV，非正常情况下为19kV；牵引变电所设有两台互为备用的（2×27.5kV）的单相牵引变压器；27.5kV侧的设备采用户内布置方式，母线采用电动隔离开关分段；馈线采用100%备用方式。由于客运专线列车运行速度快、效率高、牵引负荷大、供电臂中负荷突变率高，因此为了保证高速客运专线牵引供电系统高效、可靠、安全地运行，牵引网需要配置新型保护装置。72.馈线保护的配置依据AT供电方式牵引供电系统的牵引网特性，AT所和分区所分别都并联于其中，为了实

3、现继电保护的可靠性、灵敏性、选择性、速动性（简称四性）的要求，馈线保护配置如下：低电压启动过电流保护、I段阻抗保护和自动重合闸保护。所采用的保护配置原理：（1）低电压启动过电流保护。用于切除过电流故障，对于不对称的短路故障，由于需要取用故障电流，因此，过电流元件应装设于电源侧，电压元件可由牵引变压器的低压侧取得。如果同时满足电流大于整定值、时限大于动作时限时，继电器就会动作。（2）I段阻抗保护。也叫距离保护。距离保护是反应故障点至保护安装点之间距离（阻抗），并根据距离远近来确定动作时间的一种保护装置。通过阻

4、抗继电器来完成施加于继电器上的电压Uk和电流Ik的比值测量，根据比值大小来判断故障点的远近，并根据故障点的远近来确定动作时间。通常把这一比值叫着阻抗继电器的测量阻抗，可以表示为Zk=Uk/Ik，其中：Zk为测量阻抗，Uk为测量电压，Ik为测量电流。当短路点至保护安装处近时，测量阻抗小，动作时间短；当短路点距保护安装处远时，测量阻抗大，保护时间长，从而保证了有选择性的切除故障。7I段阻抗保护为瞬时动作，为了保证选择性，保护区不能超出供电线路的长度，也就是只有测量阻抗小于该段线路阻抗时才动作。动作的可靠系数为0

5、.8～0.85。为实现接触网任何位置发生短路故障时，变电所的出口断路器都能瞬时动作，即实现I段阻抗保护，则需将整定阻抗设为供电线路全长的1.5倍整定。（3）自动重合闸保护。当断路器跳开后，按需要自动投入的一种自动装置，当控制开关位置与断路器位置不对应时，启动。可以大大提高供电的可靠性，纠正断路器的误跳闸。3.AT所和分区所的进线保护配置AT所和分区所两者采用的进线保护配置完全相同。根据AT牵引供电系统中AT所的位置及断路器的设置，为了满足进线保护的四性要求并与馈线保护相配合，AT所进线保护配置如下：失压保护

6、和检有压重合闸保护。保护配置原理：（1）失压保护。当接触网停电或由于某种原因使接触网的电压降低过多时，即欠压，一般为0.4UN时，小母线处的断路器会跳开，把AT所和分区所自动从接触网上切除，从而缩小了停电范围。7（2）检有压重合闸。当断路器跳闸后，根据断路器的整定时限检测电压，当检测到的电压达到整定值时，一般为0.85UN，则断路器重合闸。如果电压没有达到这一整定值，则断路器不进行重合闸。4.AT变压器的保护配置AT所和分区所的AT变压器采用的保护配置完全相同。根据变压器常出现的故障及AT牵引供电系统中AT

7、所的作用和断路器的设置，并与馈线保护及进线保护相配合，AT所和分区所的变压器保护配置设置如下：差动保护、过电流保护、碰壳保护、瓦斯保护、通风和过热保护。保护配置原理：（1）差动保护。能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，差动保护是输入的两端TA电流矢量差，当两端TA电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件。差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即保护范围在输入的两端TA之间的设备上）正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于

8、零；故障时两端电流向故障点流，在保护内电流叠加，差动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧的断路器，使故障设备断开电源。7在变压器励磁涌流中含有大量的2次谐波分量（一般约占基波分量的40%以上），利用差电流中2次谐波所占的比率K2作为制动系数，来鉴别变压器空载合闸时的励磁涌流，只有同时满足K2值小于D（D为2次谐波制动系数）和比率差动其他判据时才允许保护动作。（2）过电流保护。由电流继电器，时间继电器和信号