西門子直流1500V系統(tǒng)課件

地鐵一號線直流1500V

系統(tǒng)培訓繼電保護工班2011年6月8日網(wǎng)絡(luò)維保公司供電分公司一系統(tǒng)圖紙的識圖及答疑圖紙的說明MC表示的是本張圖紙是進線柜、饋線柜、旁路柜、母聯(lián)柜等。其他MD表示負極柜，MQ表示隔離開關(guān)柜，MF表示鋼軌電位限制裝置。00表示本張圖紙是整個系統(tǒng)的概括文檔，其后有01、02、03等，是按照屏柜的布置按順序排列。B表示的是本張圖紙是主接線圖、解釋、接口圖。A表示的是封面、文檔列表，D表示元件布置，F(xiàn)表示原理圖、流程圖，R表示描述，Q表示安裝，S表示電氣圖，T表示元件列表，X表示電纜列表、連接圖，Z表示未分配列表。BB表示本張圖紙是定義系統(tǒng)。二直流綜合保護和控制裝置1.用途和應(yīng)用

SitrasPro直流綜合保護好控制裝置用于城市軌道和干線鐵路的直流供電系統(tǒng)，它保護直流開關(guān)設(shè)備和接觸網(wǎng)系統(tǒng)免于極端運行條件，在電流上升過程中達到最大短路電流之前就能檢測出短路的發(fā)生。SitrasPro由以下模塊構(gòu)成：

SitrasProCU—中央單元

SitrasProHMI—人機界面

SitrasProBA—直流隔離放大器

SitrasProSW—PC用戶軟件

SitrasProCM—電纜監(jiān)視模塊（選配）基本功能：

過流保護（Imax）,電流增量保護（△I），電流上升率保護（di/dt）,定時限過流保護（IUMZ）,低電壓保護（Umin）,過電壓保護（Umax）,接觸網(wǎng)電壓監(jiān)視，斷路器失靈保護，阻抗保護，快速電容跳閘，保護參數(shù)組切換，事件記錄，報警記錄，測量值記錄，和PC機的以太網(wǎng)連接的維護接口。1.1SitrasProCU中央單元

SitrasProCU是SitrasPro產(chǎn)品線內(nèi)的心臟，它向其他模塊提供電源，擔當著裝置接口并且完成所有的保護功能和所有控制的功能。中央單元參數(shù)的可擴展性及參數(shù)設(shè)置的多樣性能夠適應(yīng)不同條件的要求。其控制方式可以適用于多種斷路器，如：Siemens3WV、SecheronUR、SecheronHPB、GEGerapid1.2SitrasProHMI人機界面獨立的人機界面可以安裝在直流開關(guān)柜的低壓室門板上以便于操作1.3SitrasProSWPC用戶軟件

SitrasProSW是一個可以簡化、加快操作和診斷的的工具，從設(shè)定、啟動設(shè)備到分析和記錄系統(tǒng)故障。使快速故障處理成為可能并提供了極有價值的信息，方便運行維護人員。1.4SitrasProBA直流隔離放大器直流隔離放大器用于測量電流、電壓值，同事確保電氣隔離。測量值通過光纖輸出到SitrasProCU，同時提供模擬量輸出，用于饋線電流、饋線電壓、測試電壓（饋線區(qū)間電壓）顯示。1.5

SitrasPro在直流牽引變電所的典型連接2.硬件2.1SitrasProCU中央單元SitrasProCU正視及裝置下部接口圖接口端子定義端子號端子定義備注X1:1裝置工作電源+交直流通用X1:2保護地X1:3裝置工作電源-端子號端子定義備注端子號端子定義備注X20:11負載電壓-DC機殼X22:5繼電器輸出2.2常閉觸點X20:12負載電壓-DC機殼X22:6繼電器輸出2.2常開觸點X21:1數(shù)字輸出1.0可變功能X22:7繼電器輸出2.3常閉觸點X21:2數(shù)字輸出1.1可變功能X22:8繼電器輸出2.3常開觸點X21:3數(shù)字輸出1.2可變功能X23數(shù)字輸出3.0-3.7PLC控制輸出X21:4數(shù)字輸出1.3可變功能X24數(shù)字輸出4.0-4.7PLC控制輸出X21:5數(shù)字輸出1.4可變功能X25數(shù)字輸出5.0-5.3同X22X21:6數(shù)字輸出1.5可變功能X10:1數(shù)字輸入0.0斷路器分閘X21:7數(shù)字輸出1.6可變功能X10:2數(shù)字輸入0.1斷路器合閘X21:8數(shù)字輸出1.7可變功能X10:3數(shù)字輸入0.2確認信號X21:9負載電壓+DC19.2V-72VX10:4數(shù)字輸入0.3/微型空開跳閘輸入X21:10負載電壓+DC19.2V-72VX10:5數(shù)字輸入0.4/斷路器當?shù)胤珠lX21:11負載電壓-DC機殼X10:6數(shù)字輸入0.5/斷路器當?shù)睾祥lX21:12負載電壓-DC機殼X10:7數(shù)字輸入0.6可變功能X22:1繼電器輸出2.0常閉觸點X10:8數(shù)字輸入0.7/斷路器直接合閘不經(jīng)過線路測試X22:2繼電器輸出2.0常開觸點X22:3繼電器輸出2.1常閉觸點X10:9信號電壓+UM/DC19.2V-72VX22:4繼電器輸出2.1常開觸點X10:10信號電壓+UM/DC19.2V-72VSitrasProCU裝置頂部接口圖端子號端子定義備注端子號端子定義備注X13:11信號電壓-UM/DC機殼X30:9模擬量輸入IN3參考電位公共端X13:12信號電壓-UM/DC機殼X30:10模擬量輸入IN4/電壓0-10VDCX14數(shù)字輸入4.0-4.7同X13X30:11模擬量輸入IN4/電流0-20mAX15數(shù)字輸入5.0-5.7同X13X30:12模擬量輸入IN4參考電位公共端X30:1模擬量輸入IN1/電壓0-10VDCX40:1模擬量輸出AO1/電壓±10VDCX30:2模擬量輸入IN1/電流0-20mAX40:2模擬量輸出AO1/電壓參考電位X30:3模擬量輸入IN1參考電位公共端X40:3模擬量輸出AO1/電流0-20mAX30:4模擬量輸入IN2/電壓0-10VDCX40:4模擬量輸出AO1/電流參考電位X30:5模擬量輸入IN2/電流0-20mAX40:5模擬量輸出AO2/電壓±10VDCX30:6模擬量輸入IN2參考電位公共端X40:6模擬量輸出AO2/電壓參考電位X30:7模擬量輸入IN3/電壓0-10VDCX40:7模擬量輸出AO2/電流0-20mAX30:8模擬量輸入IN3/電流0-20mAX40:8模擬量輸出AO2/電流參考電位SitrasProBA接口定義端子號端子定義備注端子號端子定義備注1，2保護地24模擬電流輸出參考電位4工作電源+來自中央單元24VDC26線路電流分流器150mV5工作電源-來自中央單元0VDC27線路電流分流器90mV9,10模擬輸出信號極性切換28線路電流分流器60mV光纖接口連接中央單元29線路電流分流器連接點COM12模擬電壓輸出指示測量±10VCM1信號輸入電纜監(jiān)視模塊CM1選配13模擬電壓輸出參考電位CM2信號輸入電纜監(jiān)視模塊CM2選配14模擬電流輸出指示測量最大20mA34線路電壓連接（饋線）4000V15模擬電流輸出參考電位39線路電壓連接（饋線）2000V16模擬電壓輸出自動測試±10V42線路電壓連接（饋線）1000V17模擬電壓輸出參考電位45連接至內(nèi)部分壓器10V18模擬電流輸出自動測試最大20mA52輸入，測試分流器連接-19模擬電流輸出參考電位53輸入，測試分流器連接+21模擬電壓輸出指示測量±10V56輸入，測試分流器連接-22模擬電壓輸出參考電位57輸入，測試分流器連接+23模擬電流輸出指示測量最大20mA60電壓測量輸入3.軟件結(jié)構(gòu)

SitrasProCU時一個32位微處理系統(tǒng)。軟件及設(shè)定以文件的形式存在閃存內(nèi)?？梢酝ㄟ^SitrasProHMI人機界面或SitrasProSW用戶軟件對設(shè)備進行參數(shù)設(shè)置及定值整定。3.1參數(shù)類型

參數(shù)用于觀察數(shù)據(jù)及設(shè)置裝置，分為觀察參數(shù)及設(shè)置參數(shù)。觀察參數(shù)指示運行狀態(tài)，如實測電壓、電流等。設(shè)置參數(shù)時可以更改的參數(shù)，如整定值、電流參數(shù)。可訪問的參數(shù)取決于用戶登錄時采用的訪問等級。3.2訪問等級共分為三個訪問等級，通過不同的訪問權(quán)限可以訪問不同的參數(shù)。觀察級可以訪問關(guān)鍵觀察參數(shù)及必要的設(shè)定參數(shù)，標準級除觀察參數(shù)外，可訪問一般保護設(shè)置及維護的參數(shù)，專家級可訪問所有參數(shù)，可以設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)及關(guān)閉/開放功能，可以設(shè)置其它訪問等級的密碼。3.3參數(shù)組

保護參數(shù)可以存儲最多5個參數(shù)組。5個參數(shù)組可以通過中央單元上的可變數(shù)字輸入來激活用那一組參數(shù)。3.4記錄類型

裝置具有三種不同的記錄類型：事件記錄、報警記錄及故障錄波?？梢源鎯?096條事件記錄，1024條報警記錄，4096組測量值。記錄狀態(tài)中C標示發(fā)生，G表示消失，C/G表示瞬時顯示。事件等級中T表示跳閘，S表示狀態(tài)信息、開關(guān)操作，F(xiàn)表示故障（系統(tǒng)信息）。故障錄波每100微秒記錄一組測量值（一組測量值包括一個饋線電流），如參數(shù)（8022）中掃描率設(shè)為4，則每四次測量平均值存儲為一組測量值。3.5保護配置

SitrasPro中的保護配置有過流保護（Imax）,電流增量保護（△I），電流上升率保護（di/dt）,定時限過流保護（IUMZ）,低電壓保護（Umin）,過電壓保護（Umax）,接觸網(wǎng)電壓監(jiān)視，斷路器失靈保護，阻抗保護，熱過負荷保護?？梢愿鶕?jù)不同的需要對保護功能進行設(shè)置，不需要的保護功能可以關(guān)閉。3.5.1過流保護Imax

當SitrasPro檢測出當前電流超出整定值，經(jīng)過延時后啟動跳閘，繼電器輸出點2.0激活動作，如果快速電容跳閘功能開啟，則快速電容跳閘同時觸發(fā)。過流保護跳閘曲線3.5.2電流增量保護△I（用于近端短路保護）電流增量保護測量電流增量如果檢測到高于正常運行時的斜率的電流快速變化，處理單元將判斷在饋線的近端發(fā)生短路。短路可在電流遠未到達峰值時檢測到。這樣切斷短路電流時，可顯著減小系統(tǒng)的短路負載。在?I監(jiān)視模式下，計算生成新電流測量值與內(nèi)部保存的基準電流值之間的電流差值?I。如果電流上升斜率低于某個di/dt值([96]?Idi/dt)，則將產(chǎn)生新的基準值。例外：如果電流上升斜率降低到?I:di/dt整定值以下，在一定時間后斜率又重新超過?I:di/dt整定值，而這段時間沒有超過?I:di/dt返回延時值，則將不生成新的電流基準值。如果當前測量電流與基準電流差值超過設(shè)定的報警整定值，則觸發(fā)報警。如果超過跳閘整定值且完成延時，則觸發(fā)跳閘，繼電器輸出點O2.0動作。如果快速電容跳閘功能開啟，則同時觸發(fā)快速電容跳閘

。通過延時可以避免電流尖峰引起的?I誤動作。延時整定值通常設(shè)置為3至5ms。參考值與測量值的時間差為100μs。△I動作邏輯圖以下為上圖中的四條典型電流曲線的差異：1由于電容充電使電流以陡峭的斜率上升，電流上升至最大值后迅速回落到正常負荷電流值。不跳閘：△I延時值未達到。2迅速上升的電流超過△I保護延時整定值及允許（預先設(shè)定）的△I保護電流上升率。跳閘：△I保護跳閘整定值及延時整定值都達到。3迅速上升的電流超過△I保護允許（預先設(shè)定）的電流上升率。設(shè)定的△I：在電流上升過程中有所中斷，但△Idi/dt返回延時值未達到。跳閘：△I保護跳閘整定值及延時整定值都達到。4在電流上升過程中有所中斷，并達到了預設(shè)的△Idi/dt返回延時值。重新開始△I保護的電流測量及計算。電流值雖然達到了△I保護跳閘整定值，但保護動作條件并未完全滿足。不跳閘：△Idi/dt返回延時值達到，△I保護返回并重新開始。參數(shù)編號名稱單位描述0200電流增量保護軟壓板啟動或關(guān)閉保護功能10201跳閘整定值A(chǔ)?I跳閘整定值10202報警整定值%以?I跳閘整定值的百分比進行整定3.5.3電流上升率保護di/dt（應(yīng)用于遠距離短路保護）

線路遠端的短路點應(yīng)該被檢測到并切除。因此相應(yīng)地必須設(shè)置di/dt保護參數(shù)。如果電流上升率超過設(shè)定值及完成延時，則繼電器輸出點O2.0啟動。如果快速電容跳閘功能開啟，則同時觸發(fā)快速電容脫扣跳閘。di/dt測量值每毫秒更新一次。di/dt動作邏輯圖10203延時整定值ms△I延時整定值10204電流上升率整定值A(chǔ)/ms采樣值大于定值則△I啟動10205返回延時值ms如電流在上升過程中，電流上升率回落到電流上升率整定值一下，且超過延時則保護返回。3.5.4定時限過流保護定時限過流保護用于檢測持續(xù)時間較長而又不符合正常運行情況的電流。按照線路末端最小短路電流整定，對于此保護，僅檢測饋出方向電流。如果超出整定值，則繼電器輸出點O2.0啟動。如果快速電容脫扣功能開啟，則同時觸發(fā)快速電容脫扣跳閘。測量值每10毫秒更新一次。定時限過流動作邏輯圖參數(shù)編號名稱單位描述0400定時限過流保護軟壓板開啟或關(guān)閉保護功能10402跳閘整定值A(chǔ)電流整定值10403報警整定值%為跳閘整定值的百分比10404延時整定值ms時間整定值定時限過流保護跳閘曲線3.5.5欠電壓保護（Umin）如果電纜電壓降低到整定值并且保持時間達到延時整定值，則根據(jù)設(shè)置將觸發(fā)不同的動作：當中央處理單元無控制功能選項時，斷路器跳閘；當中央處理單元帶有控制功能選項時，跳閘并自動合閘或斷路器跳閘且不自動重合閘。欠電壓保護功能Vmin只在斷路器處于合閘位置時才啟動，如果帶有di/dt復合保護且保護功能開啟，則欠壓保護僅在饋線電流超過額定電流的3.33%后才可啟動。測量值每10毫秒更新一次。參數(shù)3.5.6過壓保護（Umax）

如果電纜電壓上升到整定值并且保持時間達到延時整定值，則根據(jù)設(shè)置將觸發(fā)不同的動作：當中央處理單元無控制功能選項時，斷路器跳閘；當中央處理單元帶有控制功能選項時，跳閘并自動合閘或斷路器跳閘且不自動重合閘。過壓保護功能Vmax只在斷路器處于合閘位置時才啟動，如果帶有di/dt復合保護