直流開關(guān)柜知識(shí)講解

1、直流開關(guān)柜知識(shí)講解供電部供電供電部供電2 2車間車間 目目 錄錄直流開關(guān)柜的組成直流開關(guān)柜的組成直流開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)直流開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)斷路器小車斷路器小車SEPCOSSEPCOS簡介簡介直流開關(guān)柜保護(hù)介紹直流開關(guān)柜保護(hù)介紹進(jìn)線柜進(jìn)線柜直流開關(guān)柜的組成直流開關(guān)柜的組成饋線柜饋線柜負(fù)極柜負(fù)極柜 直流開關(guān)柜組成直流開關(guān)柜主要由進(jìn)線柜、饋線柜、負(fù)極柜組成。1、進(jìn)線柜（201、202） 進(jìn)線柜指用于安裝整流器正極與DC1500V正極母排之間的設(shè)備，其內(nèi)配置DC1500V正極母排、直流快速斷路器、分流器、智能監(jiān)控單元及其它輔助設(shè)備，實(shí)現(xiàn)整流機(jī)組向DC1500V直流正極母排饋電的控制。 進(jìn)線柜裝設(shè)手車式直流快速斷

2、路器，手車能方便的拉出和推入。開關(guān)柜具有“工作、試驗(yàn)、隔離”明顯的位置和標(biāo)志。 目前進(jìn)線柜投入逆流保護(hù)和斷路器小車本體大電流脫扣保護(hù)。當(dāng)逆流保護(hù)和大電流脫扣保護(hù)動(dòng)作時(shí)，聯(lián)跳相應(yīng)的整流機(jī)組35kV交流斷路器。 直流開關(guān)柜組成 2、饋線柜（211、212、213） 饋線柜是安裝于DC1500V直流正極母排與牽引上網(wǎng)隔離開關(guān)之間的設(shè)備，其內(nèi)配置DC1500V正極母排、帶有大電流脫扣裝置的直流快速斷路器、微機(jī)測控保護(hù)裝置及其它輔助設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)DC1500V直流母排向牽引網(wǎng)供電的控制和保護(hù)。 柜內(nèi)裝有手車式直流快速斷路器，手車能方便的拉出和推入，且具有“工作、試驗(yàn)、隔離”三個(gè)明顯的位置和標(biāo)志。 目前饋線

3、柜投入DDL、過負(fù)荷跳閘保護(hù)、低電壓報(bào)警保護(hù)。當(dāng)DDL和過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作時(shí)，聯(lián)跳鄰站相對(duì)應(yīng)的饋線斷路器，動(dòng)作后在遠(yuǎn)方位啟動(dòng)重合閘。且饋線柜投入線路測試，在工作位啟動(dòng)線路測試，線路測試通過后方可合閘，線路測試不通過閉鎖合閘信號(hào)。 直流開關(guān)柜組成直流饋線開關(guān)柜：直流開關(guān)柜組成 3.負(fù)極柜 負(fù)極柜是連接整流器閥側(cè)負(fù)極與回流鋼軌之間的開關(guān)設(shè)備，柜內(nèi)采用電動(dòng)隔離開關(guān)，開關(guān)柜前部設(shè)可鎖住的金屬門。 采用閉鎖方式實(shí)現(xiàn)負(fù)極柜中電動(dòng)隔離開關(guān)與相應(yīng)的直流1500V進(jìn)線柜中的斷路器之間的閉鎖，只有當(dāng)相應(yīng)的的直流1500V進(jìn)線斷路器處于分閘位置時(shí)，負(fù)極柜電動(dòng)隔離開關(guān)才能操作，只有當(dāng)負(fù)極隔離開關(guān)處于合位時(shí)，直流1500V

4、進(jìn)線斷路器才能合閘。 負(fù)極柜內(nèi)設(shè)置兩套框架泄露保護(hù)裝置，框架泄露保護(hù)裝置分為框架電壓保護(hù)和框架電流保護(hù)?？蚣茈妷罕Ｗo(hù)可以設(shè)置為投入或切除，并可分別整定為報(bào)警和跳閘二段?？蚣茈娏鞅Ｗo(hù)分為FP-1、FP-2，F(xiàn)P-1用于整流器、負(fù)極柜的保護(hù)，F(xiàn)P-2用于進(jìn)、饋線開關(guān)柜的保護(hù)。直流開關(guān)柜組成 負(fù)極柜： （此處可插入圖片） 直流開關(guān)柜組成直流開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)：1、斷路器室 2、母線室 3、低壓室 4、 吊耳5、低壓室門 6、斷路器室門7、斷路器小車 8、觀察孔 9、手動(dòng)分閘按鈕10、手柄操作孔11、 操作手柄 12、門鎖 13、柜體頂部 14、低壓電纜通道15、 網(wǎng)板 16、絕緣板17、顯示單元 18、標(biāo)

5、識(shí)牌 直流開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)斷路器小車：目前青島地鐵使用的直流斷路器小車選用國際知名品牌的瑞士賽雪龍公司的UR40E-82S型號(hào)，該斷路器小車是一種直流快速限流斷路器，自然冷卻。在監(jiān)測到回路有短路的情況下，能自由脫扣，快速分?jǐn)嗥湟淮位芈罚谡麄€(gè)分?jǐn)噙^程中通過產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的過電壓來快速滅弧。該斷路器小車結(jié)構(gòu)簡單、可靠，使用壽命長，具有過流（短路等）時(shí)反應(yīng)速度極快、限流特性優(yōu)異和電氣壽命長等特點(diǎn)，尤其適用于城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)。斷路器小車1：固定絕緣框架 由加強(qiáng)型玻璃纖維聚酯絕緣材料制成；2：一次回路由一個(gè)下部連接排（21）、一個(gè)動(dòng)觸頭（22）、一個(gè)上部連接排（23）、一個(gè)靜觸頭（24）組成；3：瞬

6、時(shí)過流脫扣器；4：滅弧室；5：合閘裝置和撥叉；6：帶推桿（7）的輔助接點(diǎn)盒；7：冷卻器。斷路器小車合閘：當(dāng)接收到一個(gè)合閘脈沖，合閘裝置（1）推動(dòng)撥叉(2)使動(dòng)觸頭（3）合上并且使動(dòng)觸頭（3）壓緊主觸頭（3&9）。動(dòng)觸頭（3）帶動(dòng)推桿（4）移動(dòng)并使輔助觸頭（5）變位。合閘時(shí)的震動(dòng)力被止動(dòng)器（6）所吸收。保持：一旦主觸頭合上，動(dòng)觸頭壓緊觸頭的壓力將有合閘裝置（1）提供，即被減小的保持電流。斷路器小車分合閘過程分閘：斷路器分閘可通過過流脫扣命令或常規(guī)分閘命令實(shí)現(xiàn)：*某個(gè)電流超過了最大電流設(shè)定值，過流釋放桿（7）產(chǎn)生一個(gè)向上的舉起力（8）舉起撥叉（2），從而釋放動(dòng)觸頭（3）。*遠(yuǎn)方分閘命令切斷

7、合閘裝置的保持電流導(dǎo)致?lián)懿妫?）縮回來。于是推桿（4）打開動(dòng)觸頭（3）并使輔助觸頭（5）變位。產(chǎn)生在主觸頭間（3&9）的電弧通過角板（11）向上移動(dòng)至滅弧室（10）內(nèi)，并被滅弧柵（12）分割，電離氣體在滅弧柵（13）間被中和。斷路器小車分合閘過程SEPCOS簡介SEPCOS簡介：SEPCOS控制與保護(hù)裝置基于先進(jìn)的技術(shù)，它結(jié)合所必須的保護(hù)功能，對(duì)直流牽引設(shè)備進(jìn)行控制和測量。配有一個(gè)可以自由定義和操作的邏輯單元，以適應(yīng)監(jiān)控單元或系統(tǒng)的要求。SEPCOS是與用戶通信的一個(gè)簡單有效的工具，方便各種參數(shù)的設(shè)定以及事件的的讀取。SEPCOS由電源(PWR)、處理器(CPU)、保護(hù)(PRO)、輸入

8、/輸出(DIO)四個(gè)模塊組成。SEPCOS功能的多樣化適應(yīng)了直流牽引設(shè)備的的需求，大致可分為保護(hù)功能、控制功能、記錄功能、通訊功能。SEPCOS簡介1.IP地址 2.手車位置 3.工作模式 4.登錄權(quán)限 5.時(shí)間和日期6.語種 7.應(yīng)用文本 8.電流顯示（A) 9.電壓顯示（V）SEPCOS簡介直流開關(guān)柜保護(hù)介紹：大電流脫扣保護(hù)DDL保護(hù)電流速斷保護(hù)過電流保護(hù)失壓保護(hù)雙邊聯(lián)跳保護(hù)大雙邊聯(lián)跳保護(hù)被直流柜框架保護(hù)聯(lián)跳斷路器失靈保護(hù)逆流保護(hù)熱過負(fù)荷保護(hù)直流開關(guān)柜保護(hù)介紹1)1)電流電流變化率變化率DDL(di/dt&DDL(di/dt&I)I)保護(hù)保護(hù)一、保護(hù)定值E：DDL保護(hù)啟動(dòng)定

9、值；F：DDL保護(hù)返回定值；Imax：DDL保護(hù)動(dòng)作電流增量最大定值；Imin：DDL保護(hù)動(dòng)作電流增量最小定值；tI：DDL保護(hù)di / dt&I動(dòng)作時(shí)間定值和di/dtImin動(dòng)作時(shí)間定值二、保護(hù)原理 DDL保護(hù)作為直流系統(tǒng)中遠(yuǎn)端故障的主保護(hù)，其定值整定需要考慮與供電系統(tǒng)大雙邊供電時(shí)的末端短路和機(jī)車在起動(dòng)、加速、過電分段及離線恢復(fù)等情況下的配合關(guān)系。保護(hù)裝置投入運(yùn)行后，實(shí)時(shí)檢測線路電流及線路電流的變化率di/dt，將檢測到的di/dt和保護(hù)裝置設(shè)定的門檻定植E和F進(jìn)行比較，當(dāng)電流變化率di/dt超過整定值E時(shí)，則保護(hù)裝置啟動(dòng)，并以保護(hù)裝置啟動(dòng)時(shí)刻作為基準(zhǔn)點(diǎn)，存儲(chǔ)該時(shí)刻的電流值，然后，

10、將實(shí)際的電流值與存儲(chǔ)的電流值不斷地進(jìn)行比較，計(jì)算電流差值，若di/dtE，開始檢測電流值上升的持續(xù)時(shí)間，進(jìn)行電流增量檢測和延遲時(shí)間檢測，并根據(jù)以下的控制邏輯進(jìn)行判斷保護(hù)是否動(dòng)作。直流開關(guān)柜保護(hù)介紹直流開關(guān)柜保護(hù)介紹1）電流變化率）電流變化率DDL(di/dt&I)保護(hù)保護(hù)（1）保護(hù)裝置檢測線路電流及電流變化率di/dt。（2）將di/dt與保護(hù)裝置的設(shè)定門檻定值E和F相比較，若di/dtE，則保護(hù)啟動(dòng)。（3）若電流增量i Imax，經(jīng)過延時(shí)tI，在此延時(shí)時(shí)間內(nèi)，始終滿足i Imax，無復(fù)歸，則保護(hù)裝置動(dòng)作跳開斷路器；若在初始階段不滿足i Imax，而是啟動(dòng)后經(jīng)過一段延時(shí)才滿足，則再經(jīng)過

11、tI時(shí)間，若在此tI時(shí)間內(nèi)始終滿足i Imax，則保護(hù)裝置出口跳閘，跳開相應(yīng)的斷路器。 （4）若電流增量i Imin，經(jīng)過延時(shí)T，若在此延時(shí)時(shí)間內(nèi)，始終滿足i Imin，無復(fù)歸，則保護(hù)裝置動(dòng)作跳開斷路器。（5）若di/dtImax，滿足ttI則保護(hù)出口。2. di/dttI則保護(hù)返回。直流開關(guān)柜保護(hù)介紹直流開關(guān)柜保護(hù)介紹2 2）框架泄漏保護(hù)）框架泄漏保護(hù) 當(dāng)直流設(shè)備柜體外殼絕緣損壞，發(fā)生正極對(duì)柜體外殼短路時(shí)，有短路電流產(chǎn)生，對(duì)直流設(shè)備造成嚴(yán)重危害；而框架泄漏保護(hù)是專為直流設(shè)備開發(fā)的對(duì)正極與柜體發(fā)生故障時(shí)的一種保護(hù)措施，其保護(hù)原理是當(dāng)正極對(duì)柜體外殼發(fā)生絕緣損壞時(shí)，及時(shí)切除故障，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行

12、。一：框架泄漏保護(hù)的作用及原理 框架泄漏保護(hù)裝置由電流元件和電壓元件組成，電壓元件作為電流元件的后備保護(hù)。電流元件：絕緣安裝的直流開關(guān)柜外殼通過一個(gè)能承受100kA短路電流，電阻為0.15m的分流器與變電所接地網(wǎng)單點(diǎn)相連，即作為電流檢測回路的分流器一端接設(shè)備外殼，另一端接地。電壓元件：測量設(shè)備外殼與直流設(shè)備負(fù)極之間的電壓，一端接于負(fù)極，另一端接設(shè)備外殼，在測量電壓時(shí)0.15m的小電阻可忽略不計(jì)，認(rèn)為設(shè)備外殼直接接地，電壓元件檢測到的電壓等價(jià)于鋼軌和地之間的電壓。直流系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，直流開關(guān)柜外殼絕緣未損壞，電流檢測回路沒有電流通過。直流開關(guān)柜保護(hù)介紹直流開關(guān)柜保護(hù)介紹2 2）框架泄漏保護(hù)）

13、框架泄漏保護(hù) 當(dāng)任意一個(gè)直流設(shè)備內(nèi)正極對(duì)外殼短路時(shí)，接地電流通過電流元件流入地網(wǎng)，在通過鋼軌與地之間的絕緣泄漏電組（或排流柜）回到鋼軌（負(fù)極）。當(dāng)接地電流達(dá)到整定值時(shí)，框架泄漏保護(hù)的電流元件動(dòng)作，使整流機(jī)組35 kV斷路器及所有直流斷路器跳閘，并聯(lián)跳相鄰牽引變電所向相同供電區(qū)段供電的斷路器。故障排除以后，須人工復(fù)歸框架泄漏保護(hù)，斷路器才能重新投入。 當(dāng)任意一個(gè)直流設(shè)備內(nèi)正極對(duì)外殼短路時(shí)，地電位升高，電壓元件會(huì)在鋼軌和地之間檢測到一個(gè)電壓，當(dāng)這個(gè)電壓大于電壓元件整定值時(shí)，電壓元件應(yīng)在整定的時(shí)間動(dòng)作，同電流元件相同，使整流機(jī)組35kV斷路器及所有直流斷路器跳閘，并聯(lián)跳相鄰牽引變電所向相同供電區(qū)段供

14、電的斷路器，故障排除以后，須人工復(fù)歸框架泄漏保護(hù)，斷路器才能重新投入。直流開關(guān)柜保護(hù)介紹直流開關(guān)柜保護(hù)介紹2）框架泄露保護(hù)：負(fù)極柜框架電流與電壓元件的參數(shù)定值如下：電流元件設(shè)定值：80A電壓元件報(bào)警值：DC120V，延時(shí)10S。3）直流斷路器失靈保護(hù)：失靈保護(hù)只針對(duì)直流斷路器保護(hù)動(dòng)作條件不能正常分閘的情況。保護(hù)裝置對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行判斷，輸出跳閘信號(hào)，從1#進(jìn)線柜向各開關(guān)柜發(fā)出聯(lián)跳信號(hào)。直流開關(guān)柜保護(hù)介紹4）大電流脫扣保護(hù)：直流進(jìn)線、饋線開關(guān)設(shè)置大電流脫扣保護(hù)。大電流脫扣主要用于接觸軌近端短路保護(hù)，利用電磁原理實(shí)現(xiàn)保護(hù)分閘.5）Imax+保護(hù)：直流饋線開關(guān)設(shè)置有Imax+保護(hù)，即過電流保護(hù)。在SEPCOS中可設(shè)定Imax+的整定值，只要SEPCOS檢測到開關(guān)主電路中電流大于此整定值，經(jīng)延時(shí)后，SEPCOS保護(hù)本斷路器分閘。直流開關(guān)柜保護(hù)介紹6）雙邊聯(lián)跳保護(hù)：聯(lián)跳功能主要對(duì)同一區(qū)段供電的斷路器柜間的相互聯(lián)鎖控制，保證與故障線路的完全隔離。出于安全考慮，信號(hào)采用硬接線連接。根據(jù)保護(hù)裝置的工作模式，裝置可發(fā)出脈沖或持續(xù)的聯(lián)跳信號(hào)。只有在工作位置時(shí)保護(hù)裝置才