在地鐵牽引供電系統(tǒng)中有以下幾種主要的直流饋線保護(hù)

1、在地鐵牽引供電系統(tǒng)中有以下幾種主要的直流饋線保護(hù)：大電流脫扣保護(hù)、 電流上升率及電流增量保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、雙邊聯(lián)調(diào)保護(hù)、接觸網(wǎng)熱過(guò)負(fù)荷保護(hù)劑 自動(dòng)重合閘保護(hù)。牽引供電系統(tǒng)可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)的也是最危險(xiǎn)的 故障就是各種形式的短路。當(dāng)被保護(hù)線路上發(fā)生短路故障時(shí)，其主要特征就是電 流增加和電壓降低。利用這兩個(gè)特征，就可以構(gòu)成電流電壓保護(hù)。1、大電流脫扣保護(hù)該保護(hù)屬于開(kāi)關(guān)自帶，用于切斷大的短路電流。大的短路電流對(duì)線路將造成 巨大的損壞，故大的短路電流一出現(xiàn)應(yīng)立即在其達(dá)到電流峰值以前予以切斷。假設(shè)被保護(hù)線路短路電流的最小值為L(zhǎng) .，動(dòng)作電流整定為L(zhǎng) kT （其中 dmindz dmi

2、nk為可靠系數(shù)），一旦監(jiān)測(cè)到瞬時(shí)電流超過(guò)動(dòng)作電流，立即跳閘，其固有動(dòng)作時(shí) 間僅幾毫秒。所以大電流脫扣保護(hù)非常靈敏，尤其電流上升非?？斓慕硕搪罚?往往先于電流上升率及電流增量保護(hù)動(dòng)作。2、電流上升率（簡(jiǎn)稱(chēng)di/血）保護(hù)直流饋線電流的測(cè)量是通過(guò)分流器和變送器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電流在分流器上的壓 降通過(guò)變送器隔離、放大后，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，進(jìn)入保護(hù)單元。 1 曉護(hù)原理圈直流牽引的正常電流與故障電流在特征上有比較明顯的區(qū)別。例如，假設(shè)列 車(chē)的最大工作電流為4,列車(chē)啟動(dòng)時(shí)電流從零增長(zhǎng)到最大值需要8s，那么一列 列車(chē)正常的啟動(dòng)電流上升率僅為5。而故障電流的上升率可達(dá)到單列列車(chē)啟啟 動(dòng)電流的幾十甚至上百倍。di/d

3、t和【保護(hù)就是根據(jù)故障電流和正常工作電流在 上升率這一特征上的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的。在實(shí)際運(yùn)用中，di/dt和缶是通過(guò)相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的，而且這兩種 保護(hù)的啟動(dòng)條件通常都是同一個(gè)預(yù)定的電流上升率。在啟動(dòng)后，兩種保護(hù)進(jìn)入各 自的延時(shí)階段，互不影響，哪個(gè)保護(hù)先達(dá)到動(dòng)作條件就由它來(lái)動(dòng)作。一般情況下， di/dt保護(hù)主要針對(duì)中遠(yuǎn)距離的非金屬性短路故障，缶主要針對(duì)中近距離的非金 屬性短路故障（金屬性直接短路故障由斷路器自身的電磁脫扣裝置來(lái)跳閘）。以 下詳細(xì)介紹兩種保護(hù)的動(dòng)作過(guò)程。2. 1電流上升率保護(hù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)di/dt）在運(yùn)行中，保護(hù)裝置不斷檢測(cè)電流上升率。當(dāng)電流上升率高于保護(hù)設(shè)定的電 流上升率

4、時(shí)，di/dt保護(hù)啟動(dòng)，進(jìn)入延時(shí)階段。若在整個(gè)延時(shí)階段，電流的上升率 都高于保護(hù)設(shè)定值，那么保護(hù)動(dòng)作；若在延時(shí)階段，電流上升率回落到保護(hù)設(shè)定值之下，那么保護(hù)返回。圖2表示了一個(gè)電流波形在兩種保護(hù)整定值下的動(dòng)作情況。在圖中分別用 “（1） 和“（2）來(lái)代表這兩種情況。圖2中，a點(diǎn)電流上升率高于辦幼保護(hù) 整定值，保護(hù)啟動(dòng)。在b點(diǎn)，對(duì)于情況（來(lái)說(shuō)保護(hù)延時(shí)達(dá)到辦佐保護(hù)延時(shí)整定 值，且在間電流上升率始終高于辦幼保護(hù)整定值，保護(hù)動(dòng)作；對(duì)于情況（2）， 在c點(diǎn)，電流上升率回落到保護(hù)整定值以下，而此時(shí)保護(hù)延時(shí)整定值尚未達(dá)到， 保護(hù)返回。1*12觀護(hù)典型動(dòng)作特性2. 2 A I電流增量保護(hù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)A I）在刁

5、以H保護(hù)啟動(dòng)的同時(shí)】保護(hù)也啟動(dòng)進(jìn)入保護(hù)延時(shí)階段，從【保護(hù)啟動(dòng) 的時(shí)刻開(kāi)始繼電器以啟動(dòng)時(shí)刻的電流作為基準(zhǔn)點(diǎn)計(jì)算相對(duì)電流增量。若電流上升 率一直維持在辦幼保護(hù)整定值之上，在達(dá)到缶保護(hù)的延時(shí)整定值后，電流增量 達(dá)到缶保護(hù)整定值，則保護(hù)動(dòng)作。在計(jì)算電流增量的過(guò)程中允許電流上升率在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)回落到di/dt 保護(hù)整定值之下。只要這段時(shí)間不超過(guò)di/dt返回延時(shí)整定值，則保護(hù)不返回；反 之保護(hù)返回。圖3是缶保護(hù)針對(duì)幾種典型電流的動(dòng)作情況：圖， AF觀護(hù)典型動(dòng)作特性電流（1）：保護(hù)未動(dòng)作，電流增量雖然超過(guò)盡整定值，但延時(shí)時(shí)間不足。電流（2）：保護(hù)動(dòng)作，電流增量超過(guò)盡整定值，延時(shí)時(shí)間滿足。電流（3）：保

6、護(hù)動(dòng)作，電流增量超過(guò)AI整定值，延時(shí)時(shí)間滿足。在電流上升的 過(guò)程中，雖然電流上升率曾經(jīng)回落到di/dt整定值以下，但未達(dá)到di/dt返回延時(shí) 值，因此保護(hù)未返回。電流（4）：保護(hù)未動(dòng)作，在電流上升的過(guò)程中，電流上升率回落到di/dt整定值 以下，且超過(guò)di/dt返回延時(shí)值，因此保護(hù)返回。在e點(diǎn)保護(hù)重新啟動(dòng)，并以e 點(diǎn)作為新基準(zhǔn)點(diǎn)。該曲線是列車(chē)駛進(jìn)車(chē)站的電流變化曲線。對(duì)于遠(yuǎn)端故障電流由于其上升的速率比近端的要慢，峰值也小很多，通常與 列車(chē)啟動(dòng)或通過(guò)接觸網(wǎng)分段時(shí)的電流瞬時(shí)峰值相近，甚至小于該電流。所以遠(yuǎn)端 電流與列車(chē)啟動(dòng)電流的區(qū)分是變電所直流保護(hù)的難點(diǎn)。2.3合閘閉鎖在雙邊供電線路中，當(dāng)斷路器合于

7、帶負(fù)載的線路上時(shí)，由于負(fù)載電流根 據(jù)線路阻抗的大小而重新分配，流過(guò)新合上斷路器的電流與故障電流非常相似。 在這種情況下，保護(hù)有可能誤動(dòng)作。因此，保護(hù)裝置需要設(shè)置相應(yīng)的閉鎖措施。在控制電路中，開(kāi)關(guān)柜控制單元通過(guò)圖1中的電壓變送器 來(lái)判斷合閘前線 路是否處于有壓狀態(tài)。如果線路處于有壓狀態(tài)，則控制單元在斷路器合閘時(shí)輸出 閉鎖信號(hào)至保護(hù)單元。斷路器在合閘后，保護(hù)單元將di/dt和缶保護(hù)閉鎖解除， 以躲過(guò)合閘時(shí)的沖擊電流。在雙邊供電線路中，di/dt和盡保護(hù)整定的原則如下：（di/dt的整定值應(yīng)盡 可能的?。?，以獲得盡可能大的保護(hù)范圍。（di/dt的整定值應(yīng)足夠大，以躲過(guò)列車(chē) 的啟動(dòng)電流和濾波器充電電流

8、。）AI的整定值應(yīng)足夠大，以躲過(guò)保護(hù)區(qū)域之外發(fā) 生故障時(shí)的故障電流。（di/dt的延時(shí)應(yīng)足夠長(zhǎng)，以免越區(qū)跳閘。）3、過(guò)流保護(hù)該保護(hù)克作為上述保護(hù)的后備保護(hù)。對(duì)保護(hù)控制單元預(yù)先整定電流Imax值 和時(shí)間T值。當(dāng)通過(guò)直流饋線短路的電流值在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間T內(nèi)超過(guò)Imax值 時(shí)，過(guò)流保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)直流饋線斷路器跳閘來(lái)清除故障。雖然Imax值應(yīng)小于 大電流脫扣保護(hù)裝置動(dòng)作值Idz。對(duì)于Imax值的設(shè)定，可分別設(shè)定正反方向的 Imax+值和Imax-值。當(dāng)機(jī)車(chē)處于再生狀態(tài)或當(dāng)?shù)貭恳冸娝鳈C(jī)組退出運(yùn) 行，所內(nèi)直流饋線被用于直流越區(qū)供電回路時(shí)，如果線路發(fā)生故障，會(huì)有反向電 流通過(guò)直流饋線斷路器，反向過(guò)流保

9、護(hù)用于檢測(cè)并清除該故障。4、雙邊聯(lián)跳保護(hù)雙邊聯(lián)跳保護(hù)是為了更加安全的向接觸網(wǎng)供電，在故障情況下確保相鄰變電 所可靠跳閘而增加的后備跳閘裝置。在無(wú)故障的情況下，兩變電所同時(shí)向接觸網(wǎng)供電，如果有短路情況發(fā)生，則 距離短路點(diǎn)較近變電所（A）的饋線保護(hù)di/dt瞬時(shí)保護(hù)或速斷保護(hù)先動(dòng)作，同 時(shí)向本站聯(lián)跳裝置發(fā)送跳閘信號(hào)，較遠(yuǎn)變電所（B）經(jīng)過(guò)di/dt延時(shí)保護(hù)或過(guò)流 保護(hù)也動(dòng)作，但是比聯(lián)跳裝置的跳閘信號(hào)先動(dòng)作。這種情況聯(lián)跳作為后備保護(hù)。在故障情況下，變電所（B）退出運(yùn)行并通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)由相鄰變電所（C） 越區(qū)供電時(shí)，同樣還是上述情況，變電所（A）的保護(hù)先動(dòng)作，由于短路點(diǎn)距離 變電所（C）較遠(yuǎn)，該變電所相應(yīng)

10、保護(hù)可能不動(dòng)作（視短路情況）而聯(lián)跳裝置則 比較可靠，只要變電所（A）保護(hù)跳閘，變電所（C）經(jīng)變電所（B）接收跳閘信 號(hào)，使開(kāi)關(guān)跳閘，此時(shí)雙邊聯(lián)調(diào)保護(hù)就比較重要。5、接觸網(wǎng)熱過(guò)負(fù)荷保護(hù)給保護(hù)作為電流上升率保護(hù)的輔助保護(hù)，當(dāng)直流線路處于過(guò)負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，即 使沒(méi)有任何短路故障發(fā)生，接觸線或進(jìn)線電纜的溫度也會(huì)上升，當(dāng)熱過(guò)負(fù)荷電流 流過(guò)時(shí)，該電流隨不至于引起巨大的破壞，但此電流持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)了，其產(chǎn)生的熱 量會(huì)超過(guò)某些薄弱設(shè)備所允許的發(fā)熱量，引起這些設(shè)備不同程度的損壞。動(dòng)作原理：接觸網(wǎng)熱過(guò)負(fù)荷保護(hù)主要是根據(jù)接觸網(wǎng)的電阻率、電阻率修正系 數(shù)、長(zhǎng)度、橫截面積、電流，計(jì)算出接觸網(wǎng)的發(fā)熱量，從而再根據(jù)接觸網(wǎng)和空氣 的比熱等熱負(fù)荷特性及通風(fēng)量等環(huán)境條件，由經(jīng)驗(yàn)公式給出接觸網(wǎng)的電纜溫度。 當(dāng)測(cè)量的電纜溫度超出規(guī)定值便發(fā)出報(bào)警，跳閘命令，從而達(dá)到保護(hù)接觸網(wǎng)的目 的。該保護(hù)的保護(hù)對(duì)象是接觸網(wǎng)，接觸網(wǎng)有其自身固有的熱特性，使一條以電流 為變量的反時(shí)限曲線。這就要求保護(hù)裝置整定的曲線與接觸線的固有曲線進(jìn)行配 合。同時(shí)，保護(hù)裝置的整定曲線還應(yīng)與饋線的電流保護(hù)進(jìn)行配合。配合曲線如圖 3所示：曲線1為接觸線熱特性曲線，曲線2為熱過(guò)負(fù)荷保護(hù)整定的保護(hù)曲線。6、自動(dòng)重合閘使用自動(dòng)重合閘的目的是為了在瞬時(shí)性故障消除