不同供電方式下牽引網(wǎng)保護(hù)配置及整定計(jì)算-全并聯(lián)（鐵路牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)）

AT接入方式及其對繼電保護(hù)的要求任務(wù)1AT接入方式及其對繼電保護(hù)的要求圖4.20AT接入牽引網(wǎng)的方式圖4.20（a）AT接入牽引網(wǎng)的方式AT經(jīng)隔離開關(guān)接到接觸線和鋼軌上，要求牽引網(wǎng)饋線保護(hù)能足夠靈敏地反應(yīng)牽引網(wǎng)上的所有故障（包括AT內(nèi)部）。

優(yōu)點(diǎn)：接線簡單、經(jīng)濟(jì)。

缺點(diǎn)：對AT內(nèi)部故障點(diǎn)的測定非常困難。任務(wù)1AT接入方式及其對繼電保護(hù)的要求任務(wù)1AT接入方式及其對繼電保護(hù)的要求圖4.20（b）AT接入牽引網(wǎng)的方式AT經(jīng)斷路器接到接觸線和鋼軌上。對于AT可采用專用的AT保護(hù)裝置作用于斷路器優(yōu)點(diǎn)：可以降低對饋線保護(hù)靈敏度的要求。缺點(diǎn)：增加AT斷路器和相關(guān)設(shè)備的投資，增大運(yùn)行維護(hù)工作量。任務(wù)1AT接入方式及其對繼電保護(hù)的要求圖4.20（C）AT接入牽引網(wǎng)的方式AT經(jīng)電動(dòng)隔開開關(guān)接到接觸線和鋼軌上。對于AT可采用專用的AT保護(hù)裝置作用于斷路器優(yōu)點(diǎn)：可以降低對饋線保護(hù)靈敏度的要求。缺點(diǎn)：需將故障信息傳遞給相應(yīng)的牽引變電所饋線保護(hù)，由牽引變電所饋線保護(hù)跳閘。任務(wù)1AT接入方式及其對繼電保護(hù)的要求圖4.20（d）AT接入牽引網(wǎng)的方式與AT繞組并聯(lián)接入短接開關(guān)。AT故障時(shí)，AT保護(hù)動(dòng)作使短接開關(guān)閉合，造成T線與F線之間短路，使相應(yīng)的牽引變電所饋線保護(hù)跳閘。在無電間隙，電動(dòng)隔離開關(guān)切除故障點(diǎn)，然后由牽引變電所饋線重合閘。任務(wù)1AT接入方式及其對繼電保護(hù)的要求圖4.20（e）AT接入牽引網(wǎng)的方式

在AT的每半個(gè)繞組兩端并聯(lián)一臺(tái)短接開關(guān)，可保證各種供電狀態(tài)下短接開關(guān)的保護(hù)作用。AT供電方式下保護(hù)配置與整定任務(wù)1AT方式下保護(hù)范圍分析圖4.21復(fù)線AT供電方式及保護(hù)范圍示意圖任務(wù)2變電所保護(hù)饋線保護(hù)配置1.距離I段保護(hù)整定距離I段按線路L1的85%整定。電抗邊Xset整定：電阻邊Rset整定：圖.21復(fù)線AT供電方式及保護(hù)范圍示意圖

距離I段保護(hù)時(shí)限與電力機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.1s左右。任務(wù)2變電所保護(hù)饋線保護(hù)配置2.距離II段保護(hù)整定

距離II段保護(hù)按不超過開閉所SSP處出線距離I保護(hù)范圍整定。電抗邊Xset整定：電阻邊Rset整定：圖.21復(fù)線AT供電方式及保護(hù)范圍示意圖距離II段保護(hù)時(shí)限與距離I段保護(hù)時(shí)限配合。任務(wù)2變電所保護(hù)饋線保護(hù)配置3.距離III段保護(hù)整定

距離III段保護(hù)按上下行線路總長度2（L1+L2）整定。電抗邊Xset整定：電阻邊Rset整定：圖.21復(fù)線AT供電方式及保護(hù)范圍示意圖距離III段保護(hù)時(shí)限與距離II段保護(hù)時(shí)限配合。任務(wù)2變電所保護(hù)饋線保護(hù)配置4.電流速斷保護(hù)整定

電流速斷保護(hù)為輔助保護(hù)，只保護(hù)變電所SS至開閉所SSP的一部分。按開閉所SSP處最大短路電流整定，并考慮一定的裕量，計(jì)算公式為：。5.電流增量保護(hù)整定電流速斷保護(hù)時(shí)限與電力機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.1s左右。

任務(wù)3開閉所保護(hù)配置1.開閉所進(jìn)線3QF、4QF保護(hù)配置距離I段按線路L1的全長整定。電抗邊Xset整定：電阻邊Rset整定：圖.21復(fù)線AT供電方式及保護(hù)范圍示意圖

距離I段保護(hù)時(shí)限與電力機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.1s左右。任務(wù)3開閉所保護(hù)配置距離I段按線路L2的85%整定。電抗邊Xset整定：電阻邊Rset整定：圖.21復(fù)線AT供電方式及保護(hù)范圍示意圖

距離I段保護(hù)時(shí)限與電力機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.1s左右。2.開閉所出線5QF、6QF保護(hù)配置距離I段保護(hù)任務(wù)3開閉所保護(hù)配置

距離II段保護(hù)按不超過分區(qū)所SP處距離I保護(hù)范圍整定。電抗邊Xset整定：電阻邊Rset整定：圖復(fù)線AT供電方式及保護(hù)范圍示意圖

距離II段保護(hù)時(shí)限與距離I段保護(hù)時(shí)限配合。2.開閉所出線5QF、6QF保護(hù)配置距離II段保護(hù)任務(wù)3開閉所保護(hù)配置2.開閉所出線5QF、6QF保護(hù)配置電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)為輔助保護(hù)，按SP處最大短路電流整定，并考慮一定的裕量，計(jì)算公式為：。電流速斷保護(hù)時(shí)限與電力機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.1s左右。電流增量保護(hù)

任務(wù)4分區(qū)所保護(hù)配置1.正反向距離I段保護(hù)正反向距離I段保護(hù)按線路L2的85%整定。電抗邊Xset整定：電阻邊Rset整定：圖.21復(fù)線AT供電方式及保護(hù)范圍示意圖

正反向距離I段保護(hù)時(shí)限與電力機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.1s左右。任務(wù)4分區(qū)所保護(hù)配置2.正反向距離II段保護(hù)

正反向距離II段保護(hù)按線路（

L1+L2）整定。電抗邊Xset整定：電阻邊Rset整定：圖.21復(fù)線AT供電方式及保護(hù)范圍示意圖

正反向距離II段保護(hù)時(shí)限與正反向距離I段保護(hù)時(shí)限相配合。任務(wù)4分區(qū)所保護(hù)配置3.電流增量保護(hù)整定計(jì)算公式為：。時(shí)限與電力機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.1s左右。4.電流速斷保護(hù)

時(shí)限與電力機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.1s左右。AT供電回路阻抗參數(shù)特點(diǎn)任務(wù)1AT供電回路阻抗的表示方法55kV系統(tǒng)阻抗Z55，就是從AT供電回路的接觸線T和饋線F測量得到的阻抗。27.5kV系統(tǒng)阻抗Z27.5，就是從AT供電回路的接觸線T和鋼軌R測量得到的阻抗。AT供電回路阻抗的概念圖4.14.27.5kV和55kV系統(tǒng)阻抗示意圖任務(wù)1AT供電回路阻抗的表示方法

Z55與Z27.5的關(guān)系任務(wù)1AT供電回路阻抗的表示方法阻抗繼電器系統(tǒng)的測量阻抗阻抗繼電器系統(tǒng)的測量阻抗Zk就是從電流互感器TA、電壓互感器TV二次側(cè)測量的阻抗。

圖4.15

AT供電系統(tǒng)TA，TV接線示意圖任務(wù)2AT正常接入時(shí)供電回路阻抗特性接觸線（T）-正饋線（F）短接時(shí)短路阻抗與短路點(diǎn)的距離成正比，其特性為一條直線。1T-PW、F-PW的短路阻抗特性大致上和T-R的短路阻抗特性相同。但由于所使用的導(dǎo)線不同，它們的數(shù)值有所差別。一般F-PW的阻抗最大。3接觸線（T）和鋼軌（R）短路時(shí)，其阻抗特性為一條曲線。2單線AT供電回路的阻抗特性圖4.16

單線AT供電回路阻抗特性任務(wù)3AT解列時(shí)的供電回路阻抗特性圖4.17-AT解列時(shí)的阻抗特性AT1解列時(shí)，靠近牽引變電所的負(fù)荷，阻抗增大，當(dāng)負(fù)荷向AT2接近時(shí)阻抗逐漸減??；AT2解列時(shí)，阻抗特性與兩個(gè)AT之間的阻抗特性基本相同。圖4.18-單線AT網(wǎng)絡(luò)非末端AT所解列時(shí)電流分布任務(wù)3AT解列時(shí)的供電回路阻抗特性圖4.17-AT解列時(shí)的阻抗特性圖4.19-單線AT網(wǎng)絡(luò)末端AT所解列時(shí)電流分布AT3解列時(shí)，阻抗將大幅增加，供電回路末端阻抗值約為AT3正常接入時(shí)的3～4倍。在整定距離保護(hù)時(shí)，由于必須將保護(hù)范圍內(nèi)線路的阻抗全部包括進(jìn)去，所以應(yīng)取最大的短路阻抗，即應(yīng)取F-PW的短路阻抗值。在研究最大短路電流時(shí)，應(yīng)取最小的短路阻抗，即在27.5kV系統(tǒng)中，應(yīng)取靠近變電所AT1處的T-R短路阻抗；在55kV系統(tǒng)中，應(yīng)取AT1處的T-F短路阻抗。任務(wù)4AT供電回路阻抗值在繼電保護(hù)中的應(yīng)用全并聯(lián)AT供電方式保護(hù)配置與整定任務(wù)1全并聯(lián)AT供電方式下故障時(shí)工作分析

當(dāng)供電臂發(fā)生故障（如圖中的k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7）時(shí)，牽引變電所、AT所和分區(qū)所中的斷路器的動(dòng)作順序？1QF、2QF跳閘3QF、4QF、5QF、6QF、7QF、8QF跳閘1QF、2QF重合閘3QF、4QF、5QF、6QF、7QF、8QF檢有壓重合圖4.21全并聯(lián)AT供電方式簡化示意圖任務(wù)2牽引變電所饋線保護(hù)配置圖4.22全并聯(lián)AT供電方式及保護(hù)配置示意圖

1.距離I段保護(hù)整定：按牽引網(wǎng)供電臂全長整定。

電抗邊Xset整定為：Xset=Krel.Xk.max；電阻邊Rset按負(fù)荷阻抗整定，按式：計(jì)算。

距離I段保護(hù)時(shí)限與電力機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.1s左右。任務(wù)2牽引變電所饋線保護(hù)配置圖4.22全并聯(lián)AT供電方式及保護(hù)配置示意圖

2.電流速斷保護(hù)整定：按最大負(fù)荷電流整定，并考慮一定的裕度，即：Iset=Krel.IL.max

電流速斷保護(hù)時(shí)限與電力機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.1s。任務(wù)2牽引變電所饋線保護(hù)配置圖4.22全并聯(lián)AT供電方式及保護(hù)配置示意圖

任務(wù)3AT所和分區(qū)所保護(hù)配置圖4.22全并聯(lián)AT供電方式及保護(hù)配置示意圖

1.失壓保護(hù)整定：按0.5-0.6倍牽引網(wǎng)額定電壓整定，時(shí)限與變電所饋線保護(hù)時(shí)限配合，一般取0.5s左右。2.重合閘整定：一般按牽引網(wǎng)額定電壓的80%左右整定。其時(shí)限與牽引變電所重合閘時(shí)限配合，保證在牽引變電所重合閘之后AT所和分區(qū)所才進(jìn)行有壓重合。任務(wù)4牽引變電所、AT所和分區(qū)所保護(hù)的時(shí)限配置圖4.22全并聯(lián)AT供電方式及保護(hù)配置示意圖保護(hù)時(shí)限配合表任務(wù)5保護(hù)動(dòng)作分析圖4.22全并聯(lián)AT供電方式及保護(hù)配置示意圖1.上行供電臂故障

假設(shè)每個(gè)斷路器的動(dòng)作時(shí)間為0.05s，故障發(fā)生時(shí)間設(shè)為0s。上行供電臂發(fā)生永久性故障（如K1

、K3

、K5）①0.1s時(shí)1QF、2QF跳閘；②0.65s時(shí)3QF、4QF、5QF、6QF、7QF、8QF跳閘；③2.1s時(shí)1QF重合閘失敗、2QF重合閘成功；表4.4保護(hù)時(shí)限配合表④3.65s時(shí)3QF不重合閘、4QF重合閘成功；⑤4.65s時(shí)5QF不重合閘、6QF重合閘成功；⑥

5.65s時(shí)7QF不重合閘、8QF重合閘成功；故障發(fā)生5.65后上行供電臂停止供電，下行供電臂恢復(fù)供電任務(wù)5保護(hù)動(dòng)作分析圖4.22全并聯(lián)AT供電方式及保護(hù)配置示意圖1.上行供電臂故障

假設(shè)每個(gè)斷路器的動(dòng)作時(shí)間為0.05s，故障發(fā)生時(shí)間設(shè)為0s。上行供電臂發(fā)生瞬時(shí)性故障（如K1

、K3

、K5）①0.1s時(shí)1QF、2QF跳閘；②0.65s時(shí)3QF、4QF、5QF、6QF、7QF、8QF跳閘；③2.1s時(shí)1QF、2QF重合閘成功；表4.4保護(hù)時(shí)限配合表④3.65s時(shí)3QF、4QF重合閘成功；⑤4.65s時(shí)5QF、6QF重合閘成功；⑥

5.65s時(shí)7QF、8QF重合閘成功；故障發(fā)生5.65后上下行供電臂恢復(fù)供電任務(wù)5保護(hù)動(dòng)作分析圖4.22全并聯(lián)AT供電方式及保護(hù)配置示意圖2.下行供電臂故障

假設(shè)每個(gè)斷路器的動(dòng)作時(shí)間為0.05s，故障發(fā)生時(shí)間設(shè)為0s。下行供電臂發(fā)生永久性故障（如K2

、K4

、K6）①0.1s時(shí)1QF、2QF跳閘；②0.65s時(shí)3QF、4QF、5QF、6QF、7QF、8QF跳閘；③2.1s時(shí)1QF重合閘成功、2QF不重合閘；表4.4保護(hù)時(shí)限配合表④3.65s時(shí)3QF重合閘成功、4QF不重合閘；⑤4.65s時(shí)5QF重合閘成功、6QF不重合閘；⑥

5.65s時(shí)7QF重合閘成功、8QF不重合閘；故障發(fā)生5.65后上行供電臂恢復(fù)供電，下行供電臂停止供電任務(wù)5保護(hù)動(dòng)作分析圖4.22全并聯(lián)AT供電方式及保護(hù)配置示意圖2.下行供電臂故障

假設(shè)每個(gè)斷路器的動(dòng)作時(shí)間為0.05s，故障發(fā)生時(shí)間設(shè)為0s。下行供電臂發(fā)生瞬時(shí)性故障（如K2

、K4

、K6）①0.1s時(shí)1QF、2QF跳閘；②0.65s時(shí)3QF、4QF、5QF、6QF、7QF、8QF跳閘；③2.1s時(shí)1QF、2QF重合閘成功；表4.4保護(hù)時(shí)限配合表④3.65s時(shí)3QF、4QF重合閘成功；⑤4.65s時(shí)5QF、6QF重合閘成功；⑥

5.65s時(shí)7QF、8QF重合閘成功；故障發(fā)生5.65后上下行供電臂恢復(fù)供電任務(wù)5保護(hù)動(dòng)作分析圖4.22全并聯(lián)AT供電方式及保護(hù)配置示意圖3