牵引供电系统保护.doc

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1、牵引供电系统保护第一节牵引供电系统保护特点牵引供电系统的供电对象主要是电力机车。而电力机车是移动的、大功率的单相负荷，因此它有别于电力系统的位置固定三相基本对称的负载。为了适应电力机车沿线路移动，牵引网的结构比电力系统馈电线路要复杂得多。同时，其工作条件也较恶劣，因为电力机车的受电弓与接触线一直处于快速滑动接触状态。机车通过其接触点取流。当接触不良时将会产生火花或电弧，使接触线过热，以致烧伤。另外，由于受电弓对接触线有迅速移动的向上压力，使接触线经常处于振动状态，因此引起接触网机械故障的机率增大。上述损伤及故障都可能导致牵引网短路。牵引负荷不仅是移动的，而且其大小随时都在变化，某一电流值的持续

2、时间往往可以秒来计算。馈线电流值的变化范围极宽，一般在零和最大负荷电流值之间变动。牵引负荷的大小主要与线路上的列车数量、机车功率。牵引重量、运行速度以及线路情况等有关。根据以上特点，设计牵引网保护时应考虑以下具体问题：1、牵引网保护无论在正常或强制供电状态时，均能保证足够的灵敏度和有选择的切除故障。2、牵引网远点短路时短路电流较小，但近点短路时短路电流又相当大，为了减小危害，仍要求牵引馈线保护速动。3、牵引馈线为长距离、重负荷线路，以距离保护作为主保护。4、由于牵引供电系统出现励磁涌流的机会较多，为了避免其对保护的影响，一般对电流保护和距离保护均应采用二次谐波闭锁的方法。5、牵引网的负荷阻抗角

3、大，可达到30—40°，电力系统的负荷阻抗角通常为25°，应采用偏移平行四边形特性的阻抗保护。第二节牵引供电系统保护一、主变压器保护1、根据电力设计规程的规定，牵引变压器应设置如下保护1）主要保护，主要保护由瓦斯保护和差动保护构成，瓦斯保护用于反映变压器油箱内部的短路故障，差动保护既能反映变压器油箱内的短路故障，也能反应油箱外引出线、套管上发生地短路故障。主保护跳闸一般启动主变备投。主变压器重瓦斯保护动作使断路器跳闸后，一般不能将变压器投入运行，只有确认是瓦斯保护误动或经过高压试验、变压器油化验均无异常后方可进行空载试投，若空载试投成功后可以正式投入运行。在主变压器投入运行前，要查明保护跳闸原

4、因，并将故障部位处理好。一般情况下，下列故障可能引起变压器重瓦斯保护动作（1）变压器内部线圈发生匝间或层间严重短路（2）变压器油面下降太快。（3）变压器新装或大修加油后，大量气体排出使重瓦斯动作。（4）重瓦斯动作流速整定值小，在外部短路电流冲击下引起油流涌动，使重瓦斯动作。（5）保护装置二次回路故障引起重瓦斯误动作。（6）气温骤降变压器油凝固，气温回升时引起重瓦斯动作。主变压器差动保护动作使断路器跳闸后，不能将变压器投入运行，应对保护范围内的一次设备进行巡视检查，检查有无放电痕迹、瓷瓶爆炸、变压器或流互喷油、油色、油位有无异常，设备有无异味、设备附近有无异物等现象。检查流互二次回路各接线端子有

5、无松动，烧伤现象。微机保护的差动保护动作应校核计算主变一、二次侧的电流。对涉及到得高压设备进行必要的高压试验。对变压器油和油气进行化验和色谱分析。查明跳闸原因并将故障部位处理好方可空载试投。一般情况下，下列故障可能引起变压器差动保护动作（1）差动保护范围内的高压设备发生故障。（2）变压器内部线圈发生匝间或层间短路。（3）变压器引线相间短路。（4）保护装置二次回路故障引起的差动保护误动作。（5）高、低压侧电流互感器极性接错。（6）高、低压侧电流互感器二次接线开路或端子接触不良。（7）微机保护的差动保护平衡系数错误。2）后备保护，包括低压闭锁的高压三相过流保护，低压闭锁的低压二相过流保护，主变过热

6、保护，过负荷保护，失压保护。一般情况下，下列故障可能引起变压器低压闭锁过流保护动作（1）母线短路故障。（2）变压器内部故障时，主保护（差动、重瓦斯）拒动。（3）接触网线路故障，馈线保护拒动。（4）保护装置二次回路故障引起保护误动。2、变压器保护整定1）轻瓦斯保护是按气体容积进行整定，整定范围一般为250—300立方厘米，通常整定在250立方厘米。2）重瓦斯是按油气流速进行整定，整定范围为0.6%--1.5%，通常整定在1米/秒左右。3）微机保护差动保护整定，差动动作电流按躲过最大负荷电流下的不平衡电流整定，一般根据实际情况取0.3—0.5倍主变高压侧额定电流，大秦按0.7倍主变高压侧额定电流整

7、定。比率差动电流保护装置比率差动电流保护动作方程如下式Icd>ICD(IzdICD+K1(Izd-IGD1)(IGD1≤IzdICD+K1(IGD2-IGD1)+K2(Izd-IGD2)(Izd≥IGD2)式中,Icd—差动电流Izd—制动电流ICD—差动电流动作门槛定值IGD1—制动电流拐点1定值IGD2—制动电流拐点2定值K1—比率制动系数1K