地铁中压供电系统选跳保护原理及试验方法.pdf
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1、地铁中压供电系统选跳保护原理及试验方法摘要:从差动保护原理出发,通过介绍差动与选跳2 种保护的不同点,论述了选跳保护的动作原理,并以变电站10 kV 进线故障、出线故障和母线故障3 种故障状态时选跳保护的动作情况为例,总结出选跳保护的特点。最后结合现场实际调试经验,介绍了选跳保护的2 种试验调试方法。关键词:差动保护;选跳;故障特点;试验调试0 引言在地铁中压供电系统中,可以包括2 套电压等级系统,一套是为牵引变电站提供动力的35 kV电压系统,另一套则是为动力照明、环境与监控(BAS)、通风空调等一般机电专业提供动力的10 kV中压系统。在10 kV 中压系统中,主保护采用了我国国内首次使用
2、的差动保护形式选跳保护,这种保护的原理与传统意义上的差动保护原理既有联系又有区别。下文针对选跳保护结合具体的10 kV供电系统对其原理进行进一步的分析。1 选跳保护原理分析在以往的差动保护中,包括变压器差动保护(见图1)及线路差动保护(见图2),其基本原理是比较被保护对象两端的电流大小和相位。理想情况下,的矢量和几乎均为零(如果不考虑各种变比的电流互感器本身设备的差别及不平衡电流Iph的影响),但当被保护对象发生故障时,例如线路上的各种接地故障,或者变压器内部发生匝间短路故障时,此时,将引起被保护对象的上级或下级的开关跳闸,以切除故障。在这种差动保护中,由于要进行2 个电流的矢量和计算,因此,
3、它涉及到设备两端电流互感器一次和二次接线的极性问题,极性必须依据保护装置的要求确定,也就是说它是一种矢量保护。对于单个设备的差动保护,例如变压器,可以通过二次接线来实现,如图1 所示,而对于距离较长的线路差动保护来说,由于线路本身损耗较大,因此,通常考虑利用站间光纤通讯来解决。2 选跳保护的特点选跳保护也是基于差动保护原理而实现的,不过,它与普通的差动保护还是有一定的区别。图 3是 3 个变电站 1、2、3 的选跳装置原理接线图,11 代表 1 站的进线保护,12 代表 1 站的出线保护,同理 21 代表 2 站的进线保护,22 为 2 站的出线保护,依此类推。保护装置之间的连线为数据通信线,
4、对于同一站的保护装置的通信,利用普通控制电缆即可,如21 和 22 保护装置之间的通信;对于变电站之间的保护装置的通信,则可通过光缆来实现,如12 和 21 保护装置之间的通信则采用光缆。该系统为设置母联的单母线分段系统,供电方式为双环网供电方式,图中仅画出每站的其中一段母线,供电系统正常运行时,供电方向为123,当供电给 1 站的开闭所出现故障时,供电方向变为 321。选跳保护为该系统的主保护,过流保护为后备保护。对于主保护选跳保护来说,以2站为例,当供电方向为123 时,可能出现的故障情况为A、B、C 这 3 个地方,下面分别加以讨论。(1)A 点出现故障(进线)。文档编码:CH10H3R
5、2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9
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7、3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H
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10、3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH1
11、0H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7继电保护动作为11、12 过流启动,21、22、31、32 过流不启动。则判断1、2 站间故障,此时,由 12 通过 12 和 21 间的站间光纤给21 发出跳闸信号,12 和 21 断路器跳闸。(2)B 点出现故障(出线)。继电保护动作为11、12、21 过流启动,22、31、32 过
12、流不启动。则判断2 站母线故障。此时,由 21 通过该站内的二次硬接线给22 发出跳闸信号,21 和 22 断路器跳闸。(3)C 点出现故障(母线)。继电保护动作为11、12、21、22 过流启动,31、32 过流不启动。则判断2,3 站间故障。此时,由 22 通过 22 和 31 间的站间光纤给31 发出跳闸信号,22 和 31 断路器跳闸。通过以上分析可以看出,该选跳保护有以下2 个特点:(1)选跳保护只与电流的大小有关系,而与电流互感器的二次接线的极性无关,也就是说,该保护不是矢量保护。(2)各台开关保护之间通过光纤或二次硬接线只传输跳闸信号(或装置故障闭锁信号),而并不传输电量信号,也
13、就是说,装置本身并不对2 台断路器的电流进行计算。3 试验方法上述分析是地铁10 kV 中压供电系统选跳保护的基本原理,但在实际供电系统中每个变电站设计为单母线分段形式,每站都有两路进出线,因此,试验调试必须与其左右邻站分别联调。但由于现场条件无法满足调试的需要(如站间装置微机通讯光纤还未敷设、变电站通讯施工未完成而无法进行站间通讯联系等),因此采用了变通的试验方法,利用该站其中一路进出线代替邻站的进出线以模拟实际状态,现以2 种情况为例进行较详细地分析。文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6
14、 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文档编码:CH10H3R2R5F6 HU6T1K9N5B6 ZN3U9R3W3H7文
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